长江中下游武汉段岸坡破坏型式分析

夏峰

摘要：本文针对武汉段长江岸坡的现状简要分析了岸坡破坏型式及影响岸坡稳定的因素，并提出了岸线整治的加固处理建议。

关键词：岸坡稳定；护岸工程

一、工程概况

三峡工程蓄水运用以来，长江中下游防洪形势得到明显改善，但是三峡工程调节长江中下游河道洪水过程的同时，也对长江中下游河道的泥沙来量带来十分明显的影响。来沙量的大幅度减少，已引起了位于坝下游河道河床持续冲刷，迎流顶冲段和主流贴岸段河床大幅刷深，引起了崩岸险情。为保障武汉市堤防安全及岸坡稳定，依据武汉段河道演变分析及河势监测成果，拟对危及河势稳定与防洪安全的岸段实施护岸工程，总长49.96km。

二、地质概况

（一）地形地貌

工程区地处江汉平原东部与鄂东南丘陵、山地的交接地带，具有明显的丘陵～平原地形的特点，可分为堆积平原、剥蚀堆积平原及剥蚀丘陵三种基本类型。地面高程一般18～150m之间，境内最高峰为武昌顶冠峰高程197.7m，最低陆地高程约为18.0m，长江和汉江河床地势最低，河底标高最低分别为-27.3m和-7.70m。

区内江河纵横、河港沟渠交织，湖泊库塘星罗棋布，汉江、滠水、府澴河、倒水、举水、金水、顺通河、东荆河等从长江南北两岸汇入长江，形成以长江为干流的庞大水系网。区内湖泊众多，较大的主要有梁子湖、斧头湖、鲁湖、涨渡湖、武湖、东湖（蔡甸）、东湖（武昌）、汤逊湖等。

（二）地层岩性

工程区主要分布古生界至新生界地层，古生界地层地表出露不广，多隐伏于新生界地层之下。新生界上第三系地层地表未见出露，埋于第四系松散堆积物之下。第四纪以来，武汉地区地壳运动处于沉降时期，大面积覆盖了第四纪地层，下更新统为洪冲积砂砾石、粘性土；中更新统为洪冲积粘性土；上更新统为洪冲积砂砾石、粗砂、粉细砂、粘性土；全新统下部为冲积砂砾石、粗砂、粉细砂，上部为一套湖积-冲积堆积壤土、粘性土、淤泥质土等。

1.第四系

武汉段护岸工程沿线分布的第四系地层主要有全新统冲积层（Q4al），主要为砂壤土及粉质壤土、粉细砂、粉质粘土，广泛分布于各护岸段；人工堆积层（Q4ml），包括杂填土和素填土，由粘性土、碎石和砖块组成，含泥质、砂等，结构松散～稍密。

2.水文地质

工程区内地表水极为丰富，除长江外，沟塘河湖密布。地下水则主要为第四系松散堆积物中的孔隙水。孔隙水赋存于砂壤土及砂土之中，粘土、粉质粘土及粉质壤土为相对隔水层。孔隙水一般由大气降水补给，向江、河排泄，洪水季节则由江河水补给。

根据长江干堤堤防等勘察水样简分析成果，工程区长江水为HCO3-Ca-Mg型，地下水为HCO3-Ca或HCO3-Cl-Ca-Mg型，PH值7.1～8.0，长江水和地下水对混凝土均无腐蚀性。

3.物理地质现象

勘察区河道弯曲，岸坡主要为土质岸坡，由粉质壤土、粉质粘土及粉细砂等组成，抗冲刷能力相对较差。受水流冲刷、侧蚀作用等的影响，大多数岸坡段历年都发生了不同程度的崩岸现象。

影响岸坡的主要因素为长江凹岸迎流顶冲、侧蚀冲刷及航行形成的浪蚀作用等，此外，部分二元结构岸坡上部土体主要为粘性土，弱-微透水性，排水性差，排水速度慢，长江迅速退水期间，岸坡土体饱和，内外渗透压力骤增，可能存在渗透变形破坏。

三、岸坡主要破坏型式

根据岸坡坡型、物质组成、性状特征及岸坡历史破坏情况，将岸坡的破坏形式分为以下2种。

（一）缓坡坍岸型。

坡度较缓，坡面一般无防护，在地表、地下水等诱因综合作用下，先从岸坡中下部开始产生小范围坍滑破坏，并逐步向岸坡中上部发展。若岸坡以砂壤土或细砂为主，在江水的浪蚀作用下，往往沿坡脚产生较连续崩岸，并形成往复破坏或演变为坍滑破坏，导致岸线逐年退却。

（二）陡坡崩滑型。

坡脚因江水冲刷淘空，岸坡中下临空土体产生崩塌，逐步向岸坡中上部发展，坡度减缓，破坏型式逐步演变为坍滑。

四、岸坡稳定影响因素

岸坡的稳定性取决于其内部因素与外部因素的共同作用。内部因素包括岸坡形态、土层结构、土体的物理力学性质、水理性质及其渗流条件等；外部因素包括江水冲刷、水位涨落幅度与速度、人类活动等方面。根据岸坡特征及破坏型式，影响工程区岸坡稳定性的主要因素有以下5个方面：

（一）岸坡形态。

对于无护岸土质边坡，坡度越陡，岸坡稳定性越差；坡形规整性越差，其稳定性越差，如水泥厂外侧多处堆积生活及工业垃圾，向外凸出成矶，洪水期岸边水流不畅呈迥流，大多已见崩塌破坏。

（二）物质组成。

当岸坡坡面有护坡时，岸坡抗冲刷能力较强，有利于岸坡稳定；而无护坡者，由于岸坡土体均为第四系松散堆积物，抗冲刷能力低，极易在江水的浸泡软化及淘蚀作用下发生坍滑、崩塌破坏。

（三）近岸水流条件。

江水的作用对岸坡稳定的影响甚大，主要表现在两方面，一是江水的浸泡软化作用，其二是冲刷淘蚀作用，是导致岸坡失稳的主要外在因素。江水作用的强度与河道弯曲度、流速、流量等紧密相关。如在尹魏段岸坡上游右岸白滸山和黄家矶的挑流作用下，长江主流直刹左岸尹魏段岸坡，形成迎流顶冲，深泓贴岸，江水对岸坡冲刷作用强烈，危及岸坡稳定。

（四）地下水影响。

地下水的影响表现在两个方面，一方面是地下水的浸泡软化作用，降低了土体的抗剪强度；另一方面是由地下水活动引起的潜蚀、静水压力、渗透压力等，同样不利于岸坡稳定。

（五）人类活动。

人类活动对岸坡形态的不利改造，如对坡脚不合理开挖、坡顶的大量堆载，均对岸坡的稳定不利。

五、工程处理措施

工程处理措施主要依据工程区基本地形地质条件、河势流向及岸坡破坏型式、影响岸坡稳定因素等，提出如下地质加固处理建议。

（一）边坡整形

平面布置上力求平顺，各坡段采用平缓曲线连接，原有护岸部位做加固及修复处理，使岸线平顺、坡型规整，并兼顾整体美观。

（二）防冲

岸坡护坡选用干砌石、浆砌石、预制或现浇混凝土等，要求坚固耐久，就地取材，方便施工和维修；工程区岸坡坡脚多无漫滩或仅有窄漫滩分布，护坡坡脚及河床浅水区设置一定宽度的抛石防冲层，防护宽度应视岸坡整体稳定及河流冲淤变化情况等并结合岸坡土质情况确定。

参考文献：

[1]李广诚.堤防工程地质勘察与评价[M].北京：中国水利水电出版社.2004