北引總干渠滑坡處理措施研究

趙雙權(quán)，張 浩，王建紅

北引總干渠滑坡處理措施研究

趙雙權(quán)，張 浩，王建紅

（黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150080）

北部引嫩總干渠烏北段位于嫩江左岸一級(jí)階地前緣，半填半挖渠道，堤高填方，方堤深挖方，左側(cè)深挖高度最大10m左右。2011年9月底北引總干渠烏北段38km處左側(cè)渠堤發(fā)生滑坡破壞，因其滑坡其有特殊性和普遍性，文章從方面從對(duì)滑坡成因進(jìn)行了分析。

尼爾基；渠道；滑坡；成因

1 基本情況

2011年9月底北引總干渠烏北段38 km處左側(cè)渠堤發(fā)生滑坡破壞，該滑坡段從地形上看屬嫩江一階地前沿，從渠底到左側(cè)地面高差約7～8m，渠底以上5m左側(cè)已開(kāi)挖出寬約10m的平臺(tái)，馬道以下邊坡已按設(shè)計(jì)削為1∶3.0，平臺(tái)以上邊坡平臺(tái)以下邊坡為1∶1～1∶0.5。

滑坡體發(fā)生在渠道左側(cè)平臺(tái)處，整體形態(tài)平面上呈“新月”狀，坡面上呈“疊瓦”狀，滑坡后緣明顯，滑坡壁在平臺(tái)處呈陡坎狀出露，地面下沉約0.6～0.7 m，平行于渠道軸線，較大裂隙有三道，小裂隙較多，裂隙寬約3～12 cm，深約5～20 cm，坡腳處隆起形成擠壓鼓丘，鼓丘高度在0.2～0.6 m，渠底護(hù)砌的混凝土板被擠壓，架空形成“人”字形。

滑坡體實(shí)測(cè)形態(tài)情況見(jiàn)表1?；虑闆r見(jiàn)圖6。

表1 滑坡體形態(tài)情況表

2 滑坡段處理措施研究

經(jīng)過(guò)分析，膨脹土是造成渠堤滑坡的主要原因，由于膨脹土本身具有較強(qiáng)的脹縮性、多裂隙性和超固結(jié)性，本段渠道左側(cè)邊坡又為挖方渠堤（挖方最深在10～15 m，滑坡段實(shí)測(cè)挖深9.3 m）如不加以保護(hù)，使土體直接暴露在空氣中，僅靠放緩邊坡，據(jù)其它地方的實(shí)踐證明，很難保證左側(cè)渠坡穩(wěn)定。加固措施設(shè)計(jì)的主要思想為力爭(zhēng)做到切斷左側(cè)渠堤部分土體與外界的水力聯(lián)系，保持土體含水量相對(duì)穩(wěn)定，從而使渠道左側(cè)渠坡保持穩(wěn)定，并盡量節(jié)約投資，據(jù)此擬定以下措施。

1）截?cái)嗟叵聺B水的側(cè)向補(bǔ)給，設(shè)置排水盲溝，排出入滲雨水，阻斷地下水從側(cè)向的滲透補(bǔ)給，排水盲溝設(shè)在截流溝下面，排水盲溝底與渠底高程一致，盲溝內(nèi)設(shè)排水管，管徑Φ30 cm，沿渠道縱向每隔約一定距離設(shè)排水橫管將水排至渠道右側(cè)，為了冬季防凍右側(cè)排水出口設(shè)滲水井［1］。

圖1 滑坡外貌實(shí)照

2）減少天然降水對(duì)土體的影響，①加強(qiáng)坡面排水，對(duì)總干渠左側(cè)截流溝應(yīng)盡快打通并襯砌，加強(qiáng)坡面排水，馬道以上邊坡應(yīng)在削坡至設(shè)計(jì)邊坡1∶3后立即覆蓋腐殖土種植草皮，減少雨水入滲；②堤頂設(shè)置土工膜防止天然降雨從堤頂入滲，堤頂0.5 m以下鋪設(shè)土工膜，把堤體土體包裹起來(lái)，膜上鋪0.3m厚的黏土，土上再鋪0.2 m厚的砂礫石層，總計(jì)厚度0.5 m，即有效的保護(hù)防滲膜，又能起到便利交通、防止雨水在堤頂處入滲堤內(nèi)的作用［2］。

3）隔離渠道中的水與堤體土體的聯(lián)系，在渠坡上采取鋪土工膜防護(hù)，膜上鋪混凝土板加以保護(hù)。

4）施工要求，以上措施必須同步分段跳槽施工，盡量減少開(kāi)挖后土體暴露在環(huán)境大氣中的時(shí)間，開(kāi)挖后應(yīng)立即采取措施，隔絕土體與外部環(huán)境的聯(lián)系，最晚在來(lái)年雨季來(lái)臨之前做好渠堤的防護(hù)措施。

5）已滑坡破壞土體處理方案：

方案1，開(kāi)挖重新回填壓實(shí)。北引總干渠建成于70年代，經(jīng)過(guò)近40 a的運(yùn)行，渠道總體穩(wěn)定，期間高邊坡段的渠堤左側(cè)邊坡曾經(jīng)發(fā)生過(guò)滑坡，右側(cè)渠堤未曾發(fā)生坍滑破壞，而渠道右堤為左側(cè)挖土經(jīng)碾壓填筑重塑而成，渠道兩側(cè)渠堤土體性質(zhì)沒(méi)有根本區(qū)別，唯一不同的是左側(cè)挖方渠坡為天然開(kāi)挖邊坡，而右側(cè)渠堤為人工碾壓重塑渠堤，因此對(duì)左堤滑坡破壞的土體挖出后重新按筑堤標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行碾壓回填，回填的土體改變了土體的原始結(jié)構(gòu)，是可以增加抗剪強(qiáng)度的。根據(jù)地質(zhì)鉆孔試驗(yàn)結(jié)果表明，不同深度土塊試樣天然固結(jié)快剪的抗剪強(qiáng)度平均值凝聚力為c＝34.9～60.8Kpa，內(nèi)摩擦角為Φ＝16°～20.5°，理論上抗剪強(qiáng)度滿(mǎn)足穩(wěn)定要求。但膨脹土重塑后，雖然可改善其原始多裂隙的結(jié)構(gòu)，抗剪強(qiáng)度增強(qiáng)，減小膨脹量，但因土體的礦物及化學(xué)成分沒(méi)有變化，其失水干縮龜裂、浸水膨脹的性質(zhì)未能得到根本改變，在長(zhǎng)期自然環(huán)境中經(jīng)水、土相互作用，其耐久性有待進(jìn)一步確認(rèn)，安全可靠度無(wú)法保證，因此不宜采用，本次重點(diǎn)研究方案2、3、4。

方案2，換填措施，對(duì)左堤滑坡破壞的土體挖除后重新按筑堤標(biāo)準(zhǔn)填筑非膨脹土料。換填方案即采用非膨脹土置換膨脹土，或?qū)⑴蛎浲涟饋?lái)，使膨脹土含水量基本維持在自然狀態(tài)下，隔斷與外界環(huán)境的聯(lián)系，使其失去脹縮性或使其脹縮性最小，不致于對(duì)工程造成破壞，達(dá)到工程安全運(yùn)行的目的，此方案投資較高，非膨脹土運(yùn)距較遠(yuǎn)，棄土占地費(fèi)用較大。

方案3，改性土措施，對(duì)左堤滑坡破壞的土體應(yīng)挖除改性后重新按筑堤標(biāo)準(zhǔn)填筑，改性土可考慮摻加石灰或水泥，石灰或水泥含量經(jīng)試驗(yàn)確定，石灰含量一般為4%～6%，水泥含量一般為7%～10%。改性方案改變了土體的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)，使其失去脹縮性，達(dá)到工程安全運(yùn)行的目的，此方案施工程序復(fù)雜，施工質(zhì)量不宜保證，投資最高。

方案4，加筋土措施，先挖除膨脹土滑坡體，然后用土工織物分層鋪蓋填筑碾壓，并根據(jù)巖土工程性質(zhì)與土工織物的物理力學(xué)參數(shù)確定土工織物的鋪設(shè)長(zhǎng)度與間距，采用直線滑動(dòng)楔形體破壞法計(jì)算，每層鋪土厚度25 cm，加筋長(zhǎng)度平均17 m，伸出滑動(dòng)面長(zhǎng)度2.5 m。加筋土又稱(chēng)柔性支護(hù)，公路在路基上常用，利用柔性化學(xué)纖維織物將原地開(kāi)挖出的膨脹土土一層一層的包裹壓實(shí)形成加筋土，使加筋土在一定范圍內(nèi)構(gòu)成一個(gè)支撐體，由于用化學(xué)編織布包裹并分成較薄的土層，因而在加筋區(qū)內(nèi)土體形不成整體滑動(dòng)的破裂面，加筋土起到兩個(gè)作用，①使膨脹土體不能直接暴露在自然界中，使土體內(nèi)含水量保持在比較穩(wěn)定的狀態(tài)下；②既使膨脹土因水分變化引起膨脹，加筋土體又能有效阻控，從而使土體達(dá)到安全運(yùn)行的目的，此方案施工簡(jiǎn)單，投資較低。

經(jīng)以上分析，結(jié)合工程造價(jià)，設(shè)計(jì)推薦方案4，即加筋土方案為北引烏北段38 km滑坡段整治的主要措施。各方案比較表見(jiàn)表2。

表2 滑坡處理措施方案投資比較表

［1］王海濤.渾北總干渠渠道滑坡因素分析與治理［J］.黑龍江水利科技，2014（11）：135-136.

［2］賈曉偉.水利工程渠道滑坡的成因及防治措施［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（03）：110.

TV223

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1007-7596（2015）07-0065-03

2014-10-31

趙雙權(quán)（1972-），男，黑龍江望奎人，高級(jí)工程師；張浩（1986-），男，黑龍江佳木斯人，工程師；王建紅（1988-），男，甘肅酒泉人，助理工程師。