紅旗干渠滑坡段處理和加筋設(shè)計

潘廣良

(方正縣河湖運行保障中心，黑龍江 方正 150800)

1 工程概況

紅旗干渠(0+000-39+430)是黑龍江省引嫩擴(kuò)建骨干一期工程的主要工程內(nèi)容之一，干渠起自北引總干渠烏南段末端樁號(113+472)紅旗干渠進(jìn)水閘，途經(jīng)東城水庫，到紅旗水庫進(jìn)水閘止，全長39.43km。地理坐標(biāo)起點E125°12′、N46°38′，終點E125°26′、N46°54′。渠道內(nèi)外邊坡均采用1∶2.5，渠堤頂超高取1.0m，渠道兩側(cè)渠堤設(shè)計堤頂寬度為4m。交通道路布置在右側(cè)堤頂，設(shè)泥結(jié)石路面，厚度為20cm。紅旗干渠采用全線全斷面混凝土板護(hù)砌。護(hù)砌高度為設(shè)計水位加0.5m，護(hù)砌以上至渠頂設(shè)置草皮護(hù)坡；渠堤背水坡采用草皮護(hù)坡。設(shè)計渠道護(hù)砌型式及范圍見表1。

表1 渠道護(hù)砌范圍統(tǒng)計表

2 坍塌現(xiàn)狀

紅旗干渠渠堤內(nèi)側(cè)坡腳發(fā)生滑坡坍塌破壞，坍塌段位于渠道左側(cè)渠內(nèi)坡腳處，坍塌形狀基本為扇形，在堤坡處呈陡坎狀出露，坍塌面呈直立狀，直立高度約0.5-0.8m，直立面基本平行于渠道軸線，坍塌體頂部、渠坡常伴有不規(guī)則豎向裂隙，坍塌段呈不連續(xù)段分布?？偳Ｋ螅纼?nèi)水位降落，紅旗干渠局部位置出現(xiàn)滑坡，渠道堤坡出現(xiàn)整體滑動，屬深層滑坡，影響渠道安全?；挛恢媒y(tǒng)計見表2。

表2 紅旗干渠滑坡段統(tǒng)計表

3 渠道工程地質(zhì)條件

渠道位于松嫩平原低平原區(qū)，地勢東高西低，地面高程149.02m-160.31m。地層主要為第四系全新統(tǒng)沼澤堆積層(fQ4)、第四系上更新統(tǒng)沖積層(alQ3)。巖性主要為低液限黏土、粉土質(zhì)細(xì)砂等。地下水主要為第四系松散層微孔隙潛水及孔隙承壓水兩種類型。微孔隙潛水含水層巖性為低液限黏土，屬微透水?？辈炱陂g地下水埋深1.66m-4.00m，水位高程148.37m-156.91m?？紫冻袎核畬訋r性為粉土質(zhì)細(xì)砂，屬弱透水?？辈炱陂g地下水埋深1.73m-3.45m，水位高程147.33m-148.42m。地下水年變幅在2.00m左右。

4 加筋土坡設(shè)計

4.1 確定最危險滑弧面及潛在危險滑弧面

根據(jù)地質(zhì)勘探和測量成果以及土體含水量變化，大致確定滑動面的位置后，又用理正軟件中圓弧滑動計算程序按土體殘余抗剪強(qiáng)度C、φ值進(jìn)行試算，找出最危險滑弧位置，計算最小滑動安全系數(shù)為0.558，<設(shè)計安全系數(shù)1.35，依此滑弧面確定需要的加筋力值[1]。計算結(jié)果見下圖1。

圖1 最危險滑弧面

根據(jù)最小設(shè)計抗滑安全系數(shù)值1.35，確定潛在的危險滑弧面，依此滑弧面確定加筋范圍。見圖2。

圖2 潛在危險滑弧面

4.2 需要的加筋力

將滑動土坡看做一個整體，先求出所需的總加筋力Ts，假設(shè)它作用位置在坡高的1/3處，如下圖3，為此，針對上述滑動圓弧按下式計算對應(yīng)的Ts：

圖3 確定加筋力的圓弧滑動計算

(1)

4.3 加筋力的分配

將求得的加筋力Ts分配到沿坡高的各個高程上去，對于低于6m的土坡可均勻分配，兩層加筋的垂直間距選為0.30m，加筋層11層，每層加筋力為68.18/11=6.20KN。

4.4 加筋料需要的長度

每層筋材為滿足抗拔要求需要伸出滑動面的長度Le按下式計算：

(2)

計算成果見表3。

表3 加筋料長度計算

根據(jù)以上計算結(jié)果加筋料伸出滑裂面長度最大為1.05m，考慮渠道左側(cè)截流溝近期不能施工，地下水及地表水將對渠坡的滲透和沖刷作用仍將持續(xù)一段時間，為安全起見，設(shè)計加筋料伸出滑裂面長度取1.5m，即設(shè)計加筋總長度平均5m，復(fù)核加筋力<一般編織布的抗拉強(qiáng)度。

4.5 加筋技術(shù)要求

1)土工織物的設(shè)計指標(biāo)

筋材采用抗老化長絲類機(jī)織土工布，技術(shù)指標(biāo)見表4。

表4 長絲類機(jī)織土工布技術(shù)指標(biāo)

2)土料設(shè)計指標(biāo)

根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286-2013)，黏性土土堤的填筑標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以壓實度確定，本工程渠道為2級建筑物，按2級堤防考慮，設(shè)計壓實度≥0.93，如用原土料填筑必須進(jìn)行翻曬處理，使之達(dá)到設(shè)計最優(yōu)含水量后再行填筑壓實，坍塌土體需全部挖除，左側(cè)堤體開挖范圍為加筋區(qū)域[2]。

4.6 加筋土坡工程量

加筋土坡處理方案工程量見下表5。

表5 加筋土處理工程量