吳繼強
【摘 要】土壩滑坡問題是水利工程施工建設(shè)中最為常見的工程安全事故之一,它的出現(xiàn)不僅造成工程施工中出現(xiàn)重大的經(jīng)濟損失、甚至是造成了潰堤現(xiàn)象的出現(xiàn),使得人民生命財產(chǎn)受到了嚴重的威脅。本文就土壩滑坡產(chǎn)生的各種原因進行了分析,并提出了相關(guān)的防治與預(yù)防措施,以供相關(guān)工作人員參考,以期能夠發(fā)揮出拋磚引玉之效。
【關(guān)鍵詞】水利工程;土壩;滑坡
在目前的水利工程建設(shè)中,土壩結(jié)構(gòu)是最為常見的壩體結(jié)構(gòu)之一,其施工質(zhì)量的高低直接關(guān)系著整個水利工程的運行效率和工作優(yōu)勢,同時對于整個國民經(jīng)濟發(fā)展也有著直接的關(guān)系。在水利工程施工中,壩體結(jié)構(gòu)的施工與整個水利工程社會經(jīng)濟效益緊密相連,一個良好的壩體結(jié)構(gòu)對于發(fā)揮水利工程的供水、灌溉以及防洪減災(zāi)有著極大的支持與配合作用,同時為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供充足的水源基礎(chǔ)。但是就多年的工程施工經(jīng)驗而言,其中多數(shù)土壩結(jié)構(gòu)在施工使用之后常常會出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象,這種現(xiàn)象與問題的產(chǎn)生一方面給工程使用壽命帶來了嚴重的影響,同時也給周圍居民以及經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了不良影響。因此,在目前工作中,相關(guān)工作人員做好相應(yīng)的滑坡預(yù)防以及處理工作就顯得至關(guān)重要,同時對于提高土壩運行質(zhì)量和發(fā)揮應(yīng)有的效益提供了保證依據(jù)。
1.土壩結(jié)構(gòu)概述
土壩結(jié)構(gòu)是水利工程建設(shè)中的一個新穎而又古老的壩體結(jié)構(gòu),這種壩體結(jié)構(gòu)在施工的過程中是利用當?shù)氐耐苛?、沙礫、石渣、石料等通過碾壓修筑而成的一種壩體結(jié)構(gòu)。這種壩體結(jié)構(gòu)是截至目前最早發(fā)現(xiàn)的水利工程壩體結(jié)構(gòu),但是經(jīng)過上千年的發(fā)展,逐步形成了一種綜合性的施工是幾乎和施工體系,迄今為止,仍然被人們廣泛的應(yīng)用在水利工程施工中,也被人們廣泛的稱之為土石壩。這種壩體結(jié)構(gòu)在施工的過程中由于各種原材料都是在施工當?shù)剡M行提取和過程,因此在施工中有著施工成本低、施工工藝簡單,能夠在施工中有效的節(jié)省鋼筋、木材以及水泥的耗費;其次,這種壩體結(jié)構(gòu)在施工中對于壩體基層結(jié)構(gòu)的施工要求比起其他建筑結(jié)構(gòu)來說要低的多,也具備著良好的抗震性能。
2.土壩結(jié)構(gòu)滑坡原因
土壩結(jié)構(gòu)在長期運行的過程中受到重力以及自然界其他因素的影響,極容易在運行工作中形成一種向下或者向外移動的走勢,這種走勢的形成與出現(xiàn)如果得不到有效、及時的預(yù)防和處理,很容易出現(xiàn)壩體抗剪強度減少,從而造成壩體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性變動,最終出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。也可以這么說,滑坡現(xiàn)象的出現(xiàn)也就是土壩結(jié)構(gòu)在應(yīng)用的過程中沿著一個最弱的滑動面進行滑動的過程,這個過程中滑坡現(xiàn)象一般則都是根據(jù)施工狀態(tài)而形成的延伸裂縫構(gòu)成。
2.1原因分析
就目前我們在工程施工中常見的土壩結(jié)構(gòu)滑坡現(xiàn)象進行分析,其出現(xiàn)壞的原因主要表現(xiàn)在土體結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生了剪力破壞現(xiàn)象,從而形成了工程結(jié)構(gòu)整體性影響,就其滑坡的機理方面我們?nèi)シ治?,滑動力一定時,抗滑力減小到等于或小于滑動力時,就會引起滑坡。重力和地震力都屬于滑動力,它是滑坡產(chǎn)生的主要的外部因素。根據(jù)一些工程實例統(tǒng)計,發(fā)生滑坡的原因可歸納如下:
(1)蓄水期庫水位升高,浸潤線隨之升高,孔隙水壓力增大,抗滑力減小,導(dǎo)致下游坡滑坡;作物需水期連續(xù)灌溉用水,水庫水位驟降,如最大降落水深0.3~4.0m/d,導(dǎo)致上游坡滑坡。
(2)下游壩坡未設(shè)置護坡及壩面排水,暴雨人滲壩體飽和,造成壩坡上部重量和水壓力增加,從而加大滑動力,導(dǎo)致下游壩坡滑坡。
(3)壩體未設(shè)置質(zhì)量可靠的防滲和排滲設(shè)施,從而引起壩體浸潤線過高,壩坡大面積滲水,孔隙水壓力過高,壩體抗滑力減小,導(dǎo)致滑坡;防滲體的頂部高程低于蓄水位的土壩,庫水滲入下游壩體,使之飽和,甚至產(chǎn)生管涌流土,導(dǎo)致滑坡。
(4)上游護坡未延伸至壩腳,水流長期淘刷壩腳,使壩體下部抗滑體積不斷減小,造成壩坡抗滑力不足而產(chǎn)生滑坡。
(5)設(shè)計壩坡陡于壩體穩(wěn)定壩坡,施工過程中滑動力過大,壩坡失穩(wěn),引起滑坡。
(6)土石壩施工質(zhì)量差引起的滑坡,施工過程中碾壓質(zhì)量差,土層厚,碾壓不實或根本未碾壓;施工接縫多,又未進行專門處理,鋪土接頭處漏壓或碾壓不夠,形成集中滲水,造成滑坡。
(7)壩基未處理或處理不當,壩基有淤泥層,含水量高,筑壩時未清除。也未挖槽切斷,上部壩體荷載不斷加大,基礎(chǔ)承載力不夠,壩體順淤泥層滑動。
(8)冬季施工時保溫措施不夠,產(chǎn)生成層凍土層,溶化后產(chǎn)生軟弱土層,上部壩體荷載不斷增加,壩體順軟弱層滑動。
2.2滑坡加固設(shè)計
通過勘探試驗分析,即可確定滑坡性質(zhì)和產(chǎn)生滑坡的主要原因,并進行滑坡加固設(shè)計。此項加固設(shè)計必須遵循文獻的有關(guān)規(guī)定,通過穩(wěn)定分析,核實加固設(shè)計壩坡的穩(wěn)定性。
(1)針對土石壩的施工填筑條件以及水庫運行條件,滑坡加固設(shè)計的基本準則是減少滑動力和增加抗滑力。據(jù)此準則,常用的加固設(shè)計是減少滑坡體上部陡峻的主動滑動區(qū)段的重量,以減少下滑力,而在滑坡體前緣加重壓坡,以增力n抗滑力,從而由原來的陡坡改為緩坡,上削下壓,定出初步加固設(shè)計壩坡,然后進行穩(wěn)定計算,確定合理的最后加固設(shè)計壩坡。
(2)粘性土的填筑標準為設(shè)計干密度和平均最優(yōu)含水量,砂礫石和砂的填筑標準應(yīng)以相對密度為設(shè)計控制指標。粘性土的壓實度、砂礫石和砂的相對密度應(yīng)符合規(guī)范要求。
2.3滑坡加固方法
(1)拋石固腳阻滑,滑坡體可先不挖除,穩(wěn)住滑坡體,再自上而下,減輕荷載,放緩中部壩坡。
(2)在拋石固腳的基礎(chǔ)上,及時處理滑坡裂縫;另一方面先用挖除回填方法,沿裂縫開挖深槽,用好土回填,將裂縫封閉,再用水泥黃土漿灌漿法,堵塞深層裂縫。
(3)全面培厚,放緩壩坡。先清理上部滑動體,用棄料拋填壩腳,并按設(shè)計要求壩坡自上而下夯填。
(4)下游壩坡堆石壓載,做貼坡式反濾層。對滑坡外的排水,可以在坡面砌筑多種形式的導(dǎo)滲溝,或采用干砌石護坡,水泥砂漿勾縫,底層設(shè)導(dǎo)濾層或排水管。
2.4滑坡加固的施工質(zhì)量控制
土石壩壩體是由人工填筑壩料而成,應(yīng)按有關(guān)規(guī)定,做好滑坡加固的施工。
上壩壩料的壓實標準應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。土料分段填筑時,應(yīng)防止漏壓、欠壓和過壓。上下層分段的位置應(yīng)冒開,分段碾壓時,順碾壓方向的搭接長度應(yīng)≥0.3~0.5m,垂直碾壓方向的搭接寬度應(yīng)為1~1.5m。壓實機械與其他重型機械不宜來往同走一轍。必須嚴格控制鋪土厚度,不得超厚。鋪土前壓實結(jié)合層面應(yīng)予刨毛、灑水濕潤。按設(shè)計規(guī)定,必須控制施工速度,作好雨季防雨和排水保護措施,負溫下填筑應(yīng)加強質(zhì)量控制,做好填筑面防凍措施。
3.結(jié)束語
對于土壩滑坡的處理,很可能幾種方法同時采用,進行綜合治理。尤其是排水措施,無論何種滑坡,都必須進行排水處理,水對滑坡體滑面有軟化、加劇滑坡體發(fā)生的作用,所以大多數(shù)土壩滑坡都發(fā)生在雨季,須加強渠道巡視檢查,爭取做到長治久安。 [科]