土壩滑坡的原因及搶護方法

李海洋

(雙鴨山市水務(wù)局，黑龍江雙鴨山155100)

土壩的壩體出現(xiàn)滑坡，主要是邊坡失穩(wěn)，土體的下滑力超過了抗滑力，造成了滑坡險情。開始在壩坡或壩坡上出現(xiàn)裂縫，隨著裂縫的發(fā)展與加劇，最后形成了滑坡。根據(jù)滑坡的范圍，一般可分為壩身與基礎(chǔ)一起滑動和壩身局部滑動兩種。前者滑動較深，裂縫上緣呈圓弧形，縫的上下邊有錯距，滑動體較大，坡腳附近地面往往被推擠外移、隆起，或者沿地基軟弱夾層滑動。以上兩種滑坡都應(yīng)及時搶護，以防危及壩身安全。

1 滑坡的原因

壩體發(fā)生滑坡的主要原因是:

1)高水位持續(xù)時間長，在滲透水壓力的作用下，浸潤線升高，土體抗剪強度降低，滲透壓力和土重增大，可能導(dǎo)致背水坡失穩(wěn)，特別是邊坡過陡，更易引起滑坡。

2)壩基有淤泥層或液化沙層，未處理或處理不徹底。

3)在土壩施工中，由于每層鋪土太厚，碾壓不實，或含水量不符合筑壩要求，干容重未達到設(shè)計要求等，致使填筑土體的抗剪強度不能滿足穩(wěn)定要求。

4)水中填土壩或水墜壩填筑進度過快，形成過大的孔隙水壓力，或局部含水量過高，或排水設(shè)施不良，形成集中軟弱層等。

5)在冬季施工時，沒有采取適當措施，以致形成凍土層，在解凍或蓄水后，入滲形成軟弱夾層。

6)土壩加高培厚，新舊土體之間結(jié)合不好，在滲水飽和后，形成軟弱層。

7)壩下游排水設(shè)施堵塞，浸潤線抬高，浸潤面增加，土體抗剪強度降低。

8)高水位時，臨水坡土體失去水體支持，加之壩體的反向滲壓力和土體自重的作用，可能引起臨水壩坡失穩(wěn)滑動。

9)持續(xù)特大暴雨或發(fā)生強烈地震、振動等，均有可能引起滑坡。

2 壩體滑坡的檢查觀測與分析判斷

滑坡對壩的安全至關(guān)重要，除經(jīng)常進行檢查外，當處在以下情況時，更應(yīng)嚴加監(jiān)視:①水庫初次蓄水時期;②高水位時期;③水位驟降時期;④持續(xù)特大暴雨時;⑤春季解凍時期;⑥發(fā)生強裂地震后。

當發(fā)現(xiàn)壩體有滑坡征兆時，應(yīng)根據(jù)經(jīng)常性的檢查并結(jié)合觀測資料，及時進行分析判斷，一般可從以下幾方面著手:

1)從裂縫的形狀判斷?；瑒恿芽p主要特征，主裂縫兩端有向邊坡下部逐漸彎曲的趨勢，兩側(cè)分布有眾多的平行小縫，主縫上下側(cè)有錯動。

2)從裂縫的發(fā)展規(guī)律判斷?；瑒有粤芽p初期發(fā)展緩慢，后期逐漸加快，而非滑動性裂縫則隨時間延長而逐漸減慢。

3)從壩頂位移觀測的規(guī)律判斷。當壩身在短時間出現(xiàn)持續(xù)而顯著的位移時，特別是伴隨著裂縫出現(xiàn)連續(xù)性的位移，而位移量又逐漸加大，邊坡下部的水平位移量大于邊坡上部的水平位移量，邊坡上部垂直位移向下，邊坡下部垂直位移向上。

4)從浸潤線觀測資料分析判斷。當庫水位相近而測壓管水位逐漸上升。

5)根據(jù)孔隙水壓力觀測成果判斷。有孔隙水壓力觀測資料的土壩，當實測孔隙壓力系數(shù)高于設(shè)計值時。

以上這些都可能是滑坡的前兆，應(yīng)及時進行壩坡穩(wěn)定校核。根據(jù)核算結(jié)果，判斷是否可能滑坡。

3 滑坡的搶護措施

造成滑坡的原因是滑動力大于抗阻力。所以滑坡?lián)屪o的原則應(yīng)該是設(shè)法減少滑動力與增加抗阻力，其具體做法可歸納為“上部削坡減載，下部固腳壓重”。對因滲流作用而引起的滑坡，必須采取“前堵后排”的措施。上部減載是在滑坡體上部削緩邊坡，下部壓重是拋石或土袋固腳。壩的臨水和背水坡滑坡都會危及壩身安全。一般來說，高水位時，背水坡滑坡更為危險。必須指出，在處理滑坡險情時，如果庫水位很高，而又不能降低至坡腳或放空時，則搶護臨水坡的滑坡，要比背水坡困難得多。因此，為了避免貽誤時機，造成災(zāi)害，對滑坡的搶護，一般以臨水坡為主，背水坡為輔，臨背并舉。

現(xiàn)將常用的幾種滑坡?lián)屪o方法簡述如下:

3.1 固腳阻滑

在保證壩身有足夠的擋水斷面的前提下，將滑坡的主裂縫上部進行削坡，以減少下滑荷載。同時在滑動體坡腳外緣拋塊石或沙袋等，作為臨時壓重固腳，以阻止繼續(xù)滑動。

3.2 濾水土撐

如系背水坡局部滑動，滑坡土體較小，裂縫錯位不大，可在其范圍內(nèi)全面搶筑導(dǎo)滲溝，導(dǎo)出滑坡體內(nèi)滲水，降低浸潤線，并采取間隔搶，阻止繼續(xù)滑坡。該法適用于背水坡排水不暢，范圍較大，取土又較困難壩段。具體做法是:先將滑坡體的松土清理，然后在滑坡體上順坡挖溝，至坡腳擬筑土撐的部位，溝內(nèi)按反濾要求鋪設(shè)土工織物濾層或分層鋪填砂石、梢料等反濾材料，并在其上做好覆蓋保護。濾溝向下游挖縱向明溝，以利滲水排出。土撐可在導(dǎo)滲溝完成后抓緊搶筑，其尺寸應(yīng)視險情和水情確定。一般每條土撐順壩軸線方向長10 m左右，頂寬5～8 m，邊坡1∶3～1∶5，間距8～10 m，撐頂應(yīng)高出浸潤線出逸點0.5～2.0 m，土撐采用透水性較大的沙料，分層填筑夯實。如壩基處理不好或背水坡腳靠近老河道低洼地帶，需先用塊石或沙袋固基，或用沙性土填筑，其高度應(yīng)高出漬水面0.5～1.0 m。在兩土撐之間，在滑坡體上順坡做反濾溝，覆蓋保護。在不破壞反濾溝的前提下，土撐與濾溝可以同時進行。如圖1。

圖1 濾水土撐

3.3 濾水后戧

如系背水滑坡，險情嚴重，可在其范圍內(nèi)全面搶護導(dǎo)滲后戧，既能導(dǎo)出滲水，降低浸潤線，又能加大壩的斷面，可使險情趨于穩(wěn)定。此法適用于斷面單薄、邊坡過陡、有濾水材料和取大較易處。具體做法與上述濾水土撐法相同。其區(qū)別在于濾水土撐法搶筑土撐是間隔搶筑，而濾水后戧則是全面連續(xù)搶筑，其長度應(yīng)超過滑坡地段的兩端各5～8 m。當滑坡面土層過于稀軟不易做導(dǎo)濾溝時，也可用土工織物、砂石和梢料作反濾材料的反濾層代替。

3.4 濾水還坡

采用反濾結(jié)構(gòu)，恢復(fù)壩的斷面搶護滑坡的措施，稱為濾水還坡。該法適用于壩的背水坡，主要是由于土料滲透系數(shù)偏小引起浸潤線升高，排水不暢而形成的嚴重滑坡。具體方法如下:

3.4.1 導(dǎo)滲溝濾水還坡

先在背水坡滑坡范圍內(nèi)作好導(dǎo)滲溝，其做法與上述濾水土撐的導(dǎo)滲溝做法相同。在導(dǎo)滲溝完成后，將滑坡頂部陡坡削成斜坡，并將導(dǎo)滲溝覆蓋保護后，用沙性土分層填夯，做好還坡。如圖2。

圖2 導(dǎo)滲溝濾水還坡

3.4.2 反濾層濾水還坡

該法與導(dǎo)滲溝濾水還坡法基本相同，僅將導(dǎo)滲溝改為反濾層。

［1］ 閆玲.寧安市響水灌區(qū)渠道滑坡成因分析與防治措施［J］.黑龍江水利科技，2010.