燃燈寺水庫(kù)大壩滑坡分析與處理

倪竹鞭

(鳳陽(yáng)縣水務(wù)局，安徽 鳳陽(yáng) 233100)

燃燈寺水庫(kù)位于淮河流域右岸支流小溪河上游,鳳陽(yáng)縣小溪河鎮(zhèn)境內(nèi),是一座重點(diǎn)中型水庫(kù)。該水庫(kù)始建于1958年9月,歷經(jīng)1967、1975、1986、2004年4次除險(xiǎn)加固。1967年自迎水坡培厚,高程37.50m以下為1∶3.5,37.50m處設(shè)一寬3.00m的戧臺(tái),37.50m以上為1∶3.0,干砌塊石護(hù)至壩頂45.20m,新建防浪墻頂高程46.20m。1975年對(duì)大壩又一次加高培厚,壩頂高程46.80m,頂寬8.00m～9.00m。1986年對(duì)大壩進(jìn)行加固,壩頂加高到47.50m,另做20cm泥結(jié)碎石路面,壩頂最終高程47.70m。上游新建防浪墻,頂高程48.70m。2004年除險(xiǎn)加固,壩基防滲采用高壓旋噴墻,壩身防滲采用粘土井柱。對(duì)迎水坡干砌塊石重新翻修,壩頂做砼路面,用漿砌塊石建下壩肩。下游壩面從壩頂開始,用原坡比加厚壩坡,并在39.00m高程設(shè)3.00m寬平臺(tái)和35.00m高程設(shè)5.00m寬平臺(tái)。重新做壩后排水溝及草皮護(hù)坡,原貼坡反濾用橫向砂溝接到壩腳排水溝。水庫(kù)大壩為土壩,壩體填土主要由粉質(zhì)粘土、重粉質(zhì)壤土和輕粉質(zhì)壤土組成。壩基地質(zhì)從上至下可分為5層:淤泥質(zhì)粉質(zhì)壤土層,硬塑狀粘土層,軟塑狀重粉質(zhì)壤土層,中密狀中細(xì)砂夾壤土層,全～強(qiáng)風(fēng)化的泥質(zhì)粉沙巖。現(xiàn)狀壩頂寬6.00m,壩頂高程47.70m,防浪墻頂高程48.70m。大壩迎水坡為干砌石護(hù)坡,坡比1∶3.0 ～1∶3.5。背水坡39.00m高程以上坡比為1∶2.75,39.00m高程以下坡比1∶3.5,均為草皮護(hù)坡。2018年8月下旬,燃燈寺水庫(kù)組織工程技術(shù)人員巡壩時(shí),發(fā)現(xiàn)大壩老河槽段背水坡出現(xiàn)滑坡,為了保證水庫(kù)大壩運(yùn)行安全,需要對(duì)滑坡進(jìn)行處理。

1 滑坡特征及成因分析

滑坡位于燃燈寺水庫(kù)大壩老河槽段背水坡,樁號(hào)0+950～1+040(大壩偏東端),一級(jí)平臺(tái)(39.00m高程平臺(tái))以上的2004年加固部分。滑坡裂縫位于大壩背水坡接近壩頂?shù)牟课?最寬處開口寬約0.05m、長(zhǎng)約90.00m,部分裂縫兩側(cè)形成錯(cuò)臺(tái),最大落差約0.50m,經(jīng)淋石灰水開挖,裂縫深約1.00m。對(duì)滑坡范圍內(nèi)的排水溝進(jìn)行排查,未發(fā)現(xiàn)異常,滑坡范圍內(nèi)背水坡也未見隆起,滑坡部位現(xiàn)狀如圖1所示。

圖1 滑坡部位現(xiàn)狀圖

經(jīng)走訪當(dāng)年燃燈寺水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程項(xiàng)目施工人員,初步分析滑坡是2004年除險(xiǎn)加固時(shí),開挖粘土井柱棄土堆于背水坡未壓實(shí),前一段時(shí)間強(qiáng)降雨(2018年8月12日～18日降水量累計(jì)為272.2mm)如表1所列,土壤含水量飽和,抗剪強(qiáng)度降低所致。根據(jù)2004年除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)資料,初步判斷該滑坡體厚度在10.00m以內(nèi),屬于淺層滑坡。

表1 2018年8月12日～18日日降水量表(鳳陽(yáng)縣燃燈寺水庫(kù)雨量站)

2 滑坡處理方法

2.1 本滑坡段處理原則

先采取應(yīng)急措施,后期對(duì)滑坡體進(jìn)行處理。

2.2 土源選擇及開挖

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察,位于燃燈寺水庫(kù)非常溢洪道下游的田塊土料性質(zhì)及儲(chǔ)量符合要求。清除土料場(chǎng)表層40cm深度內(nèi)的腐殖土,包括表層雜草、樹木及其它雜物。為了控制土料含水量,防止土料含水量過大,沿土料場(chǎng)周圍開挖排水溝,起到排水、濾水作用,同時(shí)采用平面開挖的方法開挖土料。

2.3 處理措施

(1) 在滑坡段土方清除前。采用花雨布將裂縫部位蓋實(shí),避免雨水滲入，將裂縫樁號(hào)范圍內(nèi)的高稈植物清除,便于觀察。

(2) 處理范圍內(nèi)。將處理范圍內(nèi)(滑坡段)的2004年加固填筑的土體全部挖去,清除樹根、雜草、石塊等垃圾,滿足規(guī)范規(guī)定的要求后,按1∶2.75的壩坡填筑土料,壓實(shí)度不小于0.96。

(3) 填筑土料。采用粉質(zhì)壤土,且應(yīng)滿足如下要求:① 滲透系數(shù)不大于1×10-4cm/s;② 水溶鹽質(zhì)量含量不大于3.0%;③ 有機(jī)質(zhì)質(zhì)量含量不大于5.0%。

(4) 土料填筑。將結(jié)合面由下至上開挖成臺(tái)階狀,每級(jí)臺(tái)階高約20cm。鋪設(shè)上層土前,在下層土連接層面上灑水并刨毛,后沿水平層面鋪設(shè)新土,沿水平層面進(jìn)行碾壓,控制含水量在最優(yōu)含水量附近。

(5)土方填筑結(jié)束后。應(yīng)修復(fù)施工過程中損毀的排水溝及壩肩,在新填筑的壩坡上滿鋪草皮護(hù)坡。

(6)巡查。在險(xiǎn)情排除前,水庫(kù)管理單位加強(qiáng)觀測(cè)巡查,落實(shí)安全責(zé)任制,做好應(yīng)急預(yù)案,控制水位運(yùn)行,確保水庫(kù)安全,同時(shí)做好記錄。

滑坡部位大壩處理如圖2所示。

圖2 滑坡部位大壩處理橫斷面圖(0+950～1+040)

2.4 施工工藝

清除原滑坡段土方時(shí),在滑坡段(順壩軸線方向)兩端開挖1∶3的斜坡,以利于新老土方結(jié)合。土料開挖采用1.0m3挖掘機(jī)開挖,土料運(yùn)輸采用5t自卸汽車運(yùn)輸,平整和碾壓機(jī)械采用55kW推土機(jī)(55kw推土機(jī)碾壓不到的地方,用蛙式打夯機(jī)碾壓)。一個(gè)作業(yè)段,分層填筑,分層碾壓。測(cè)定土料含水量,虛鋪土料厚度30cm,從樁號(hào)1+040向樁號(hào)0+950鋪土,施工時(shí)采用進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓,推土機(jī)沿壩軸線方向行駛,碾壓搭接寬度大于10cm。先鋪筑試驗(yàn)段,測(cè)定壓實(shí)土料壓實(shí)度,確定碾壓遍數(shù),然后按試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行施工。施工機(jī)械在工作面上錯(cuò)轍行駛,嚴(yán)禁在鋪筑面上急轉(zhuǎn)彎調(diào)頭,同時(shí)采用進(jìn)占法卸料,防止土料剪切破壞。如果土料出現(xiàn)剪切破壞,徹底進(jìn)行返工處理。鋪料至壩邊時(shí),在設(shè)計(jì)邊線外側(cè)超填30cm余量。蛙式打夯機(jī)碾壓時(shí),行走方向平行壩軸線,夯實(shí)采用連接環(huán)套打法,夯跡搭接寬度不小于1/3夯徑。遇施工期間下雨時(shí),在雨前做好所鋪松土的壓實(shí),并保持填筑面平整,以防積水。雨后晾曬并測(cè)定所鋪筑上層土料含水量符合要求后才能繼續(xù)填筑。填筑過程中嚴(yán)格進(jìn)行填筑高程、寬度、坡度、壓實(shí)度的控制,每一層都進(jìn)行高程、寬度、坡度、壓實(shí)度的測(cè)量工作。檢查合格后,才能進(jìn)行上層填筑。

2.5 施工安全控制

在土源料場(chǎng)、運(yùn)輸路線及大壩填筑區(qū)域設(shè)置安全警示標(biāo)牌,配備安全管理人員,疏導(dǎo)交通,將無關(guān)人員勸離施工區(qū)域。同時(shí)檢查施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械性能,臨時(shí)用電等,確保不留隱患。

3 結(jié)束語(yǔ)

燃燈寺水庫(kù)大壩滑坡處理工程于2018年10月26日開工,2018年11月29日完工。完成土方3907.97m3,漿砌石61.36 m3, 漿砌磚17.28m3,混凝土13.50m3,栽植草皮護(hù)坡3364.97 m2。經(jīng)歷了2020年洪水考驗(yàn),該部位壩坡穩(wěn)定,說明處理效果很好。