紅旗干渠滑坡段處理和加筋設計

潘廣良

(方正縣河湖運行保障中心，黑龍江 方正 150800)

1 工程概況

紅旗干渠(0+000-39+430)是黑龍江省引嫩擴建骨干一期工程的主要工程內容之一，干渠起自北引總干渠烏南段末端樁號(113+472)紅旗干渠進水閘，途經東城水庫，到紅旗水庫進水閘止，全長39.43km。地理坐標起點E125°12′、N46°38′，終點E125°26′、N46°54′。渠道內外邊坡均采用1∶2.5，渠堤頂超高取1.0m，渠道兩側渠堤設計堤頂寬度為4m。交通道路布置在右側堤頂，設泥結石路面，厚度為20cm。紅旗干渠采用全線全斷面混凝土板護砌。護砌高度為設計水位加0.5m，護砌以上至渠頂設置草皮護坡；渠堤背水坡采用草皮護坡。設計渠道護砌型式及范圍見表1。

表1 渠道護砌范圍統計表

2 坍塌現狀

紅旗干渠渠堤內側坡腳發生滑坡坍塌破壞，坍塌段位于渠道左側渠內坡腳處，坍塌形狀基本為扇形，在堤坡處呈陡坎狀出露，坍塌面呈直立狀，直立高度約0.5-0.8m，直立面基本平行于渠道軸線，坍塌體頂部、渠坡常伴有不規則豎向裂隙，坍塌段呈不連續段分布。總渠停水之后，渠道內水位降落，紅旗干渠局部位置出現滑坡，渠道堤坡出現整體滑動，屬深層滑坡，影響渠道安全。滑坡位置統計見表2。

表2 紅旗干渠滑坡段統計表

3 渠道工程地質條件

渠道位于松嫩平原低平原區，地勢東高西低，地面高程149.02m-160.31m。地層主要為第四系全新統沼澤堆積層(fQ4)、第四系上更新統沖積層(alQ3)。巖性主要為低液限黏土、粉土質細砂等。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1.66m-4.00m，水位高程148.37m-156.91m。孔隙承壓水含水層巖性為粉土質細砂，屬弱透水。勘察期間地下水埋深1.73m-3.45m，水位高程147.33m-148.42m。地下水年變幅在2.00m左右。

4 加筋土坡設計

4.1 確定最危險滑弧面及潛在危險滑弧面

根據地質勘探和測量成果以及土體含水量變化，大致確定滑動面的位置后，又用理正軟件中圓弧滑動計算程序按土體殘余抗剪強度C、φ值進行試算，找出最危險滑弧位置，計算最小滑動安全系數為0.558，<設計安全系數1.35，依此滑弧面確定需要的加筋力值[1]。計算結果見下圖1。

圖1 最危險滑弧面

根據最小設計抗滑安全系數值1.35，確定潛在的危險滑弧面，依此滑弧面確定加筋范圍。見圖2。

圖2 潛在危險滑弧面

4.2 需要的加筋力

將滑動土坡看做一個整體，先求出所需的總加筋力Ts，假設它作用位置在坡高的1/3處，如下圖3，為此，針對上述滑動圓弧按下式計算對應的Ts：

圖3 確定加筋力的圓弧滑動計算

(1)

4.3 加筋力的分配

將求得的加筋力Ts分配到沿坡高的各個高程上去，對于低于6m的土坡可均勻分配，兩層加筋的垂直間距選為0.30m，加筋層11層，每層加筋力為68.18/11=6.20KN。

4.4 加筋料需要的長度

每層筋材為滿足抗拔要求需要伸出滑動面的長度Le按下式計算：

(2)

計算成果見表3。

表3 加筋料長度計算

根據以上計算結果加筋料伸出滑裂面長度最大為1.05m，考慮渠道左側截流溝近期不能施工，地下水及地表水將對渠坡的滲透和沖刷作用仍將持續一段時間，為安全起見，設計加筋料伸出滑裂面長度取1.5m，即設計加筋總長度平均5m，復核加筋力<一般編織布的抗拉強度。

4.5 加筋技術要求

1)土工織物的設計指標

筋材采用抗老化長絲類機織土工布，技術指標見表4。

表4 長絲類機織土工布技術指標

2)土料設計指標

根據《堤防工程設計規范》(GB50286-2013)，黏性土土堤的填筑標準應以壓實度確定，本工程渠道為2級建筑物，按2級堤防考慮，設計壓實度≥0.93，如用原土料填筑必須進行翻曬處理，使之達到設計最優含水量后再行填筑壓實，坍塌土體需全部挖除，左側堤體開挖范圍為加筋區域[2]。

4.6 加筋土坡工程量

加筋土坡處理方案工程量見下表5。

表5 加筋土處理工程量