長江中下游武漢段岸坡破壞型式分析

夏峰

摘要：本文針對武漢段長江岸坡的現狀簡要分析了岸坡破壞型式及影響岸坡穩定的因素，并提出了岸線整治的加固處理建議。

關鍵詞：岸坡穩定；護岸工程

一、工程概況

三峽工程蓄水運用以來，長江中下游防洪形勢得到明顯改善，但是三峽工程調節長江中下游河道洪水過程的同時，也對長江中下游河道的泥沙來量帶來十分明顯的影響。來沙量的大幅度減少，已引起了位于壩下游河道河床持續沖刷，迎流頂沖段和主流貼岸段河床大幅刷深，引起了崩岸險情。為保障武漢市堤防安全及岸坡穩定，依據武漢段河道演變分析及河勢監測成果，擬對危及河勢穩定與防洪安全的岸段實施護岸工程，總長49.96km。

二、地質概況

（一）地形地貌

工程區地處江漢平原東部與鄂東南丘陵、山地的交接地帶，具有明顯的丘陵～平原地形的特點，可分為堆積平原、剝蝕堆積平原及剝蝕丘陵三種基本類型。地面高程一般18～150m之間，境內最高峰為武昌頂冠峰高程197.7m，最低陸地高程約為18.0m，長江和漢江河床地勢最低，河底標高最低分別為-27.3m和-7.70m。

區內江河縱橫、河港溝渠交織，湖泊庫塘星羅棋布，漢江、灄水、府澴河、倒水、舉水、金水、順通河、東荊河等從長江南北兩岸匯入長江，形成以長江為干流的龐大水系網。區內湖泊眾多，較大的主要有梁子湖、斧頭湖、魯湖、漲渡湖、武湖、東湖（蔡甸）、東湖（武昌）、湯遜湖等。

（二）地層巖性

工程區主要分布古生界至新生界地層，古生界地層地表出露不廣，多隱伏于新生界地層之下。新生界上第三系地層地表未見出露，埋于第四系松散堆積物之下。第四紀以來，武漢地區地殼運動處于沉降時期，大面積覆蓋了第四紀地層，下更新統為洪沖積砂礫石、粘性土；中更新統為洪沖積粘性土；上更新統為洪沖積砂礫石、粗砂、粉細砂、粘性土；全新統下部為沖積砂礫石、粗砂、粉細砂，上部為一套湖積-沖積堆積壤土、粘性土、淤泥質土等。

1.第四系

武漢段護岸工程沿線分布的第四系地層主要有全新統沖積層（Q4al），主要為砂壤土及粉質壤土、粉細砂、粉質粘土，廣泛分布于各護岸段；人工堆積層（Q4ml），包括雜填土和素填土，由粘性土、碎石和磚塊組成，含泥質、砂等，結構松散～稍密。

2.水文地質

工程區內地表水極為豐富，除長江外，溝塘河湖密布。地下水則主要為第四系松散堆積物中的孔隙水。孔隙水賦存于砂壤土及砂土之中，粘土、粉質粘土及粉質壤土為相對隔水層。孔隙水一般由大氣降水補給，向江、河排泄，洪水季節則由江河水補給。

根據長江干堤堤防等勘察水樣簡分析成果，工程區長江水為HCO3-Ca-Mg型，地下水為HCO3-Ca或HCO3-Cl-Ca-Mg型，PH值7.1～8.0，長江水和地下水對混凝土均無腐蝕性。

3.物理地質現象

勘察區河道彎曲，岸坡主要為土質岸坡，由粉質壤土、粉質粘土及粉細砂等組成，抗沖刷能力相對較差。受水流沖刷、側蝕作用等的影響，大多數岸坡段歷年都發生了不同程度的崩岸現象。

影響岸坡的主要因素為長江凹岸迎流頂沖、側蝕沖刷及航行形成的浪蝕作用等，此外，部分二元結構岸坡上部土體主要為粘性土，弱-微透水性，排水性差，排水速度慢，長江迅速退水期間，岸坡土體飽和，內外滲透壓力驟增，可能存在滲透變形破壞。

三、岸坡主要破壞型式

根據岸坡坡型、物質組成、性狀特征及岸坡歷史破壞情況，將岸坡的破壞形式分為以下2種。

（一）緩坡坍岸型。

坡度較緩，坡面一般無防護，在地表、地下水等誘因綜合作用下，先從岸坡中下部開始產生小范圍坍滑破壞，并逐步向岸坡中上部發展。若岸坡以砂壤土或細砂為主，在江水的浪蝕作用下，往往沿坡腳產生較連續崩岸，并形成往復破壞或演變為坍滑破壞，導致岸線逐年退卻。

（二）陡坡崩滑型。

坡腳因江水沖刷淘空，岸坡中下臨空土體產生崩塌，逐步向岸坡中上部發展，坡度減緩，破壞型式逐步演變為坍滑。

四、岸坡穩定影響因素

岸坡的穩定性取決于其內部因素與外部因素的共同作用。內部因素包括岸坡形態、土層結構、土體的物理力學性質、水理性質及其滲流條件等；外部因素包括江水沖刷、水位漲落幅度與速度、人類活動等方面。根據岸坡特征及破壞型式，影響工程區岸坡穩定性的主要因素有以下5個方面：

（一）岸坡形態。

對于無護岸土質邊坡，坡度越陡，岸坡穩定性越差；坡形規整性越差，其穩定性越差，如水泥廠外側多處堆積生活及工業垃圾，向外凸出成磯，洪水期岸邊水流不暢呈迥流，大多已見崩塌破壞。

（二）物質組成。

當岸坡坡面有護坡時，岸坡抗沖刷能力較強，有利于岸坡穩定；而無護坡者，由于岸坡土體均為第四系松散堆積物，抗沖刷能力低，極易在江水的浸泡軟化及淘蝕作用下發生坍滑、崩塌破壞。

（三）近岸水流條件。

江水的作用對岸坡穩定的影響甚大，主要表現在兩方面，一是江水的浸泡軟化作用，其二是沖刷淘蝕作用，是導致岸坡失穩的主要外在因素。江水作用的強度與河道彎曲度、流速、流量等緊密相關。如在尹魏段岸坡上游右岸白滸山和黃家磯的挑流作用下，長江主流直剎左岸尹魏段岸坡，形成迎流頂沖，深泓貼岸，江水對岸坡沖刷作用強烈，危及岸坡穩定。

（四）地下水影響。

地下水的影響表現在兩個方面，一方面是地下水的浸泡軟化作用，降低了土體的抗剪強度；另一方面是由地下水活動引起的潛蝕、靜水壓力、滲透壓力等，同樣不利于岸坡穩定。

（五）人類活動。

人類活動對岸坡形態的不利改造，如對坡腳不合理開挖、坡頂的大量堆載，均對岸坡的穩定不利。

五、工程處理措施

工程處理措施主要依據工程區基本地形地質條件、河勢流向及岸坡破壞型式、影響岸坡穩定因素等，提出如下地質加固處理建議。

（一）邊坡整形

平面布置上力求平順，各坡段采用平緩曲線連接，原有護岸部位做加固及修復處理，使岸線平順、坡型規整，并兼顧整體美觀。

（二）防沖

岸坡護坡選用干砌石、漿砌石、預制或現澆混凝土等，要求堅固耐久，就地取材，方便施工和維修；工程區岸坡坡腳多無漫灘或僅有窄漫灘分布，護坡坡腳及河床淺水區設置一定寬度的拋石防沖層，防護寬度應視岸坡整體穩定及河流沖淤變化情況等并結合岸坡土質情況確定。

參考文獻：

[1]李廣誠.堤防工程地質勘察與評價[M].北京：中國水利水電出版社.2004