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中国三峡工程永久船闸位于长江左岸，由上游引航道、闸室段（主体段）、下游引航道组成。其中闸室段长1 607m，为双线连续五级船闸。单级闸室有效尺寸280m（长）×34m（宽）×5m（坎上最小水深）。两线船闸之间保留宽54～57m的岩体中隔墩，在中隔墩和两侧边墙岩体内各布置一条输水隧洞。每级闸首部位布置有阀门井和检修门井，共36个。整个闸室段均在山体中开挖，开挖后形成南、北两侧高边坡（参见彩图Ⅻ—31，ⅩⅥ—42），最大坡高位于第三闸首处，南坡高170.28m，北坡高137.8m。中隔墩（直立坡）高度一般50m左右，最大高度67.6m。闸室段最大开挖深度174.5m。
图1 三峡工程永久船闸高边坡加固措施示意图（单位：m）
Ⅻ—31 三峡工程五级船闸高边坡爆破开挖施工安全监测 黄爱民摄
ⅩⅥ—42 三峡船闸人工开挖高边坡 长江委物探院供稿
闸室段地形为低山丘陵区，岩性为前震旦系的闪云斜长花岗岩，其中含有范围不大的片岩捕虏体和数量不多的中细粒花岗岩脉、伟晶岩脉、辉绿岩脉及石英脉。闸室段断层主要为裂隙性断层，长度一般小于100m，以NNW和NEE组最发育，NNE和NWW组次之。裂隙发育方位与断层基本相同。与船闸中心线夹角较小的NWW组结构面相对不发育。岩体风化自上而下分为全、强、弱、微4个风化带，弱风化带又分为弱风化带上部和弱风化带下部两部分。全、强风化带为散体结构，弱风化带上部主要为次块状结构，弱风化带下部及微风化和新鲜岩体（简称微新岩体）主要为块状及整体结构。地下水主要为裂隙潜水，不同风化带岩体透水性差异较大，微新岩体大多不透水。岩体内地应力在10mPa左右。地震设防烈度按VII度考虑。微风化及新鲜岩石抗压强度100mPa左右，抗拉强度2.5mPa，变形模量35～45 GPa，f=1.7，c=2.0mPa，结构面f=0.65，c=0.2mPa。 边坡开挖坡比，全、强风化岩体1∶1，弱风化岩体1∶0.5，微新岩体1∶0.3（闸室衬砌墙段采用直立坡）。边坡每15m高为一梯段坡，马道宽度一般为5m，在南北坡对应弱风化岩体顶部高程各设一条宽度为10～15m的宽马道。在闸室直立坡顶部有宽15m的平台以满足交通等需求。各级闸室底板高差约20m。 边坡稳定性分析的内容包括：边坡整体极限平衡分析，边坡局部块体的极限平衡分析，边坡岩体的应力变形有限元分析，边坡岩体的长期稳定性分析等。研究认为：边坡整体稳定性好，不具备产生大规模整体破坏的条件，破坏模式主要为局部楔形块体的破坏。因开挖卸荷导致的局部受损区岩体，采取适当的加固措施，可保证边坡岩体的稳定。边坡岩体变形量级不大，变形收敛时间较短，岩体流变不明显。 边坡加固及支护措施有：南北两侧山体内各布置7层排水洞，排水洞内钻设排水孔形成连续的排水幕。边坡开口与周边截水沟之间的地面采用表层清理后喷12 cm厚素混凝土；坡比为1∶1的全强风化岩体坡段，采用挂网喷混凝土，厚12 cm，并布设排水孔；坡比为1∶0.5的坡段布设系统锚杆和挂网喷12 cm厚混凝土保护，并布设排水孔；坡比为1∶0.3的坡段布设系统锚杆和喷7 cm厚混凝土，并布设排水孔；直立坡段采用上长下短，上疏下密的系统锚杆，混凝土衬砌墙后设排水管网。边坡马道等平台均采用20 cm厚混凝土护面。对于闸墙顶以上的斜坡段，采用2～3排系统锚索加固；对直立坡段，在其上部和中部各布置一排系统锚索加固；对于块体采用锚杆和锚索加固，加固措施见图1。 从边坡开挖完成后的情况来看，边坡的整体稳定性好，局部稳定主要是由结构面构成的块体稳定问题。由于岩体裂隙发育，边坡开挖轮廓复杂，临空面较多等因素影响，块体数量较多，最大体积达2万多m3。块体主要是随机结构面构成，在施工期根据施工地质提供的资料及时用锚索及锚杆加固（图2）。
图2 三峡工程永久船闸直立墙不稳定岩体的锚固工程
在高边坡上布置了较多的变形监测设施。在地表（含中隔墩）布置了水平及垂直位移测量标点、钻孔倾斜仪、多点位移计及倾角计等；在排水洞内布置了水平及垂直位移标点、引张线、倒垂孔、伸缩仪、钻孔倾斜仪、多点位移计及倾角计等；渗流监测在排水洞内布设渗压计，监测地下水水位；地表布设降水量及地表径流监测。其他还有锚杆和锚索受力状态监测、岩体地应力及回弹监测、爆破振动及围岩松动范围监测等。 三峡工程永久船闸高边坡在世界无先例可循，勘测、设计和施工技术，施工地质预报，边坡稳定性及卸荷变形机理的研究，岩石力学特性的试验研究，块体稳定的分析方法，各类加固措施的效果等，都对岩质高边坡工程的勘测、设计及加固处理提供了全面的经验。
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