北引總干渠滑坡處理措施研究

趙雙權，張 浩，王建紅

北引總干渠滑坡處理措施研究

趙雙權，張 浩，王建紅

（黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080）

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

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處左側渠堤發生滑坡破壞，該滑坡段從地形上看屬嫩江一階地前沿，從渠底到左側地面高差約7～8m，渠底以上5m左側已開挖出寬約10m的平臺，馬道以下邊坡已按設計削為1∶3.0，平臺以上邊坡平臺以下邊坡為1∶1～1∶0.5。

滑坡體發生在渠道左側平臺處，整體形態平面上呈“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，渠底護砌的混凝土板被擠壓，架空形成“人”字形。

滑坡體實測形態情況見表1?；虑闆r見圖6。

表1 滑坡體形態情況表

2 滑坡段處理措施研究

經過分析，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的脹縮性、多裂隙性和超固結性，本段渠道左側邊坡又為挖方渠堤（挖方最深在10～15 m，滑坡段實測挖深9.3 m）如不加以保護，使土體直接暴露在空氣中，僅靠放緩邊坡，據其它地方的實踐證明，很難保證左側渠坡穩定。加固措施設計的主要思想為力爭做到切斷左側渠堤部分土體與外界的水力聯系，保持土體含水量相對穩定，從而使渠道左側渠坡保持穩定，并盡量節約投資，據此擬定以下措施。

1）截斷地下滲水的側向補給，設置排水盲溝，排出入滲雨水，阻斷地下水從側向的滲透補給，排水盲溝設在截流溝下面，排水盲溝底與渠底高程一致，盲溝內設排水管，管徑Φ30 cm，沿渠道縱向每隔約一定距離設排水橫管將水排至渠道右側，為了冬季防凍右側排水出口設滲水井［1］。

圖1 滑坡外貌實照

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

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

4）施工要求，以上措施必須同步分段跳槽施工，盡量減少開挖后土體暴露在環境大氣中的時間，開挖后應立即采取措施，隔絕土體與外部環境的聯系，最晚在來年雨季來臨之前做好渠堤的防護措施。

5）已滑坡破壞土體處理方案：

方案1，開挖重新回填壓實。北引總干渠建成于70年代，經過近40 a的運行，渠道總體穩定，期間高邊坡段的渠堤左側邊坡曾經發生過滑坡，右側渠堤未曾發生坍滑破壞，而渠道右堤為左側挖土經碾壓填筑重塑而成，渠道兩側渠堤土體性質沒有根本區別，唯一不同的是左側挖方渠坡為天然開挖邊坡，而右側渠堤為人工碾壓重塑渠堤，因此對左堤滑坡破壞的土體挖出后重新按筑堤標準進行碾壓回填，回填的土體改變了土體的原始結構，是可以增加抗剪強度的。根據地質鉆孔試驗結果表明，不同深度土塊試樣天然固結快剪的抗剪強度平均值凝聚力為c＝34.9～60.8Kpa，內摩擦角為Φ＝16°～20.5°，理論上抗剪強度滿足穩定要求。但膨脹土重塑后，雖然可改善其原始多裂隙的結構，抗剪強度增強，減小膨脹量，但因土體的礦物及化學成分沒有變化，其失水干縮龜裂、浸水膨脹的性質未能得到根本改變，在長期自然環境中經水、土相互作用，其耐久性有待進一步確認，安全可靠度無法保證，因此不宜采用，本次重點研究方案2、3、4。

方案2，換填措施，對左堤滑坡破壞的土體挖除后重新按筑堤標準填筑非膨脹土料。換填方案即采用非膨脹土置換膨脹土，或將膨脹土包裹起來，使膨脹土含水量基本維持在自然狀態下，隔斷與外界環境的聯系，使其失去脹縮性或使其脹縮性最小，不致于對工程造成破壞，達到工程安全運行的目的，此方案投資較高，非膨脹土運距較遠，棄土占地費用較大。

方案3，改性土措施，對左堤滑坡破壞的土體應挖除改性后重新按筑堤標準填筑，改性土可考慮摻加石灰或水泥，石灰或水泥含量經試驗確定，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成分和結構，使其失去脹縮性，達到工程安全運行的目的，此方案施工程序復雜，施工質量不宜保證，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，并根據巖土工程性質與土工織物的物理力學參數確定土工織物的鋪設長度與間距，采用直線滑動楔形體破壞法計算，每層鋪土厚度25 cm，加筋長度平均17 m，伸出滑動面長度2.5 m。加筋土又稱柔性支護，公路在路基上常用，利用柔性化學纖維織物將原地開挖出的膨脹土土一層一層的包裹壓實形成加筋土，使加筋土在一定范圍內構成一個支撐體，由于用化學編織布包裹并分成較薄的土層，因而在加筋區內土體形不成整體滑動的破裂面，加筋土起到兩個作用，①使膨脹土體不能直接暴露在自然界中，使土體內含水量保持在比較穩定的狀態下；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，從而使土體達到安全運行的目的，此方案施工簡單，投資較低。

經以上分析，結合工程造價，設計推薦方案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］.中國新技術新產品，2010（03）：110.

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1007-7596（2015）07-0065-03

2014-10-31

趙雙權（1972-），男，黑龍江望奎人，高級工程師；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。