某管道工程岸坡穩(wěn)定性分析及防治方案研究

許云　李小萌

摘要： 本文以某市管道工程岸坡穩(wěn)定性分析為實(shí)例基礎(chǔ)，在分析開(kāi)挖岸坡的穩(wěn)定性的同時(shí)提出針對(duì)該岸坡的防治方案。在以前學(xué)者對(duì)岸坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，通過(guò)定性分析和定量分析對(duì)岸坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，最終提出了防治和治理的相關(guān)措施，為類似岸坡的穩(wěn)定性分析和防治提供借鑒。

Abstract： Based on the analysis of bank slope stability of a city pipeline project， this paper analyzes the stability of excavated bank slope and puts forward the prevention and control scheme for the bank slope. Based on the previous evaluation of the stability of the bank slope， the stability of the bank slope are analyzed and evaluated by qualitative analysis and quantitative analysis. Finally， the relevant measures of prevention and control are put forward， which can provide reference for the stability analysis and prevention of bank slope.

關(guān)鍵詞： 管道工程；岸坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)；治理措施

Key words： pipeline engineering；bank slope stability evaluation；control measures

中圖分類號(hào)：U416.1+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）23-0065-02

0 引言

某市基礎(chǔ)建設(shè)投資有限公司（以下稱業(yè)主）擬投資興建的該市城西新區(qū)瀘益小區(qū)至三道橋長(zhǎng)江截污干管一線主排水系統(tǒng)，是該市政建設(shè)中治理城鄉(xiāng)水環(huán)境污染，保護(hù)及美化城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境的又一民心工程。

工程場(chǎng)地位于該市江陽(yáng)區(qū)中心半島城西新區(qū)長(zhǎng)江左岸，起于瀘益小區(qū)旁廉租房處，沿東南方向向長(zhǎng)江邊延伸，主要順填方區(qū)下部沖溝至長(zhǎng)江岸，途經(jīng)三道橋（瀘宜公路），止于長(zhǎng)江江岸附近，全長(zhǎng)約530.42m。由一條DN800污水管、一條DN1000雨水管組成，該段場(chǎng)地位于沖溝兩側(cè)，地勢(shì)陡峻，局部地段植被茂密，地質(zhì)條件較為復(fù)雜。

1 工程概況

工作區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，氣候溫和，雨量充沛，據(jù)瀘州市氣象局統(tǒng)計(jì)資料，年降雨量1169.40-1188.40mm。5-10月為雨季，多暴雨，降雨量占全年的70%左右，歷年日最大降雨量315.80mm。區(qū)內(nèi)無(wú)霜期長(zhǎng)，全年約350天左右，年平均氣溫17.5℃左右，最熱在7-9月份，最高氣溫39.6-41.9℃；最冷在1月，極端低氣溫-3-1.1℃。區(qū)內(nèi)多西北、西南風(fēng)，風(fēng)速平均1.2m/s，最大風(fēng)速15m/s[1]。

工程設(shè)計(jì)線路主要位于溝谷東北側(cè)斜坡，沿東南側(cè)方向延伸，管線途經(jīng)地面起伏不大，標(biāo)高普遍順東南向平緩遞降，無(wú)凹陷、突起等高差變化較大的微地貌[2]。沿線主要為高填方地貌、溝谷斜坡地貌和河流侵蝕剝蝕地貌三大類，其中河漫灘、陡坡、陡坎、沖溝、臺(tái)階等微地貌發(fā)育，風(fēng)化剝蝕及水流切割現(xiàn)象強(qiáng)烈。為便于敘述，將沿線劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)段。其中廉租房下部-填方段邊坡為第Ⅰ區(qū)段，填方段邊坡下方-至三道橋?yàn)榈冖騾^(qū)段，三道橋-長(zhǎng)江江岸為第Ⅲ區(qū)段。

第Ⅰ區(qū)段：為填方地貌，主要為周?chē)藿ǚ课莼靥钚纬桑⒃谔罘絽^(qū)末端形成高邊坡，填方區(qū)地面標(biāo)高在256.37-260.95m之間，填方厚度在0.60-11.30m之間，填方區(qū)末端邊坡高12.02-15.49m，坡面走向28°，傾向118°，坡度45°-82°；

第Ⅱ區(qū)段：本段為溝谷斜坡地貌，沖溝兩側(cè)呈上陡下緩的陡坡地貌，東南側(cè)斜坡坡頂標(biāo)高在247.46-265.39m之間，坡底標(biāo)高在241.43-265.39m之間，坡度在25°-35°之間，斜坡走向305°，傾向35°；東北側(cè)斜坡坡頂標(biāo)高在245.39-250.59m之間，坡底標(biāo)高在233.89-241.43m之間，坡度在25°-35°之間，斜坡走向300°，傾向210°；

第Ⅲ區(qū)段：該區(qū)段屬河流及沖溝流水侵蝕剝蝕地貌，除10剖面東北側(cè)斜坡坡頂附近土層較薄，平均厚度約3.00m外，其余地段表土層較厚，在6.0-16.5m之間，基巖埋置較深，受河流漲伏影響較大，區(qū)段Ⅱ的沖溝延伸至該區(qū)域通向長(zhǎng)江。表層土體主要以雜填土與沖洪積的粉土和淤泥質(zhì)土為主，雜填土與粉土主要分布于沖溝兩側(cè)的斜坡上，淤泥質(zhì)土主要分布于沖溝內(nèi)。場(chǎng)地中河流沖洪積土層主要分布于接近長(zhǎng)江岸邊的沖溝兩側(cè)及溝口長(zhǎng)江岸坡處，處于長(zhǎng)江常年洪水位以下，易受洪水沖刷影響；洪水期含水飽和，強(qiáng)度降低，抗沖刷能力下降。在沖溝側(cè)蝕作用下，部分岸邊已出現(xiàn)局部沖刷和滑塌現(xiàn)象。

2 岸坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

第Ⅲ區(qū)段管線出口處為土質(zhì)岸坡，土體力學(xué)性質(zhì)較差，坡度大部分在25°-30°之間，淺層土體常因河流的沖刷侵蝕剝蝕作用發(fā)生變形，且地下水越豐沛，供排動(dòng)循環(huán)愈強(qiáng)烈，在地下水運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不斷搬走細(xì)小土粒架空上部土體，又產(chǎn)生浮托力和揚(yáng)壓力，降低土體強(qiáng)度，使上部土體失穩(wěn)，促使河岸再造持續(xù)進(jìn)行；大氣降雨和地表水對(duì)土質(zhì)庫(kù)岸的穩(wěn)定性影響也很大，高強(qiáng)度的暴雨和地表水除沖刷庫(kù)岸表層松散土體外，還下滲補(bǔ)給地下水，降低庫(kù)岸土體強(qiáng)度，這些因素共同作用，促使岸坡失穩(wěn)并形成塌岸。

參考《三峽庫(kù)區(qū)三期地質(zhì)災(zāi)害防治工程地質(zhì)勘察技術(shù)要求》中整理的長(zhǎng)江沿線不同土質(zhì)岸坡水上、水下的穩(wěn)定坡角參數(shù)，確定其岸坡穩(wěn)定坡角見(jiàn)表1。

國(guó)、內(nèi)外目前對(duì)塌岸預(yù)測(cè)方法處于探索階段。大量實(shí)踐證明，工程地質(zhì)類比法（即所謂的圖解法）是用于塌岸預(yù)測(cè)的較好方法。

圖解法的原理：將水庫(kù)蓄水運(yùn)行后的特征水位下的由于岸坡再造而形成的岸坡穩(wěn)定坡角，與自然條件下，類似情況下的岸坡坡角進(jìn)行類比，并根據(jù)實(shí)際勘探剖面，將上述特征水位下岸坡穩(wěn)定坡角標(biāo)注在剖面圖上，水位變動(dòng)帶穩(wěn)定坡角α取9°，水下岸坡穩(wěn)定坡角θ取11°，水上岸坡穩(wěn)定坡角β取22°，以此求解不同特征水位下塌岸的寬度和影響高程，坍岸預(yù)測(cè)示意見(jiàn)圖1。

根據(jù)圖解法可知，在第Ⅲ區(qū)段16剖面附近塌岸區(qū)最大塌岸線標(biāo)高為243.04m，塌岸線北東側(cè)邊界在木綜廠宿舍下方填方坡體上，離坡頂3-4m，北西側(cè)邊界在民房下方5-7m，出口處管線基礎(chǔ)位于塌岸區(qū)域內(nèi)，對(duì)其穩(wěn)定性有一定影響。

3 開(kāi)挖邊坡防治方案

對(duì)基礎(chǔ)開(kāi)挖邊坡的防治，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，各邊坡巖土力學(xué)性質(zhì)，以及它們對(duì)線路工程的影響程度區(qū)別對(duì)待。

第Ⅲ區(qū)段10～14剖面之間管線途經(jīng)岸坡主要由河流沖洪積物形成，是典型的軟土地基，現(xiàn)岸坡標(biāo)高低，坡度緩，受洪水上漲影響范圍較大，江水的沖刷、淘蝕、涌浪，洪水陡升陡降產(chǎn)生的浮托力與拖曳力，均會(huì)誘發(fā)岸坡蠕滑、坍塌，導(dǎo)致開(kāi)裂、變形破壞。在10～11剖面之間，由于管線所處位置較高，受水體影響較??；在12～14剖面之間，由于管線所處位置較低，且部分地段位于沖溝內(nèi)，受水體影響較大，對(duì)管線基礎(chǔ)的穩(wěn)定性有較大影響，應(yīng)針對(duì)不同的線路施工部位作出相應(yīng)的防護(hù)措施，護(hù)坡應(yīng)設(shè)排水反濾，以保證線路工程安全，現(xiàn)建議如下：

①應(yīng)根據(jù)江水活動(dòng)影響范圍和危害程度，對(duì)管線所在岸坡做適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)，如植物固土、片石護(hù)坡等。

②線路沿地形展布，保持管道的順暢性，但應(yīng)調(diào)整基礎(chǔ)形式與之適應(yīng)，保護(hù)坡面，加固岸坡，并應(yīng)考慮洪水驟降及排水的影響。確?；A(chǔ)的穩(wěn)定性與可靠性，這是保證線路工程安全的前提。

③該區(qū)段晴天坡面無(wú)水、雨天匯水多順坡面向下沖刷，本段坡度較緩，雨水對(duì)線路基礎(chǔ)沖刷力較弱，主要是浸泡基礎(chǔ)土層起軟化作用。因此，宜在坡腳基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)上方設(shè)置截水溝，截水溝按垂直坡向布置，順地形坡降匯聚到排水溝后排入長(zhǎng)江。

4 結(jié)論

本文以某市管道工程開(kāi)挖邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)為實(shí)例基礎(chǔ)，在分析開(kāi)挖岸坡的穩(wěn)定性的同時(shí)提出針對(duì)該岸坡的防治方案。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘查和室內(nèi)定性分析對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，并提出了防治和治理的相關(guān)措施，為類似的管道工程的建設(shè)提供了一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張艷嬌.三峽庫(kù)區(qū)川東造船廠岸坡穩(wěn)定性分析及防護(hù)措施研究[D].西南交通大學(xué)，2008.