三峡工程深水截流堤头坍塌规律分析1概述三峡工程大江截流是最典型的深水截流工程，其最大水深达60m，设计截流流量19400～14000m3/s，均居世界首位。由于截流水深大，进占堤头的坍塌与稳定问题成为截流实施过程中首当其冲的关键问题。因此，围绕这一技术难点广泛深人开展了理论、试验分析研究。本文拟根据截流堤头坍塌理论模型求解计算及预报研究成果，并参考截流堤头坍塌物理模型试验成果，分析深水截流堤头坍塌的一些根本规律，并由此提出对深水截流难度的新认识。2堤头坍塌的根本规律2.1引发坍塌的主要原因从力学平衡角度建立的堤头坍塌的数学模型研究可知,在深水截流中，由于水深坡长，抛投块体在水流的冲击作用下往往难以一次最终到位；加之戗堤坡面粗糙，C值增大．使块体谅落到一定距离后就近止功，形成较陡的堆积体。当继续抛投，被面坡度增加到一定程度后，使块体在坡面的下滑力超过了堆体坡面的摩阻力，在上部加载、振动及其他人为因素影响下。使块石C值急剧降低，从而诱发堤头部位突然坍塌。水愈深，堆体愈高，坍塌也就愈剧烈和频繁，直到稳定边坡的根底堆体随着坍塌而不断加宽增高，其顶部水深逐渐变浅，坍塌才会减缓和停止。可见，材料的稳定坡角对坍塌起着控制作用。2.2深水提头坍塌和屡次性在深水截流的堤头坍塌中，大多出现不先全坍塌，在屡次不完全坍塌的根底上，产生一轮完全坍塌。其过程描述为：当地投料推入水中时，抛投料滚落到约5～10m水深处停止滚动，随着进占继续，戗堤进占而为5～l9m水深以上堆料坡度逐渐变陡，当到达1:1.1或更陡时。即发生坍塌。一般首次坍塌尚不能使抛投料滚落到底，而往往在坡中水深约10～20m处又一次停止滚动，形成暂时稳定，抛投坡度到达1:1.1左右时，一旦受到外界的扰动(如大粒径抛投料的滚动，个别抛投体失稳及水流冲刷作用等)，即带动抛投料群体下滑滚动，形成第二次坍塌；水深较深时，还可能形成第三次或更屡次坍塌。发生大坍塌后形成的坡度较缓，一般为1:1.4或更缓。通常首次坍塌面积较小，第二次面积加大，再后次数的面积更大。由此可见。水深与堤头坍塌的屡次性有着密切的关系，正是水深决定了一轮—完全坍塌中的坍塌次数。水越深。次完全坍塌中的个完全坍塌次数就越多。2.3坍塌规模的规律性在对堤头坍塌数学模型的建立与求解中，坍塌规模用堤顶坍塌长度L、坍塌体积Vs等量来表示。研究分析说明，坍塌长度和体积均与水深、流量、抛投材料的临界坡度和稳定坡度、戗堤外形尺寸等有关，...
