月潭水库库岸稳定问题研究

（安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司 蚌埠 233000）

1 水库概况

月潭水库位于安徽省黄山市休宁县新安江主源率水河上，是一座以防洪为主，结合供水、发电等综合利用的大（2）型水利枢纽。坝型为混凝土重力坝，正常蓄水位165m，最大坝高36.6m，坝顶高程173.6m，水库总库容1.55 亿m3，电站装机20MW。库区位于中低山区，溪口至沉潭段阶地漫滩较发育，河谷较开阔，库尾回水线位于溪口镇江潭村附近的河道内，该段河道平均坡降约为0.75‰～0.8‰。

水库区出露基岩地层大多为前震旦纪变质岩系的千枚岩，其次为中生代侏罗系及白垩系沉积岩层，第四系地层主要有分布在河道及漫滩、山前坡脚的冲洪积层以及山坡表面的坡积层。第四系近代冲洪积层在库区内分布广泛。河床砂卵石层厚1～2m，仅有少数河段基岩裸露。两岸漫滩覆盖层厚度一般为3～10m，上部一般为壤土，下部为细砂以及砂卵砾石；山前坡脚坡积层厚度一般2～4m，为灰黄色重粉质壤土；山坡上一般分布1～2m 的坡积层，主要成分为棕红色壤土夹碎石。

2 库岸稳定问题研究

月潭水库正常蓄水位时水库回水至深坞口一带，顺河道库长约32.6km，库区出露基岩大部分为前震旦系千枚岩地层，基岩风化不深，山坡残坡积层厚度不大，物理地质作用微弱。库岸及附近未发现较大规模的滑坡、崩塌以及泥石流等不良物理地质现象，仅在水库上游左岸毕村电站附近公路边坡开挖过陡，顺残坡积层与基岩面产生小规模的滑塌。库区岩层产状整体较稳定，总体上为走向NWW，倾向NE，倾角60～75°，库盆总体位于陡倾的单斜构造之中。根据岸坡地质结构、地层岩性组合等，库岸一般可分为岩质岸坡及土质岸坡两大类，分别对其进行分析。

2.1 库岸地质结构岩质岸坡

库区岩质岸坡主要分布在坝址向上游至陈霞大桥左右侧库岸，长约13.6km；上呈村上游至石田村下游茶塘河口左侧库岸，长约3.8km，石田林场向上游0.8km 的左侧库岸，溪口老大桥至茶亭湾左侧库岸，长约0.48km，石坑上游至木干桥左侧库岸，长约2.4km；陈霞至金村右侧库岸，长约3.8km，郎村下游右侧库岸，长约2.1km。

库区岩质库岸岩性以千枚岩系为主，山坡基岩大多裸露，风化不深，片理裂隙较发育，片理倾角较陡，约60°～75°，而自然山坡坡度为35°～50°，片理倾角大于自然山坡角，无较大规模顺坡缓倾结构面，水库运行期，在库水水位变幅带，抗冲刷能力较强，仅可能发生一些小规模滑、崩塌及掉块，库岸再造作用较微弱，岩质库岸整体稳定性较好。

2.2 库岸地质结构土质库岸

2.2.1 土质岸坡地层特性及分布范围

根据库区地质测绘及钻孔，库岸主要揭露①、③、④、⑤层土及⑥、⑦层基岩。①层（Qal 4）为轻粉质壤土～轻壤土，局部表层为中粉质壤土，弱透水性；③层（Qal 4）为砂卵砾石层，夹少量粘性土及砂壤土，强透水层；④层（Qal+pl 4）为重粉质～中粉质壤土，微透水性；⑤层（Qdl）坡积层，主要为粉质壤土夹碎石，弱～微透水性；⑥层（J2h）为侏罗系中统洪琴组粉砂岩，透水性微弱，主要分布在阳干、金城及石田段；⑦层前震旦系木坑组千枚岩地层，主要分布在陈霞、溪口以及和村等库岸。

土质岸坡分布左侧库岸：陈霞大桥至上呈村长约3.0km，茶塘河口至石田林场（石田村），长约2.1km，溪口大桥下游溪口村长约2.2km，茶亭湾至石坑，长约1.3km，木干桥至深坞口，长约1.2km；右侧库岸分布在金村至溪口老大桥上游沂溪河口，长约10km，绝大部分为土质库岸，郎村至库尾，长约2.0km。部分土质库岸岸坡在库水反复淘刷作用下，易发生小规模剥蚀塌岸，库岸再造能力较强，库岸稳定性较差。

2.2.2 土质岸坡地层结构

水库土质岸坡地层绝大部分以多层地质结构为主，另外分布少量双层结构，多层结构上部为①层轻粉质壤土，中间为砂卵砾石层，下部河床为基岩。双层结构主要有以下三类，上部为④、⑤层粘性土层，下部为基岩，该种地质结构库岸分布在石田中学上游段左侧库岸；上部为①层轻粉质壤土，下部为砂卵砾石层，该种地质结构主要分布在溪口上游沂溪河右侧岸坡；上部为砂卵砾石层，下部为基岩，此类地质结构主要分布在溪口老大桥下游左侧库岸段。

2.3 库岸再造分析

2.3.1 库岸再造影响因素

水库运行期，水库回水线附近的水库岸坡，由于地质环境尤其是水文地质条件的变化，库周原始天然岸坡的稳定性亦将产生一定程度的变化，即产生库岸再造问题。库岸再造的形式主要有岩质岸坡沿不利结构面的崩塌、滑坡，土质岸坡的局部窝崩、塌岸等。月潭水库库岸岩质岸坡岩层陡立，基岩风化不深，库岸再造作用轻微，库岸稳定性较好。库岸再造主要为土质库岸段，其影响因素主要有：岸坡地质结构、受力条件变化、地下水位的变化以及浪蚀作用等。

2.3.2 库岸再造的预测方法及参数的选择

（1）预测方法

月潭水库岩质库岸稳定性较好，这里仅针对土质库岸进行塌岸预测，预测方法采用现行水利行业常用的卡丘金图解法，简化的卡丘金图解法塌岸预测见图1。图中：A：波浪影响深度（本水库采用0.5m）；α：水下库岸土层稳定坡角；β：水上库岸土层稳定坡角；δ：原始岸坡地形坡度；S：预测最终塌岸宽度。实质是预测正常蓄水位与死水位间水位变幅带及正常蓄水位以上各岩土层岸坡长期稳定坡角，依据地质类比的图解法求解库岸最终塌岸宽度。

水库蓄水运行后，在死水位157.0m 或波浪影响深度之下、正常蓄水位165m 之上，以及死水位与正常蓄水位之间，原始库岸将在水动力条件的作用下，依据岩土层抗冲性的不同，形成一定宽度范围的各自库岸稳定坡角，从而完成岸坡塌岸再造过程。

（2）塌岸预测参数的选取

对于土质库岸，水下岸坡土层稳定坡角、水上岸坡土层稳定坡脚是预测库岸再造宽度的两个主要参数。为此对于土质岸坡预测参数的选取，主要通过对库岸现状及土层性质的调查，类比类似工程经验提出的，见表1。

2.3.3 库岸再造预测评价

按照卡丘金图解法，分别对月潭水库周边岸坡进行塌岸预测，为工程设计处理措施提供了有力的依据。

（1）陈霞大桥上游左侧土质库岸分析

①陈霞大桥至上呈村段左侧库岸，长约3.0km，陈霞附近水库岸坡预测塌岸宽度0～12m，企滩附近库岸，库岸岸坡平缓，一般不存在塌岸。

②茶塘河口至石田林场左侧库岸（石田村段），长约2.1km，库岸坡塌岸宽度约为13～15m，大量居民建筑物沿河岸修建，为保证居民建筑物在蓄水后不受影响，应对石田村段库岸采取防护措施。

③溪口大桥下游溪口村左侧库岸，长约2.2km，在不考虑现有干砌石挡墙的情况下，局部塌岸宽度为2～16m，大量居民建筑物沿河岸修建，房屋集中，为保证居民建筑物在蓄水后不受影响，应对现有挡墙进行加固处理。

④茶亭湾至石坑村左侧库岸，长约1.3km，该处岸坡较陡，预测塌岸宽度为20m 左右，为保证该处农田不受塌岸影响，建议对该段岸坡进行防护，实际上目前溪口电站下游已有240m 的挡墙护岸，可考虑将挡墙延伸至茶亭湾。

表1 库岸预测稳定坡角参数取值推荐表

⑤木干桥至深坞口左侧库岸，长约1.2km，河床高程已接近165m 高程，在水库蓄水后，库岸与建库前河道岸坡基本一致，已经受历史上多次洪水的考验，塌岸宽度一般很小，库岸较稳定。

（2）陈霞大桥上游右侧土质库岸分析

①金村至溪口老大桥沂溪河口右侧库岸，长约10km，以土质库岸为主，该段库岸包括金村、阳干、金城以及金城至溪口段。金村段右侧库岸长约2.3km，库岸平缓，岸坡稳定性较好，塌岸宽度甚小，仅为1～2m，可不考虑对该段库岸进行防护。

②阳干段右侧库岸长约3.3km，蓄水后塌岸宽度15～20m，岸坡稳定性较差，塌岸范围内地面高程为165.0～165.2m，已属征地范围，可不考虑对该段库岸进行防护。

③金城段右侧库岸长约2.1km，正常蓄水位以下河岸较陡，正常蓄水位以上岸坡较平缓，预测塌岸宽度约15～20m，考虑到168m 高程以上分布大量居民建筑物，建议对岸坡进行防护处理。

④金城上游至溪口段右侧库岸长约2.7km，参考剖面，塌岸宽度较小，约5～6m，但剖面附近岸坡上分布大量居民建筑物，建议对该段岸坡进行防护。处理范围可考虑防护至溪口老大桥附近。

⑤郎村右侧库岸，长约2.1km，河床高程已接近165m 高程，库岸与建库前河道岸坡基本一致，已经受历史上多次洪水的考验，塌岸宽度很小，库岸一般较稳定。

（3）率水河支流沂溪河河口右侧库坡分析

率水河支流沂溪河河口右侧库坡长约0.75km，该处岸坡较陡，在不考虑现有砌石挡墙情况下，预测水库蓄水后塌岸宽度约12～15m，岸坡稳定性较差，岸坡上分布大量居民建筑物，部分挡墙破损、坍塌，建议对该段岸坡进行防护处理。

3 库岸稳定性综合评价

图1 卡丘金图解法塌岸预测简图

月潭水库为山区峡谷型水库，库岸以岩质岸坡为主，岩质岸坡岩层倾角陡立，水库蓄水后库岸再造作用微弱，该类库岸稳定性一般较好。土质岸坡在水库蓄水后，由于地质环境的改变，将产生一定程度的塌岸，根据塌岸预测分析，左侧库岸段：茶塘河口至石田林场（石田村段）、溪口大桥下游溪口村以及茶亭湾至石坑村段在水库蓄水后，将产生一定宽度的塌岸，库岸稳定性较差；右侧库岸段：阳干村段大部分库岸塌岸宽度小，库岸稳定性较好，局部岸坡较陡，库岸稳定性差，金城村段在水库蓄水后，将产生一定宽度的塌岸，库岸稳定性较差，溪口段虽塌岸宽度较小，但河岸上方均为居民建筑物，塌岸造成影响较大；另外，率水河支流沂溪河河口右侧库坡稳定性较差，虽修建有挡墙，但挡墙破损较严重。为保证库岸上方农田以及居民建筑物不受塌岸影响，建议对以上岸坡进行防护■