小蜀山支渠切嶺滑坡治理方案探析

黃 夢(mèng) 婷

(安徽省·水利部淮河水利委員會(huì)水利科學(xué)研究院，安徽 合肥 230088)

小蜀山支渠切嶺滑坡治理方案探析

黃 夢(mèng) 婷

(安徽省·水利部淮河水利委員會(huì)水利科學(xué)研究院，安徽 合肥 230088)

通過對(duì)小蜀山支渠切嶺滑坡問題進(jìn)行分析，探討采用坡面整治、排水、護(hù)坡進(jìn)行綜合治理，驗(yàn)算坡體穩(wěn)定，使得滑坡現(xiàn)狀得到有效治理，促進(jìn)和提升小蜀山支渠的社會(huì)效益和灌溉效益。

工程地質(zhì)，切嶺滑坡，穩(wěn)定，綜合治理

1 小蜀山支渠工程概況

小蜀山支渠位于合肥市蜀山區(qū)小廟鎮(zhèn)西1.0 km處，系小蜀山分干渠主要渠道，屬派河流域。自小廟鎮(zhèn)梔樹村黃大塘進(jìn)水閘引水，至合肥市高新區(qū)新店村新莊分水閘，全長28.5 km，設(shè)計(jì)灌溉區(qū)域4.5萬畝，引水流量2.94 m3/s。是一座以灌溉為主，結(jié)合防洪、抗旱等綜合利用的小型渠道，社會(huì)效益和灌溉效益十分顯著。

2 現(xiàn)存問題

小蜀山支渠切嶺段邊坡為人工邊坡，由開挖河道而形成。坡向傾向河道，坡度為20°～30°，坡高6.8 m～11.7 m。前緣相對(duì)具有臨空條件，重力勢能較大。兩側(cè)地形較緩，沖溝淺，基本無臨空條件。坡面水土流失較為嚴(yán)重，與河道平行裂隙多發(fā)育。由于工程區(qū)膨脹性裂隙粘土較為發(fā)育，在氣候、雨水及風(fēng)化作用的影響下，土體強(qiáng)度大幅衰減，發(fā)生滑坡的可能性較大。

2.1工程地質(zhì)

小蜀山支渠滑坡左右岸邊坡揭露①人工回填土層；②粘土層；③層侏羅系上統(tǒng)周公組(J2Z)紫紅色泥質(zhì)粉砂巖。

③層泥質(zhì)粉砂巖(J2Z)：紫紅色，為軟質(zhì)巖石，厚層狀，泥質(zhì)膠結(jié)，巖芯呈泥土狀或砂土狀，該層未鉆穿，揭露最大層厚11.60 m，揭露最低層底高程29.41 m。

2.2土體力學(xué)特征

通過對(duì)邊坡土層進(jìn)行指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，邊坡土體物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)詳見表1。

表1 邊坡土體膨脹性指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

邊坡回填土濕密度為1.89 g/cm3～1.92 g/cm3，含水率為29.8%～30.8%，平均含水率為30.3%，干密度為1.46 g/cm3～1.47 g/cm3，最優(yōu)含水率為22.5%，回填土含水率偏高，干密度較低，回填土碾壓效果較差。

2.3工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

小蜀山支渠滑坡左右岸邊坡揭露①層、②層土及③層泥質(zhì)粉砂巖。①層人工回填土結(jié)構(gòu)松散，具膨脹性，抗剪強(qiáng)度較低，②層一般強(qiáng)度較高，但具有弱膨脹潛勢，易在雨季形成淺層滑坡。③層泥質(zhì)粉砂巖為軟質(zhì)巖石，強(qiáng)度較高，遇水容易產(chǎn)生崩解。其中①層人工回填土所含粘粒較高，自由膨脹率離散性大，回填土屬弱膨脹潛勢。具有膨脹性、親水性和吸附性的特點(diǎn)。在干燥狀態(tài)下，土體具有良好的強(qiáng)度效能，能夠維持土體穩(wěn)定狀態(tài)。但干濕交替頻繁的情況下，表層土逐漸飽和，強(qiáng)度衰減。當(dāng)邊坡土層下滑力超過抗阻臨界時(shí)，容易導(dǎo)致土層發(fā)生塌落或滑坡。

3 除險(xiǎn)加固方案研究

3.1滑動(dòng)面的位置確定

切嶺段已滑邊坡的滑動(dòng)面根據(jù)滑體的外形、滑體頂部滑坎、下部滑舌的位置、探孔以及土質(zhì)松散程度、土體含水量大小、地下水出溢位置等因素確定[1]。對(duì)未滑邊坡，其潛在滑動(dòng)面或軟弱結(jié)構(gòu)面的位置主要依據(jù)以下幾個(gè)方面[1]進(jìn)行判斷：滑動(dòng)面的形狀與已滑邊坡滑動(dòng)面大體相似；工程地質(zhì)橫剖面圖中上下土層的界面，或同一土層中靜探曲線上ps值較小處，或地質(zhì)原圖孔巖芯土樣含水量突然增大處的位置，是邊坡潛在滑動(dòng)面(或軟弱帶)的位置。

3.2加固治理方案研究

采用坡面整治、排水結(jié)合護(hù)坡綜合治理方案。

1)削坡減載：滑坡段坡面采取削坡處理后進(jìn)行清理。從設(shè)計(jì)渠底邊線按1∶2的坡進(jìn)行削坡減載，并在設(shè)計(jì)水位高程以上設(shè)置一級(jí)平臺(tái)，平臺(tái)寬2 m，從一級(jí)平臺(tái)再以1∶3的邊坡削坡至頂部。挖除坡面的引張裂隙并回填夯實(shí)。

2)排水導(dǎo)滲：主要是對(duì)地表徑流水進(jìn)行攔截、旁引，同時(shí)兼具采用防滲措施。在滑坡段的平臺(tái)和坡面上設(shè)置縱、橫向排水溝，縱向排水溝根據(jù)滑坡段的斜坡長度不同設(shè)置2條；橫向排水溝從坡頂?shù)角祝樒孪蛟O(shè)置，間距20 m。縱橫向排水溝相互交錯(cuò)，排水范圍擴(kuò)大延伸至滑坡范圍之外。地下排水以盡快匯集，及時(shí)疏導(dǎo)為原則[2]。導(dǎo)滲采用φ80軟式透水管，橫向布置間距5 m，i=2%，縱向間距5 m布置一排，匯入一級(jí)平臺(tái)排水溝。

3)護(hù)坡：護(hù)坡采用混凝土預(yù)制塊護(hù)坡和草皮護(hù)坡。混凝土護(hù)坡坡頂超設(shè)計(jì)水位0.3 m，坡底為設(shè)計(jì)渠底高程，為了使坡體內(nèi)的積水及時(shí)排出，護(hù)坡采用10 cm厚六邊形C20混凝土預(yù)制塊，預(yù)制塊下鋪10 cm厚碎石墊層，護(hù)坡底做深60 cm，寬40 cm的混凝土勒腳。混凝土以上坡面均滿鋪草皮，加強(qiáng)植被覆蓋，以滿足固坡及防滲要求。

3.3典型斷面選取

支渠滑坡平面上呈“括號(hào)”狀，滑帶為中間厚兩翼薄，滑坡界線較為清晰，變形范圍明顯。根據(jù)規(guī)范要求[3]，沿主滑方向中部選一條地質(zhì)剖面作為典型剖面進(jìn)行計(jì)算，選用典型剖面見圖1。

3.4現(xiàn)狀坡體穩(wěn)定計(jì)算

1)邊坡穩(wěn)定分析選擇典型斷面作為計(jì)算斷面，計(jì)算壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。坡身土料的物理力學(xué)指標(biāo)根據(jù)現(xiàn)場取樣與室內(nèi)土工試驗(yàn)成果取值。指標(biāo)具體取值見表2。

表2 現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定分析選用物理力學(xué)指標(biāo)

2)計(jì)算工況與孔隙水壓力確定。

根據(jù)規(guī)范要求[3]，分析穩(wěn)定滲流期的左右坡體內(nèi)最高水位時(shí)，針對(duì)壩體形成穩(wěn)定滲流下的工況進(jìn)行計(jì)算：左坡體內(nèi)最高水位為48.74 m，右坡體內(nèi)最高水位為47.05 m。

3)計(jì)算方法。

小蜀山支渠滑坡均采用簡化畢肖普法計(jì)算進(jìn)行穩(wěn)定安全系數(shù)比較，判斷壩坡抗滑穩(wěn)定的安全性。計(jì)算軟件采用河海大學(xué)設(shè)計(jì)的壩坡穩(wěn)定分析軟件Autobank7.0(網(wǎng)絡(luò)版)計(jì)算。計(jì)算成果圖見圖2，圖3，邊坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 現(xiàn)狀坡體穩(wěn)定計(jì)算成果表

從小蜀山支渠現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定分析結(jié)果可知，各處均滿足規(guī)范要求，可以認(rèn)為現(xiàn)狀是穩(wěn)定的。但是工程區(qū)膨脹性裂隙粘土較為發(fā)育，在氣候、雨水及風(fēng)化作用的影響下，土體強(qiáng)度大幅衰減，發(fā)生滑坡的可能性較大。

3.5治理后坡體穩(wěn)定計(jì)算

治理后的穩(wěn)定計(jì)算分析方法同現(xiàn)狀，穩(wěn)定計(jì)算成果見圖4,圖5及表4。

表4 治理后坡體穩(wěn)定計(jì)算成果表

從治理后邊坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果來看，在所有工況條件下小蜀山支渠邊坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)語

通過對(duì)小蜀山支渠切嶺滑坡段進(jìn)行工程地質(zhì)分析，研究現(xiàn)狀下發(fā)生滑坡的可能。通過采用坡面整治、排水結(jié)合護(hù)坡綜合治理方案，總體達(dá)到滑坡治理的目的，能夠滿足邊坡抗滑穩(wěn)定安全要求。有效改善灌溉面積，對(duì)支渠直灌區(qū)補(bǔ)水安全也起到了積極作用。

[1] 孔定娥,葉少有.邊坡穩(wěn)定分析的理論與實(shí)踐研究[D].合肥:合肥工業(yè)大學(xué)，2009.

[2] 李金國.瓦東干渠滑坡成因及治理[J].中國水運(yùn)(下半月),2008(9):164-165.

[3] DZ/T 0219—2006,滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4] 吳彩虹.駟馬山分洪道膨脹土特性及其滑坡治理[J].工程勘察,2010(2):14-18.

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AnalysisonthetreatmentschemeoftheXiaoshumountainbranchlandslide

HuangMengting

(Anhui&HuaiheRiverInstituteofHydraulicResearch,Hefei230088,China)

Through the analysis of the landslide problem in Xiaoshu mountain branch, the paper discusses the comprehensive treatment of slope improvement, drainage and slope protection. The slope stability is checked and the current situation of landslide is effectively managed. Promote and improve the social and irrigation benefits of Xiaoshu mountain branch.

engineering geological, landslide, steady, comprehensive management

1009-6825(2017)29-0098-02

2017-08-04

黃夢(mèng)婷(1990- )，女，助理工程師

P642.22

A