北部引嫩紅旗干渠滑坡處理分析

劉瑛文

(黑龍江省水利工程建設(shè)質(zhì)量與安全監(jiān)督技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱 150040)

1 工程概況

1.1 工程狀況

紅旗干渠為東城水庫(kù)和紅旗泡水庫(kù)的引水干渠，自北引總干渠末端烏南段樁號(hào)113+472處起，到紅旗水庫(kù)進(jìn)水閘止，全長(zhǎng)39.43 km。現(xiàn)狀渠底寬約12 m，水深1.90～2.40 m，縱向比降1/2500～1/10 000，現(xiàn)狀過流能力為19 m3/s。由于比降較大，沖刷嚴(yán)重，渠道地處閉流洼地區(qū)，地勢(shì)平坦，運(yùn)行20多年來，為控制干渠兩岸的沖刷，雖采取了跌水工程、加高堤體、彎道護(hù)坡等措施，但紅旗干渠運(yùn)行狀況仍不理想，多處渠段出現(xiàn)塌坡和彎道沖刷。

1.2 地勘情況

紅旗水庫(kù)引水干渠現(xiàn)狀堤體較密實(shí)，厚度0.30～2.80 m，巖性為高、低液限黏土。樁號(hào)0+000～24+000段渠道邊坡及渠底巖性為低液限黏土，局部有小規(guī)模塌陷或崩塌；渠系建筑物附近均有長(zhǎng)度不等的混凝土板或碎石護(hù)坡；樁號(hào)24+000～39+428段渠道邊坡巖性為低液限黏土、粉土質(zhì)細(xì)砂層，經(jīng)常性水面線以上形成高約0.5 m的近于直立的陡坡，自然狀態(tài)下邊坡比較穩(wěn)定，渠道岸坡過水部分在水流沖刷作用下局部有小規(guī)模的塌陷或崩塌；此段渠道轉(zhuǎn)彎處在凹岸岸坡或渠系建筑物附近均有長(zhǎng)度不等的混凝土板或碎石護(hù)坡[1]。

渠道位于松嫩平原低平原區(qū)，地勢(shì)東高西低。渠道沿線地層主要為第四系全新統(tǒng)沼澤堆積層(fQ4)、第四系上更新統(tǒng)沖積層(alQ3)。主要巖性為高、低液限黏土，粉土質(zhì)細(xì)砂。

地下水類型為第四系松散層微孔隙潛水或孔隙承壓水。微孔隙潛水含水層巖性為高、低液限黏土，地下水化學(xué)類型主要為HCO3·SO4-Na、HCO3-Mg·Na、HCO3·Cl-Na·Mg。孔隙承壓水含水層巖性為粉土質(zhì)細(xì)砂，地下水化學(xué)類型以HCO3-Na、HCO3-Na·Mg為主。以大氣降水、地表水入滲補(bǔ)給，蒸發(fā)排泄為主。

渠道開挖部位邊坡巖性為高、低液限黏土，開挖邊坡比建議值為高、低液限黏土1∶2，粉土質(zhì)細(xì)砂1∶3。

渠道沿線有粉土質(zhì)細(xì)砂、粉土質(zhì)細(xì)砂分布，在動(dòng)水壓力作用下，有產(chǎn)生滲透變形的可能。建議允許水力比降J允≤0.25。

渠道91.1%的渠底土巖性為低液限黏土，滲透系數(shù)為9.1×10-7cm/s，屬微透水層，渠道滲漏甚微，可忽略不計(jì)。位于渠道下游的8.9%渠底巖性為粉土質(zhì)細(xì)砂，渠道易產(chǎn)生滲漏，滲漏量為Q=1296 m3/d。

區(qū)內(nèi)有季節(jié)性凍土，最大凍結(jié)深度2.00 m。最大凍結(jié)深度內(nèi)渠道土巖性為低液限黏土、粉土質(zhì)細(xì)砂。部分地段的低液限黏土具有弱凍脹性或凍脹性，粉土質(zhì)細(xì)砂具有凍脹性或強(qiáng)凍脹性，施工時(shí)應(yīng)采取防護(hù)措施。

渠系建筑物沿線分布，并以上游偏多，均位于松嫩低平原區(qū)，地勢(shì)平坦。鉆探揭露地層為第四系上更新統(tǒng)沖積層(alQ3)，巖性主要為高、低液限黏土，粉土質(zhì)細(xì)砂。

地下水類型為第四系松散層微孔隙潛水或孔隙承壓水，地下水化學(xué)類型主要為HCO3·SO4-Na、HCO3-Na、HCO3-Ca·Mg。部分地段地下水對(duì)混凝土有結(jié)晶類硫酸鹽型弱腐蝕。各建筑物區(qū)環(huán)境水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋無腐蝕、對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有弱腐蝕性。

2 紅旗干渠滑坡防護(hù)型式及坍塌原因分析

2.1 初步設(shè)計(jì)的防護(hù)型式

為提高渠道輸水能力，保證工程安全，促進(jìn)水資源的合理利用，對(duì)輸水渠道進(jìn)行護(hù)砌是必要的。渠道護(hù)砌遵循因地制宜、綜合治理的原則，考慮彎道沖刷、滲漏段、分散土的保護(hù)和水庫(kù)蓄水后回水影響等因素對(duì)渠道進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)。

紅旗干渠彎道共8處，總長(zhǎng)度2.50 km，彎道處由于橫向環(huán)流作用，斷面過水部分在多年的水流沖刷作用下，造成渠道凹岸沖刷嚴(yán)重、凸岸淤積，堤坡局部有小規(guī)模的塌陷、崩塌及馬道坍沒，因此需對(duì)彎道進(jìn)行護(hù)砌。

渠道樁號(hào)24+000～25+000、29+170～30+470、33+600～34+850段總長(zhǎng)度3.55 km，渠底巖性為粉土質(zhì)細(xì)砂，其滲透系數(shù)為1.0 m/d，屬中等透水層，易產(chǎn)生滲漏，需對(duì)滲漏段進(jìn)行防護(hù)。

干渠分散土主要分布在樁號(hào)0+500～1+500、2+340～4+918、5+668～7+260、8+300～10+565、17+786.5～18+800、19+850～23+000、30+686～34+800、35+853～38+910段，總長(zhǎng)度18.77 km，占渠道總長(zhǎng)的48%，需對(duì)分散土堤段進(jìn)行保護(hù)。

東城水庫(kù)、紅旗水庫(kù)蓄水后，紅旗水庫(kù)回水至樁號(hào)32+060(東城水庫(kù)進(jìn)水閘樞紐)處，東城水庫(kù)回水至樁號(hào)9+900跌水處，渠道不具備退水條件，停止供水后，無法放空渠道，由于渠內(nèi)常年有水，不具備檢修時(shí)間，為防止風(fēng)浪掏刷渠坡，保證工程安全，需對(duì)回水影響渠道進(jìn)行防護(hù)。

根據(jù)紅旗干渠渠道斷面設(shè)計(jì)，結(jié)合對(duì)渠道彎道段、滲漏段、分散土段以及東城水庫(kù)和紅旗水庫(kù)回水段的分析及處理，考慮上述四種因素條件影響，需護(hù)砌范圍基本涵蓋渠道全程，因此，紅旗干渠采用全程全斷面護(hù)砌。設(shè)計(jì)比較了混凝土板和干砌石兩種護(hù)砌型式，經(jīng)比較推薦混凝土板護(hù)砌型式。護(hù)砌高度為設(shè)計(jì)水位加0.5 m，護(hù)砌以上至渠頂設(shè)置草皮護(hù)坡；渠堤背水坡采用草皮護(hù)坡。設(shè)計(jì)渠底及非分散土段渠坡護(hù)砌下鋪設(shè)無紡布，分散土段的渠坡最底層鋪設(shè)復(fù)合土工膜。護(hù)砌采用預(yù)制混凝土板，規(guī)格為75 cm×50 cm×10 cm、混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，抗凍等級(jí)為F200，抗?jié)B等級(jí)為W6；下設(shè)5 cm砂礫石墊層及無紡布或復(fù)合土工膜一層。復(fù)合土工膜選用兩布一膜，膜厚0.3 mm，無紡布規(guī)格采用400 g/m2。固腳采用素混凝土矩形結(jié)構(gòu)，尺寸為0.4 m×0.6 m(寬×高)，混凝土采用C20F200；護(hù)坡上加矩形混凝土封頂，尺寸為30 cm×10 cm，混凝土采用C20F200。

2.2 施工圖階段的護(hù)砌結(jié)構(gòu)型式

在施工階段，紅旗干渠護(hù)砌結(jié)構(gòu)型式變更為樁號(hào)0+000～39+430格賓石籠固腳0.6 m×0.8 m(寬×高),固腳以上2 m護(hù)砌采用厚0.4 m格賓石籠，下設(shè)厚0.5 m礫石墊層及土工膜一層，鋼筋混凝土枕梁0.3 m×0.4 m(寬×高)。渠底為厚0.12 m現(xiàn)澆混凝土板與厚0.17 m雷諾護(hù)墊，下設(shè)厚0.05 m礫石墊層及無紡布一層。

2.3 滑坡坍塌破壞原因分析

紅旗干渠自2015年9月開始建設(shè)，根據(jù)供水需求，需要邊建設(shè)、邊通水、邊投入使用，且只能在春秋兩季施工，年內(nèi)施工期較短。2015年底設(shè)計(jì)水面線以下部位護(hù)砌陸續(xù)完成，2016年4月末完成運(yùn)行水位以下建設(shè)內(nèi)容后通水運(yùn)行。2017年底護(hù)砌工程全部完成。2016年9月發(fā)現(xiàn)紅旗干渠渠堤內(nèi)側(cè)坡腳發(fā)生滑坡坍塌破壞，2016年9月末，停水之后，渠道內(nèi)水位下降，紅旗干渠局部位置出現(xiàn)滑坡，渠道堤坡出現(xiàn)整體滑動(dòng)，屬深層滑坡，影響渠道安全。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘發(fā)現(xiàn)，坍塌體發(fā)生在渠道左側(cè)渠堤坡腳處，坍塌整體形態(tài)平面上呈“扇形”狀，在堤坡處呈陡坎狀出露，坍塌處呈直立狀，直立高度約0.5～0.8 m，直立面基本平行于渠道軸線，坍塌體頂部渠坡常伴有不規(guī)則豎向裂隙。

2.3.1 地質(zhì)條件原因

渠道位于松嫩平原低平原區(qū)，地勢(shì)東高西低，地面高程149.02～160.31 m。地層主要為第四系全新統(tǒng)沼澤堆積層(fQ4)、第四系上更新統(tǒng)沖積層(alQ3)。巖性主要為低液限黏土、粉土質(zhì)細(xì)砂等。地下水主要為第四系松散層微孔隙潛水及孔隙承壓水兩種類型。微孔隙潛水含水層巖性為低液限黏土，屬微透水。勘察期間地下水埋深1.66～4.00 m，水位高程148.37～156.91 m。孔隙承壓水含水層巖性為粉土質(zhì)細(xì)砂，屬弱透水。勘察期間地下水埋深1.73～3.45 m，水位高程147.33～148.42 m。地下水年變幅在2.00 m左右。

樁號(hào)0+500～1+500、2+340～4+918、5+668～7+260、8+300～10+565、17+786.5～18+800、19+850～23+000、30+686～34+800、35+853～38+910段堤體土具有分散性，分散土渠段長(zhǎng)18.771 km，占渠道總長(zhǎng)的47.6%，且斷續(xù)分布。區(qū)內(nèi)季節(jié)性凍土最大凍結(jié)深度2.00 m。凍結(jié)深度內(nèi)低液限黏土、粉土質(zhì)細(xì)砂具有凍脹性。

2.3.2 運(yùn)行條件原因

分散土是指無需很大的機(jī)械外力，在低含鹽量水中極易迅速分散的土壤，因此分散土具有極易被水沖蝕的特性，分散土遇到鹽濃度低的水，土體表面土粒逐漸脫落，成為懸液，如遇流動(dòng)的水，分散性的土粒即被帶走。分散性黏土的分散是由土和水兩方面的因素決定的，在鹽濃度低的水中分散性黏土迅速分散，但在鹽濃度高的水中可減少分散程度或不分散。由于分散土的特性決定，分散土堤壩極易造成雨水淋蝕破壞，形成孔洞、沖溝或垂直裂隙，并在上部土重和地下水的作用下使土體產(chǎn)生崩塌、滑動(dòng)和堤壩的管涌破壞，對(duì)渠堤的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅[2]。

經(jīng)初步分析使該段渠體產(chǎn)生崩塌的水有兩種，一是雨水，二是渠外水。這兩種分水分別作用在不同部位，起著不同的作用，是造成渠坡坍塌的主要原因之一。

(1)雨水。大氣降雨一部分形成的地表徑流在自然狀態(tài)下沿渠道邊緣向河灘地漫散，一部分滲入地下補(bǔ)給地下水。根據(jù)勘察成果，渠道沿線地層為上更新統(tǒng)沖洪積層，屬分散性黏土，因此防止表層土體裸露和地表徑流的沖刷滲入是防止土體破壞的途徑之一[3]。

(2)渠外水。渠道以降水入滲補(bǔ)給為主，受地形影響，地表徑流遲緩。2013年洪水以及近兩年降雨頻繁，特別是2020夏季曾出現(xiàn)多次大的降雨，紅旗干渠沿線地下水位明顯升高，地表可見較大面積的積水池塘分布，經(jīng)勘察發(fā)現(xiàn)，本地區(qū)均為低液限黏土，滲透系數(shù)均小于1×10-5cm/s，屬微透水地層，在雨水和地表水作用下，土體處于飽和狀態(tài)，且紅旗干渠已通水運(yùn)行，在超高渠外水位作用下對(duì)渠道內(nèi)側(cè)邊坡形成較大的滲透壓力，僅靠土體內(nèi)本身的強(qiáng)度難以抵抗?jié)B透壓力造成的滑動(dòng)力，極易產(chǎn)生滑動(dòng)。

2.3.3 施工條件原因

2015年冬季坡面整形和渠底清淤作業(yè)后未能及時(shí)進(jìn)行下一步處理，土體沒有及時(shí)采取隔離保護(hù)措施，開挖后的土體長(zhǎng)期暴露在空氣中，使分散土在多次凍融循環(huán)作用下產(chǎn)生土體崩塌，在夏季降雨后雨水浸入，分散土體迅速分解，多方面因素導(dǎo)致土體抗剪強(qiáng)度降低，產(chǎn)生滑坡和坍塌，因此施工方法及方案也是造成滑坡的原因之一[4]。

3 加固處理方案分析

3.1 科研單位的加固處理方案設(shè)計(jì)比較

根據(jù)北引紅旗干渠和總干渠烏南段所處的地理?xiàng)l件、工程地質(zhì)條件，確定試驗(yàn)段的加固處理原則為：采用逆止式排水措施，有效地降低渠道邊坡內(nèi)的浸潤(rùn)線，降低土體含水率，削減渠坡土體凍脹量；采用散粒結(jié)構(gòu)的保溫措施防凍脹，減少凍深，削減渠坡土體凍脹量；采用換填措施降低邊坡土體總凍脹量；采用逆止式排水措施、保溫措施及換填措施相結(jié)合，有效的降低渠坡土體凍脹破壞程度。逆止式排水試驗(yàn)段布設(shè)排水管的鉆孔實(shí)施：采用水鉆進(jìn)行改造，通過制做支架將其固定在坡面上形成作業(yè)面，同時(shí)根據(jù)排水管尺寸加工鉆具、鉆頭，確定鉆具尺寸為120 mm；考慮換填砂礫料的滲透性，不含砂，10 cm墊層用的砂礫料也不含砂，保溫層砂礫料摻粗砂；珍珠巖按照《膨脹珍珠巖》JC/T 209—2012中規(guī)定的150#進(jìn)行控制，粒徑采用優(yōu)等品，摻量3%(按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)摻)；稻殼摻量按照3%(按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)摻)；為了防止保溫層填料被沖刷，在原設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)上，采用保溫層上覆土工布+10 cm砂礫料墊層找平。

3.1.1 處理方案一

處理方案一用于總干渠烏南段67+300,見圖1。

(1)處理段長(zhǎng)25 m，渠道邊坡1∶3，渠道堤頂、渠道背水坡采用原有設(shè)計(jì)。

(2)渠坡處理部位為渠道運(yùn)行水位至枕梁處的范圍內(nèi)進(jìn)行開挖，將開挖的土體置換成40 cm厚的保溫砂礫料，上覆土工布、砂礫墊層與C20混凝土預(yù)制板。

(3)保溫層沿渠道走向設(shè)置為2種措施，即每12.5 m設(shè)置一種保溫層材料，這2種保溫層的設(shè)置分別為珍珠巖+砂礫料，稻殼+砂礫料。

(4)沿渠坡方向不同高程設(shè)置排水管，排水管的比降i=1%，仰角5°，長(zhǎng)度3 m，排水管橫向間距4 m，跳打。

(5)排水管縱向位置分別布置為距渠底1.0 m高，2.5 m高，4.0 m高，換填層內(nèi)布置橫向、縱向連接管，間隔8 m布置一個(gè)逆止閥，通過逆止閥將渠坡的水外排。

圖1 處理方案一(單位:cm)

3.1.2 處理方案二

處理方案二用于總干渠烏南段67+300，見圖2。

(1)處理段長(zhǎng)25.0 m，渠道邊坡1∶3，渠道堤頂、渠道背水坡采用原有設(shè)計(jì)。

(2)渠坡處理部位為渠道運(yùn)行水位至枕梁處的范圍內(nèi)進(jìn)行開挖，將開挖的土體置換成20 cm厚的保溫層+50 cm厚的回填砂礫料，上覆土工布、砂礫石墊層及C20混凝土預(yù)制板。

(3)保溫層沿渠道走向設(shè)置為2種措施，即每12.5 m設(shè)置一種保溫層材料，這2種保溫層的設(shè)置分別為珍珠巖+砂礫料，稻殼+砂礫料。

(4)沿渠坡方向不同高程設(shè)置排水管，排水管的比降i=1%，仰角5°，長(zhǎng)度3.0 m，排水管橫向間距4.0 m，跳打。

(5)排水管縱向位置分別布置為距渠底1.0 m高，2.5 m高，4.0 m高，換填層內(nèi)布置橫向、縱向連接管，間隔8.0 m布置一個(gè)逆止閥，通過逆止閥將渠坡的水外排。

3.1.3 處理方案三

處理方案三用于紅旗干渠17+200，見圖3。

(1)處理段長(zhǎng)50.0 m，渠道邊坡1∶3，渠道堤頂、渠道背水坡采用原有設(shè)計(jì)。

(2)渠坡處理部位為渠道運(yùn)行水位至枕梁處的范圍內(nèi)進(jìn)行開挖，將開挖的土體置換成20 cm厚的保溫層+50 cm厚的回填砂礫料，上覆土工布、砂礫石墊層及C20混凝土預(yù)制板。

(3)保溫層沿渠道走向設(shè)置為2種措施，即每25 m設(shè)置一種保溫層材料，這2種保溫層的設(shè)置分別為珍珠巖+砂礫料，稻殼+砂礫料。

3.1.4 處理方案四

處理方案四用于總干渠烏南段73+600，見圖4。

(1)處理段長(zhǎng)50.0 m，渠道邊坡1∶3，渠道堤頂、渠道背水坡采用原有設(shè)計(jì)。

(2)渠坡處理部位為渠道運(yùn)行水位至枕梁處的范圍內(nèi)進(jìn)行開挖，將開挖的土體置換成40 cm厚的保溫層，上覆土工布、砂礫石墊層及C20混凝土預(yù)制板。

(3)保溫層沿渠道走向設(shè)置為2種措施，即每25 m設(shè)置一種保溫層材料，這2種保溫層的設(shè)置分別為珍珠巖+砂礫料，稻殼+砂礫料。

圖2 處理方案二(單位:cm)

圖3 處理方案三

圖4 處理方案四

3.2 設(shè)計(jì)單位的加固處理方案設(shè)計(jì)比較

3.2.1 方案一：換填措施

對(duì)左堤滑坡破壞的土體挖除后重新按筑堤標(biāo)準(zhǔn)填筑非分散土料。換填方案即采用非分散土換填分散土，將分散土與外水隔離，使分散土含水量基本維持在自然狀態(tài)下，隔斷與外界環(huán)境的聯(lián)系，使其產(chǎn)生分散性的外因減到最小，不致于對(duì)工程造成破壞，達(dá)到工程安全運(yùn)行的目的，但由于紅旗干渠附近地區(qū)無非分散性土料，擴(kuò)大范圍至北引總干渠烏南段118 km范圍內(nèi)也無非分散性土料，因此該方案需考慮超遠(yuǎn)距離運(yùn)土，基本不可行[5]。

3.2.2 方案二：土工格柵措施

以土工合成材料做為補(bǔ)強(qiáng)材料加固地基。在將滑坡破壞的土體挖出后，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行平整，在平整后的基礎(chǔ)底面布設(shè)一層無紡布，無紡布端部鋪折一段錨固，在其上鋪設(shè)土工格柵(室)，回填砂礫石至基礎(chǔ)建基面以上一定高度，平整碾壓至建基面。土工格室是三維土工合成材料，能延緩或者切斷地基破壞的滑動(dòng)面，從而使地基承載力提高。土工格室能對(duì)處于格室內(nèi)的土粒給予三維約束，使土粒與格室成為一個(gè)剛度遠(yuǎn)大于地基的整體。在加固的地基上，將挖除土體改性，然后用土工織物分層鋪蓋填筑碾壓，并根據(jù)巖土工程性質(zhì)與土工織物的物理力學(xué)參數(shù)確定土工織物的鋪設(shè)長(zhǎng)度與間距。摻入生石灰改變了土體的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)，使其失去分散性，而加入筋材則是利用了土工布的抗拉強(qiáng)度，二者相結(jié)合達(dá)到工程安全運(yùn)行的目的，此方案施工程序復(fù)雜，施工質(zhì)量不能保證，投資較高[6]。

3.2.3 方案三：拋石加固措施

該方案與方案二都是采用加固地基，堤體采用加筋改性土的形式，與方案二不同的是該方案采用拋石擠淤的方式加固地基。由于紅旗干渠通水期長(zhǎng)，渠道無放空晾曬時(shí)間，基礎(chǔ)和渠堤的土體含水量較大，所以要保證基礎(chǔ)干燥施工很難，而拋石擠淤則是針對(duì)這種惡劣條件一種比較有效的方法，利用機(jī)器將塊石擠壓到淤泥層里，達(dá)到加固地基的目的，此方案相對(duì)方案二施工簡(jiǎn)單，投資較低。

綜上分析，結(jié)合工程造價(jià)見表1，設(shè)計(jì)推薦方案三，即拋石加固措施為紅旗干渠渠滑坡段處理措施[7]。

表1 處理措施方案投資比較

3.3 滑坡段處理措施

通過各種處理方案的比對(duì)分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段實(shí)際效果，總結(jié)滑坡段破壞的各方面成因之后，從固基、土質(zhì)及運(yùn)行等方面確定對(duì)不同堤段分別采取以下處理措施。

3.3.1 基礎(chǔ)加固措施

本次基礎(chǔ)加固采用增強(qiáng)體為塊石的復(fù)合基礎(chǔ)，以提高基礎(chǔ)穩(wěn)定性。采用拋石擠淤的方法，對(duì)含水量高、孔隙比大、透水性弱、抗剪強(qiáng)度低的軟土地基，利用振動(dòng)碾壓機(jī)器，加入塊石，對(duì)塊石進(jìn)行振動(dòng)碾壓，淤泥質(zhì)黏土由于受振動(dòng)、擠壓、擾動(dòng)等原因，土的結(jié)構(gòu)被破壞，當(dāng)塊石被擠入后，土粒重新調(diào)整，孔隙水通過塊石排除，孔隙壓力逐漸消散，使下臥層的淤泥質(zhì)黏土的性質(zhì)得到改善。通過塊石的置換擠密作用，使塊石充分?jǐn)D填到軟土中，形成塊石地基層，以提高地基承載力，減少沉降，塊石地基層的淤泥質(zhì)黏土結(jié)構(gòu)經(jīng)重新調(diào)整，且塊石本身具有良好的透水性，因此可加速地基固結(jié)，使淤泥質(zhì)黏土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到恢復(fù)及提高。

3.3.2 改性土措施

對(duì)左堤滑坡破壞的土體應(yīng)挖除,改性后重新按筑堤標(biāo)準(zhǔn)填筑，改性土可考慮摻加石灰，石灰含量經(jīng)試驗(yàn)確定一般為3%。改性方案改變了土體的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)，使其失去分散性，達(dá)到工程安全運(yùn)行的目的。

3.3.3 加筋土措施

加筋土又稱柔性支護(hù)，利用柔性化學(xué)纖維織物將原地開挖出的土一層一層的包裹壓實(shí)形成加筋土，使加筋土在一定范圍內(nèi)構(gòu)成一個(gè)支撐體，由于用化學(xué)編織布包裹并分成較薄的土層，因而在加筋區(qū)內(nèi)土體不會(huì)形成整體滑動(dòng)的破裂面，加筋土起到兩個(gè)作用，一是使土體不直接暴露在自然界中，使土體內(nèi)含水量保持在比較穩(wěn)定的狀態(tài)下；二是加筋土體能有效阻控土體因水分變化引起分散和膨脹，從而使土體達(dá)到安全運(yùn)行的目的。先挖除分散土崩塌坡體，然后用土工織物分層鋪蓋填筑碾壓，并根據(jù)巖土工程性質(zhì)與土工織物的物理力學(xué)參數(shù)，確定土工織物的鋪設(shè)長(zhǎng)度與間距，采用直線滑動(dòng)楔形體破壞法計(jì)算，每層鋪土厚度30 cm，平均加筋長(zhǎng)度5 m，伸出滑動(dòng)面長(zhǎng)度1.5 m[8]。

具體型式為：由危險(xiǎn)滑裂面寬度+1.5 m范圍內(nèi)采用加筋土，每層厚度為30 cm：由下而上分別為1層厚度為30 cm的砂礫石墊層、4層厚度為30 cm的加筋土、1層厚度為30 cm的砂礫石墊層、5層厚度為30 cm的加筋土。加筋土為改性黏土外包筋材土工布；砂礫石墊層外包筋材土工布，最外層采用一層無紡布包裹。渠道段采用格賓護(hù)坡，厚度為40 cm，下設(shè)厚度為5 cm的砂礫石墊層，最底層鋪設(shè)一層400 g/m2的無紡布，固腳采用二層格賓固腳，單層尺寸為40 cm×80 cm×300 cm(高×寬×長(zhǎng))，具體型式詳見圖5。海漫段采用格賓護(hù)坡，厚度為50 cm，其余與渠道段相同，具體型式詳見圖6。

圖5 紅旗干渠滑坡渠道段處理標(biāo)準(zhǔn)斷面(單位:cm)

圖6 紅旗干渠滑坡海漫段處理標(biāo)準(zhǔn)斷面(單位:cm)

4 結(jié) 語

紅旗干渠滑坡段的處理，渠道護(hù)砌采用拋石擠淤的方法和加筋土的方法解決了渠堤滑坡的隱患，滿足渠道護(hù)砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、運(yùn)行安全的要求，保證了工程質(zhì)量，為平原地區(qū)大型灌區(qū)渠道護(hù)砌工程提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)依據(jù)。