堤防工程邊坡穩定性分析與加固措施解析

□趙　楊（江西省水利水電建設有限公司）

堤防工程邊坡穩定性分析與加固措施解析

□趙楊（江西省水利水電建設有限公司）

堤防邊坡具有長距離、多點面等特性，邊坡穩定性會同時受到地質、堤基建筑質量、暴雨侵入以及汛期洪水等多方面影響，這為其邊坡穩定性的分析與加固處理都帶來了極大難度。因此堤防邊坡加固處理，應當針對不同的失穩因素，采取相應的加固措施。文章首先就從堤防邊坡的不同成因及類型作為研究切入點，在此基礎上針對不同失穩成因及類型分別提出幾點相應的加固處理措施。

堤防；邊坡；穩定性；失穩；加固措施

0　引言

堤防邊坡會受自然環境、筑堤質量、歷史加固措施等多個因素所影響，同時邊坡失穩也具有一定的隱蔽性與發展性，因此需要防患于未然，針對不同的失穩因素，制定相應的加固措施，并強化巡查，及時消除失穩隱患。基于此，文章就先對堤防邊坡的不同成因及類型展開分析，之后針對不同失穩成因及類型提出幾點相應的加固處理措施，旨在提高堤防邊坡的安全穩定性，具體如下。

1　堤防工程邊坡失穩破壞的主要類型

1.1淺層與深層滑動

堤坡失穩可造成滑動病害，根據滑動程度，可分成淺層與深層滑動。其中淺層滑動是指堤坡失穩的滑動體只發生在堤身，也可能稍微影響很小部分的堤基區域。深層滑動指的是滑動體已經深入地基地下的較深部分，甚至最深可達到8 m左右，見下圖。

圖1　堤防工程深層失穩滑動示意圖

1.2局部失穩與整體失穩

根據失穩的危害程度，可將危害較小的淺層堤坡失穩歸為局部失穩，此類堤坡病害對堤基的影響較小，也易于處理。如果出現深層失穩滑動，或沿堤防縱向形成超過100 m的縱向淺層滑動，那么都需要立即采取加固措施，此種情況則屬于危害較大的整地失穩。

1.3臨水面失穩滑坡與崩岸

臨水面失穩滑坡多見于存在坍塌、崩岸等嚴重險情的堤段或是高水位堤防的退水階段。背水面失穩滑坡主要多見于存在滲流破壞，或是高水位堤防的汛期階段。而無論是非汛期還是汛期，在臨水坡區域上較為陡峭的堤段都有崩岸失穩的風險。

2　堤防邊坡失穩的成因分析

2.1滲流原因

當汛期來臨時，堤防工程的河水會在較長時間內保持較高水位，在堤防浸潤線下方的堤身結構會因水流的影響，含水量趨于飽和，增加自重，同時堤身土的抗剪強度也將大大降低，這也就勢必會造成下滑力的增加。綜上，汛期河水的滲流作用，可同時提升堤身滑動力與自重，并降低抗剪強度，從而造成堤防邊坡失穩，增加滑坡風險。此外如果退水過快，堤身內部的滲透水沒有及時排除，還可能生產反向滲透力，加上堤身自重增加，可造成如退水滑坡等失穩風險。

2.2水流沖刷

河流凹岸區域的堤防邊坡容易受到水流沖刷的影響，堤岸腳的堤防設施可能會因長期間的水流沖刷，破壞堤岸腳區域的邊坡坡度，進而影響平衡，造成失衡破壞，這種堤防邊坡失穩破壞，多見于河道復雜、彎曲的凹岸堤防段，包括枯水及汛期的退水與漲水階段，都可能出現。

2.3堤基因素

堤防工程的地基因素也是可能造成堤坡失穩的重要因素。如地基的建設強度不夠，造成滑坡，或是堤防工程的截水設施出現故障，造成管涌，從而引發堤防工程坍塌等嚴重問題。此種問題多見于軟粘土地基的堤防工程，因此類工程施工較快，且為軟黏土地質，很容易出現地基強度不足的問題，因此對于此類堤防工程需要采取地基加固處理。

2.4其他因素

包括堤防工程建筑質量沒滿足設計質量要求；新老堤銜接處理不當；雨水滲入堤坡裂縫以及在堤腳挖塘等任何一個因素，或多因素共同作用，都會造成堤防失穩滑坡。

3　堤防工程邊坡失穩的加固措施

3.1淺層（局部）失穩的加固措施

3.1.1滲流造成的淺層失穩滑坡

首先增設截滲墻，或黏土截滲設施，并挖出已經因失穩造成破壞的滑動體，從滑動體上部開始，以逐級的方式進行開挖，每級挖除深度不超過20 cm。將失穩滑坡四周2 m范圍的堤身一同挖除，并重新填筑，見圖2。

圖2　填筑還坡加固措施示意圖

3.1.2堤腳挖塘造成的淺層失穩加固

堤腳挖塘能夠影響堤身和堤腳間的壓重，從而降低堤身抗滑力，引起失穩。對此類失穩進行處理時，需要在失穩滑坡出口周圍至少5 m方圓范圍內覆蓋回填具有良好透水性的砂石料，先根據填筑還坡加固處理方法，挖除失穩滑動體，再進行回填。

3.1.3臨水面淺層失穩滑坡及崩岸處理

失穩病害可先以拋石護腳的辦法進行加固處理，拋石護腳是常用的崩岸處理措施，對于下部基的加固效果顯著，是平順式岸坡的優先加固辦法，見圖3，之后進行填筑還坡加固處理，挖除失穩滑動體，再回填即可實現加固。

圖3　拋石護腳加固示意圖

3.2深層失穩的加固措施

深層失穩病害除危害堤身外，還對一定深度的地基造成影響，因此僅采取挖除失穩滑動體，再進行填筑滑坡加固的方式無法完全解決此類失穩病害。因此深層失穩的工程量大，為減少工程量，可先將部分滑動體進行挖除，之后再加固處理，具體加固方案如下。

3.2.1挖除主滑體并回填

主滑體即位于危險程度最大的圓弧滑動面的圓心上方的土體，進行深層失穩加固的第一步要將此部分滑動土體先挖除，之后回填，見圖4。

圖4　挖除部分滑動體并回填的加固措施示意圖

3.2.2地基加固處理

因深層失穩已經對堤防的地基造成了損壞，因此除挖除部分滑動體并回填外，還需要進行地基加固處理。地基加固方案并不唯一，具體應當根據實際情況進行選擇，常用的地基加固處理主要有以下幾種方案。一是攪拌法：以拌和機械將地基軟土和水泥漿攪拌成水泥土，以水泥土作為地基加固原料進行加固，經過一段時間的養護后，地基強度同城可達到0.5-1MPa左右，將有效提高地基強度，此種方案不需要土方加固，但需要水泥材料。二是灌漿補強法：將水泥漿以壓力灌注的方式灌注到有補強需要的地基區域，通過這種方式，形成復合地基，從而提升地基強度，此種加固方法的基本原理同攪拌法類似。三是振沖法：此種方案以碎石通過專用機械擠入到需要補強的土地中形成振沖碎石樁，并和周圍區域構成復合地基，從而起到地基加固的目的，此外振沖機械在進行振動的同時，還能提升砂基的密度，強化抗液化效果，所以此種加固方法對砂基加固的效果顯著，但會消耗大量石料。

3.3坡面防護

通過以上方式進行加固處理后，還應采取坡面防護措施，避免再次出現失穩病害。坡面防護的措施也不唯一，應當根據實際情況進行科學設計。對于大江大河等汛期容易遭受大風浪沖刷的堤防邊坡，建議采取漿砌石或干砌石的方式進行護坡處理，為進一步提高護坡效果，還可在干砌石框格中增設卵石結構。容易受到大水流及大風浪襲擊的堤段可采用模袋混凝土的方式進行護坡處理。對于存在較寬灘地的臨水坡或背水坡可選擇草皮護坡的形式進行護坡處理。

4　結語

綜上所述，對堤防邊坡失穩破壞的主要類型進行梳理，分別從滲流、水流沖刷、堤基以及堤防工程建筑質量等角度分析了造成堤防邊坡失穩的因素。最后分別從淺層失穩的加固措施、深層失穩的加固措施、地基加固處理以及坡面防護等方面分析了如何針對不同的堤防邊坡失穩破壞采取相應的加固處理措施，希望本次研究能為相關人士提供些許參考作用。

［1］趙煉恒，羅強，李亮，楊峰.基于失穩狀態耗能最小原理的預應力錨索加固邊坡穩定性上限解析［J］.巖土力學，2013，02：426-432.

［2］黎勇秀，王飛.邊坡穩定分析應力狀態新方法在堤防工程中的應用［J］.安徽建筑，2013，01：71-72.

［3］朱永生，朱煥春，石安池，孟國濤.基于離散單元法的白鶴灘水電站復雜塊體穩定性分析［J］.巖石力學與工程學報，2011，10：2068-2075.

［4］賈龍.堤防岸坡在水位驟降情況下采取不同加固措施的穩定性分析［J］.科技創新與應用，2014，32：61-62.

［5］張林海，蘇懷智，李皓.基于實例推理的堤防防滲加固方法選擇［J］.人民黃河，2015，01：46-49+53.

［6］趙紅紅，邱乾勇，王峰，趙鵬飛，祈元昊，杭靜.水位升降條件下后張堤堤防非穩定滲流分析［J］.人民黃河，2013，11：11-13+35.

（責任編輯：韋詩佳）

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