淺議膨脹土渠道的滑坡及處理措施

路苗娥

(安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，安徽蚌埠233000)

淺議膨脹土渠道的滑坡及處理措施

路苗娥*

(安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，安徽蚌埠233000)

通過(guò)對(duì)渠道的膨脹土物質(zhì)組成、滑坡成因類型以及邊坡破壞方式進(jìn)行分析，在進(jìn)行渠道邊坡設(shè)計(jì)、核算其邊坡穩(wěn)定以及加固處理時(shí)，應(yīng)根據(jù)膨脹土的邊坡破壞模式合理地選擇抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。

膨脹土；邊坡；破壞模式；處理措施

1 概述

淠史杭灌區(qū)位于安徽省中西部丘陵地帶，跨長(zhǎng)江、淮河兩大流域，溝通淠河、史河、杭埠河3條自然河流水系，占地面積13130km2。灌區(qū)引梅山水庫(kù)、響洪甸水庫(kù)、佛子嶺水庫(kù)和龍河口水庫(kù)及區(qū)間來(lái)水，灌溉豫、皖兩省12市縣1110萬(wàn)畝農(nóng)田，同時(shí)兼有水力發(fā)電、城市供水、水產(chǎn)、航運(yùn)、優(yōu)化生態(tài)等功能，為安徽省中、西部地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民群眾生活水平提高發(fā)揮著重要作用。瓦東干渠、滁河干渠等為其主要組成部分，由于滑坡、水流沖刷等原因，竣工后的切嶺渠道開(kāi)始出現(xiàn)滑坡崩塌，20世紀(jì)90年代后期渠道滑坡愈發(fā)嚴(yán)重。

2 地層巖性

干渠地貌屬丘陵區(qū)及波狀平原。土層一般分為2層：上層為第四紀(jì)上更新統(tǒng)沖積物，棕、黃、褐等深色為主的粘性土，其粘粒含量約30%～50%，粘土礦物成分以蒙脫石及伊利石為主。脹縮性比較明顯，一般屬中等膨脹性，局部強(qiáng)或弱。該土層裂隙發(fā)育，并有灰白色次生粘土充填，土層厚度10～20m。在西部地區(qū)地形較高處，有棕紅色粘土出露，其下部局部有灰白色粘土夾礫石或砂礫石夾泥，其地質(zhì)年代較早。下層為第三紀(jì)至侏羅紀(jì)紅色砂巖夾泥巖，由東向西逐漸變化。由于地殼升降和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，下降時(shí)較多沉積，上升時(shí)又遭受侵蝕。

3 水文地質(zhì)條件

干渠處地下水屬地表淺部上層潛水（滯水），主要分布于上部土層中，其水量大小受地表水和大氣降水的控制，以地表的垂直滲透補(bǔ)給為主。地下水主要賦存于相對(duì)較松散的淺部土層及填土層中，平面上具有片狀分布的特點(diǎn)。地下水的水位埋深受季節(jié)性影響顯著，在雨季尤其是多雨季節(jié)，大量地表水沿松散層孔隙及滑坡裂縫下滲，匯集到一定深度，水位急劇上升，形成短時(shí)間的高潛水面，對(duì)滑坡產(chǎn)生重要作用。補(bǔ)給量的大小與降雨強(qiáng)度、持續(xù)性和灌溉時(shí)間長(zhǎng)短有直接聯(lián)系。區(qū)內(nèi)降雨充沛，為地下水補(bǔ)給提供了充足的補(bǔ)給源，并主要集中在夏季。

4 渠道滑坡成因類型及破壞模式

渠道滑坡從滑動(dòng)面的組成及滑坡主要成因來(lái)分類，主要包括以下3類：

第一類是表層滑坡、坡面塌滑。是指由坡面風(fēng)化軟弱帶控制，其深度一般較淺；這種滑坡在干渠普遍分布；

第二類是由裂隙軟弱面控制的滑坡。在干渠上部粘性土層中分布著各種產(chǎn)狀和成因的裂隙，有些裂隙較長(zhǎng)，有些裂隙分布密集，并可能互相貫通，形成連續(xù)的軟弱裂隙面(帶)，從而形成滑動(dòng)面，這種類型的滑坡其深度一般較深；

第三類是由坡體內(nèi)軟弱夾層、層間軟弱面控制的滑坡。這種類型的滑坡與土層埋藏條件有關(guān)，坡體內(nèi)的軟弱夾層、不同土層界面傾向于渠道位于渠底以上時(shí)易形成主滑面而發(fā)生滑坡。如土巖界面、膨脹性差異較大的土體界面等。當(dāng)這些界面在渠坡或渠底板附近分布時(shí)，渠道開(kāi)挖產(chǎn)生的卸荷作用將沿這些界面形成明顯的剪切位移，并使其剪切強(qiáng)度進(jìn)一步下降。當(dāng)變形發(fā)展到一定程度，坡肩便會(huì)出現(xiàn)拉裂縫，一旦有雨水滲入就可能使土體產(chǎn)生明顯的滑動(dòng)。此類滑坡一般有一個(gè)明顯的滯后期，且規(guī)模越大，滯后期越長(zhǎng)?；嫘螒B(tài)受軟弱界面控制而呈現(xiàn)折線型，規(guī)模較大。

根據(jù)干渠邊坡現(xiàn)狀斷面尺寸、邊坡土層空間結(jié)構(gòu)、曾經(jīng)發(fā)生的滑坡以及工程地質(zhì)情況可知，影響該邊坡穩(wěn)定性的主要土層為素填土、膨脹性粘土，該邊坡可能的破壞模式有3種：

（1）在素填土或粘性土表層發(fā)生的滑塌；

（2）在勻質(zhì)土層粘性土層內(nèi)發(fā)生的局部圓弧滑動(dòng)；

（3）沿層粘性土層和巖石土層或膨脹性差異較大的土體接觸面發(fā)生的折線型滑動(dòng)。

邊坡的破壞模式不同，其計(jì)算公式差異較大，應(yīng)根據(jù)膨脹土的邊坡破壞模式合理地選擇土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行渠道邊坡設(shè)計(jì)、核算其邊坡穩(wěn)定。

5 處理措施

（1）削坡減載：對(duì)于邊坡較陡且上層土質(zhì)差、土體強(qiáng)度低的滑坡應(yīng)考濾削坡減載或采用部分削坡同其它措施綜合治理；

（2）土性改良：膨脹土摻石灰后，水化生成的Ca(OH)2能夠發(fā)生一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，使其本身硬凝，從而改善土體的性質(zhì)，減小了塑性變形區(qū)，提高了土體的抗剪強(qiáng)度；

（3）支擋：淠河總干渠的深層滑坡較少，大多數(shù)為淺層牽引式滑坡，且河床地質(zhì)條件一般都較好，在滑坡處理中采用支擋方式較多，清理效果也很好。如抗滑樁：樁的間距、樁徑、配筋量根據(jù)實(shí)際情況經(jīng)計(jì)算確定；

（4）地下排水：當(dāng)切嶺段坡面地下水位較高時(shí)，坡面土體抗剪強(qiáng)度下降，斜坡易變形破壞，應(yīng)降低邊坡地下水位。主要措施有：盲溝、集滲井、鉆孔排水。盲溝、集滲井、鉆孔排水等深度設(shè)置、平面布置，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘探資料、地下水位分布情況、邊坡土質(zhì)、邊坡地形等進(jìn)行設(shè)計(jì)；

（5）地面排水：排除地表水是滑坡治理中不可缺少的輔助措施，主要是修建截水溝和排水溝。其截面尺寸應(yīng)根據(jù)坡面土質(zhì)情況、坡外來(lái)水量、坡面匯水面積確定。平面布置應(yīng)根據(jù)坡面、坡外地形設(shè)置。

根據(jù)干渠治理措施以及運(yùn)行情況，針對(duì)不同的滑坡成因以及破壞類型采取不同的防止措施。實(shí)踐證明：對(duì)淺表層滑坡，采用土性改良效果較好，既縮短工程工期又減少了工程造價(jià)；對(duì)深層滑坡多采用抗滑樁等綜合處理措施。

6 結(jié)論

渠道邊坡受脹縮特性的影響，普遍具有淺層性、漸近性、牽引性、同一位置多次滑動(dòng)的特點(diǎn)。渠坡的穩(wěn)定除與巖性組合、地質(zhì)構(gòu)造、膨脹潛勢(shì)等級(jí)等自然因素有關(guān)外，還與開(kāi)挖的邊坡高度、邊坡走向、巖體含水率的變化、卸荷后裂隙開(kāi)展等邊界條件密切相關(guān)。不利的組合也為渠道邊坡滑動(dòng)創(chuàng)造了空間地質(zhì)環(huán)境。研究其成因以及破壞類型，不僅能為邊坡處理提供優(yōu)選方案，而且對(duì)施工方案優(yōu)化同樣起到關(guān)鍵的作用。

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1004-5716(2015)09-0014-02

2014-09-28

路苗娥（1972-），女（漢族），河北永年人，工程師，現(xiàn)從事巖土工程技術(shù)工作。