月潭水庫庫岸穩(wěn)定問題研究

（安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司 蚌埠 233000）

1 水庫概況

月潭水庫位于安徽省黃山市休寧縣新安江主源率水河上，是一座以防洪為主，結合供水、發(fā)電等綜合利用的大（2）型水利樞紐。壩型為混凝土重力壩，正常蓄水位165m，最大壩高36.6m，壩頂高程173.6m，水庫總庫容1.55 億m3，電站裝機20MW。庫區(qū)位于中低山區(qū)，溪口至沉潭段階地漫灘較發(fā)育，河谷較開闊，庫尾回水線位于溪口鎮(zhèn)江潭村附近的河道內(nèi)，該段河道平均坡降約為0.75‰～0.8‰。

水庫區(qū)出露基巖地層大多為前震旦紀變質巖系的千枚巖，其次為中生代侏羅系及白堊系沉積巖層，第四系地層主要有分布在河道及漫灘、山前坡腳的沖洪積層以及山坡表面的坡積層。第四系近代沖洪積層在庫區(qū)內(nèi)分布廣泛。河床砂卵石層厚1～2m，僅有少數(shù)河段基巖裸露。兩岸漫灘覆蓋層厚度一般為3～10m，上部一般為壤土，下部為細砂以及砂卵礫石；山前坡腳坡積層厚度一般2～4m，為灰黃色重粉質壤土；山坡上一般分布1～2m 的坡積層，主要成分為棕紅色壤土夾碎石。

2 庫岸穩(wěn)定問題研究

月潭水庫正常蓄水位時水庫回水至深塢口一帶，順河道庫長約32.6km，庫區(qū)出露基巖大部分為前震旦系千枚巖地層，基巖風化不深，山坡殘坡積層厚度不大，物理地質作用微弱。庫岸及附近未發(fā)現(xiàn)較大規(guī)模的滑坡、崩塌以及泥石流等不良物理地質現(xiàn)象，僅在水庫上游左岸畢村電站附近公路邊坡開挖過陡，順殘坡積層與基巖面產(chǎn)生小規(guī)模的滑塌。庫區(qū)巖層產(chǎn)狀整體較穩(wěn)定，總體上為走向NWW，傾向NE，傾角60～75°，庫盆總體位于陡傾的單斜構造之中。根據(jù)岸坡地質結構、地層巖性組合等，庫岸一般可分為巖質岸坡及土質岸坡兩大類，分別對其進行分析。

2.1 庫岸地質結構巖質岸坡

庫區(qū)巖質岸坡主要分布在壩址向上游至陳霞大橋左右側庫岸，長約13.6km；上呈村上游至石田村下游茶塘河口左側庫岸，長約3.8km，石田林場向上游0.8km 的左側庫岸，溪口老大橋至茶亭灣左側庫岸，長約0.48km，石坑上游至木干橋左側庫岸，長約2.4km；陳霞至金村右側庫岸，長約3.8km，郎村下游右側庫岸，長約2.1km。

庫區(qū)巖質庫岸巖性以千枚巖系為主，山坡基巖大多裸露，風化不深，片理裂隙較發(fā)育，片理傾角較陡，約60°～75°，而自然山坡坡度為35°～50°，片理傾角大于自然山坡角，無較大規(guī)模順坡緩傾結構面，水庫運行期，在庫水水位變幅帶，抗沖刷能力較強，僅可能發(fā)生一些小規(guī)?；⒈浪暗魤K，庫岸再造作用較微弱，巖質庫岸整體穩(wěn)定性較好。

2.2 庫岸地質結構土質庫岸

2.2.1 土質岸坡地層特性及分布范圍

根據(jù)庫區(qū)地質測繪及鉆孔，庫岸主要揭露①、③、④、⑤層土及⑥、⑦層基巖。①層（Qal 4）為輕粉質壤土～輕壤土，局部表層為中粉質壤土，弱透水性；③層（Qal 4）為砂卵礫石層，夾少量粘性土及砂壤土，強透水層；④層（Qal+pl 4）為重粉質～中粉質壤土，微透水性；⑤層（Qdl）坡積層，主要為粉質壤土夾碎石，弱～微透水性；⑥層（J2h）為侏羅系中統(tǒng)洪琴組粉砂巖，透水性微弱，主要分布在陽干、金城及石田段；⑦層前震旦系木坑組千枚巖地層，主要分布在陳霞、溪口以及和村等庫岸。

土質岸坡分布左側庫岸：陳霞大橋至上呈村長約3.0km，茶塘河口至石田林場（石田村），長約2.1km，溪口大橋下游溪口村長約2.2km，茶亭灣至石坑，長約1.3km，木干橋至深塢口，長約1.2km；右側庫岸分布在金村至溪口老大橋上游沂溪河口，長約10km，絕大部分為土質庫岸，郎村至庫尾，長約2.0km。部分土質庫岸岸坡在庫水反復淘刷作用下，易發(fā)生小規(guī)模剝蝕塌岸，庫岸再造能力較強，庫岸穩(wěn)定性較差。

2.2.2 土質岸坡地層結構

水庫土質岸坡地層絕大部分以多層地質結構為主，另外分布少量雙層結構，多層結構上部為①層輕粉質壤土，中間為砂卵礫石層，下部河床為基巖。雙層結構主要有以下三類，上部為④、⑤層粘性土層，下部為基巖，該種地質結構庫岸分布在石田中學上游段左側庫岸；上部為①層輕粉質壤土，下部為砂卵礫石層，該種地質結構主要分布在溪口上游沂溪河右側岸坡；上部為砂卵礫石層，下部為基巖，此類地質結構主要分布在溪口老大橋下游左側庫岸段。

2.3 庫岸再造分析

2.3.1 庫岸再造影響因素

水庫運行期，水庫回水線附近的水庫岸坡，由于地質環(huán)境尤其是水文地質條件的變化，庫周原始天然岸坡的穩(wěn)定性亦將產(chǎn)生一定程度的變化，即產(chǎn)生庫岸再造問題。庫岸再造的形式主要有巖質岸坡沿不利結構面的崩塌、滑坡，土質岸坡的局部窩崩、塌岸等。月潭水庫庫岸巖質岸坡巖層陡立，基巖風化不深，庫岸再造作用輕微，庫岸穩(wěn)定性較好。庫岸再造主要為土質庫岸段，其影響因素主要有：岸坡地質結構、受力條件變化、地下水位的變化以及浪蝕作用等。

2.3.2 庫岸再造的預測方法及參數(shù)的選擇

（1）預測方法

月潭水庫巖質庫岸穩(wěn)定性較好，這里僅針對土質庫岸進行塌岸預測，預測方法采用現(xiàn)行水利行業(yè)常用的卡丘金圖解法，簡化的卡丘金圖解法塌岸預測見圖1。圖中：A：波浪影響深度（本水庫采用0.5m）；α：水下庫岸土層穩(wěn)定坡角；β：水上庫岸土層穩(wěn)定坡角；δ：原始岸坡地形坡度；S：預測最終塌岸寬度。實質是預測正常蓄水位與死水位間水位變幅帶及正常蓄水位以上各巖土層岸坡長期穩(wěn)定坡角，依據(jù)地質類比的圖解法求解庫岸最終塌岸寬度。

水庫蓄水運行后，在死水位157.0m 或波浪影響深度之下、正常蓄水位165m 之上，以及死水位與正常蓄水位之間，原始庫岸將在水動力條件的作用下，依據(jù)巖土層抗沖性的不同，形成一定寬度范圍的各自庫岸穩(wěn)定坡角，從而完成岸坡塌岸再造過程。

（2）塌岸預測參數(shù)的選取

對于土質庫岸，水下岸坡土層穩(wěn)定坡角、水上岸坡土層穩(wěn)定坡腳是預測庫岸再造寬度的兩個主要參數(shù)。為此對于土質岸坡預測參數(shù)的選取，主要通過對庫岸現(xiàn)狀及土層性質的調(diào)查，類比類似工程經(jīng)驗提出的，見表1。

2.3.3 庫岸再造預測評價

按照卡丘金圖解法，分別對月潭水庫周邊岸坡進行塌岸預測，為工程設計處理措施提供了有力的依據(jù)。

（1）陳霞大橋上游左側土質庫岸分析

①陳霞大橋至上呈村段左側庫岸，長約3.0km，陳霞附近水庫岸坡預測塌岸寬度0～12m，企灘附近庫岸，庫岸岸坡平緩，一般不存在塌岸。

②茶塘河口至石田林場左側庫岸（石田村段），長約2.1km，庫岸坡塌岸寬度約為13～15m，大量居民建筑物沿河岸修建，為保證居民建筑物在蓄水后不受影響，應對石田村段庫岸采取防護措施。

③溪口大橋下游溪口村左側庫岸，長約2.2km，在不考慮現(xiàn)有干砌石擋墻的情況下，局部塌岸寬度為2～16m，大量居民建筑物沿河岸修建，房屋集中，為保證居民建筑物在蓄水后不受影響，應對現(xiàn)有擋墻進行加固處理。

④茶亭灣至石坑村左側庫岸，長約1.3km，該處岸坡較陡，預測塌岸寬度為20m 左右，為保證該處農(nóng)田不受塌岸影響，建議對該段岸坡進行防護，實際上目前溪口電站下游已有240m 的擋墻護岸，可考慮將擋墻延伸至茶亭灣。

表1 庫岸預測穩(wěn)定坡角參數(shù)取值推薦表

⑤木干橋至深塢口左側庫岸，長約1.2km，河床高程已接近165m 高程，在水庫蓄水后，庫岸與建庫前河道岸坡基本一致，已經(jīng)受歷史上多次洪水的考驗，塌岸寬度一般很小，庫岸較穩(wěn)定。

（2）陳霞大橋上游右側土質庫岸分析

①金村至溪口老大橋沂溪河口右側庫岸，長約10km，以土質庫岸為主，該段庫岸包括金村、陽干、金城以及金城至溪口段。金村段右側庫岸長約2.3km，庫岸平緩，岸坡穩(wěn)定性較好，塌岸寬度甚小，僅為1～2m，可不考慮對該段庫岸進行防護。

②陽干段右側庫岸長約3.3km，蓄水后塌岸寬度15～20m，岸坡穩(wěn)定性較差，塌岸范圍內(nèi)地面高程為165.0～165.2m，已屬征地范圍，可不考慮對該段庫岸進行防護。

③金城段右側庫岸長約2.1km，正常蓄水位以下河岸較陡，正常蓄水位以上岸坡較平緩，預測塌岸寬度約15～20m，考慮到168m 高程以上分布大量居民建筑物，建議對岸坡進行防護處理。

④金城上游至溪口段右側庫岸長約2.7km，參考剖面，塌岸寬度較小，約5～6m，但剖面附近岸坡上分布大量居民建筑物，建議對該段岸坡進行防護。處理范圍可考慮防護至溪口老大橋附近。

⑤郎村右側庫岸，長約2.1km，河床高程已接近165m 高程，庫岸與建庫前河道岸坡基本一致，已經(jīng)受歷史上多次洪水的考驗，塌岸寬度很小，庫岸一般較穩(wěn)定。

（3）率水河支流沂溪河河口右側庫坡分析

率水河支流沂溪河河口右側庫坡長約0.75km，該處岸坡較陡，在不考慮現(xiàn)有砌石擋墻情況下，預測水庫蓄水后塌岸寬度約12～15m，岸坡穩(wěn)定性較差，岸坡上分布大量居民建筑物，部分擋墻破損、坍塌，建議對該段岸坡進行防護處理。

3 庫岸穩(wěn)定性綜合評價

圖1 卡丘金圖解法塌岸預測簡圖

月潭水庫為山區(qū)峽谷型水庫，庫岸以巖質岸坡為主，巖質岸坡巖層傾角陡立，水庫蓄水后庫岸再造作用微弱，該類庫岸穩(wěn)定性一般較好。土質岸坡在水庫蓄水后，由于地質環(huán)境的改變，將產(chǎn)生一定程度的塌岸，根據(jù)塌岸預測分析，左側庫岸段：茶塘河口至石田林場（石田村段）、溪口大橋下游溪口村以及茶亭灣至石坑村段在水庫蓄水后，將產(chǎn)生一定寬度的塌岸，庫岸穩(wěn)定性較差；右側庫岸段：陽干村段大部分庫岸塌岸寬度小，庫岸穩(wěn)定性較好，局部岸坡較陡，庫岸穩(wěn)定性差，金城村段在水庫蓄水后，將產(chǎn)生一定寬度的塌岸，庫岸穩(wěn)定性較差，溪口段雖塌岸寬度較小，但河岸上方均為居民建筑物，塌岸造成影響較大；另外，率水河支流沂溪河河口右側庫坡穩(wěn)定性較差，雖修建有擋墻，但擋墻破損較嚴重。為保證庫岸上方農(nóng)田以及居民建筑物不受塌岸影響，建議對以上岸坡進行防護■