交口抽渭灌區南干渠滑坡現狀及對策
交口抽渭灌區南干渠滑坡現狀及對策
高喜洲
【摘 要】針對交口抽渭灌區南干渠滑坡現狀,結合對其進行的檢測與研究,分析了滑坡形成的原因,指出影響邊坡穩定性的主要因素,提出了治理滑坡的措施,通過水泥粉噴樁連續墻加固處理,從而消除了滑坡存在的隱患,保證了灌區渠道正常運行和排水的暢通。
【關鍵詞】南干渠 滑坡現狀 治理對策
Hands over the mouth to pull out south the Wei irrigation area the main channel landslide present situation and the countermeasure
Gao Xizhou
(Shanxi Province Weihe River construction bureau Shaanxi Weinan city 714,000)
[ Abstract ] in view of hands over the mouth to pull out south the Wei irrigation area the main channel landslide present situation,
unifies examination and research which carries on to it, has analyzed the reason which the landslide forms, pointed out the influence side slope stable primary factor, proposed the government landslide measure, spurts pile continual wall reinforcement processing through the cement flour, thus eliminated the landslide existence hidden danger, has guaranteed the irrigation area channel normal operation and draining water unimpededness.
[ Key word ] south main channel landslide present situation government countermeasure
陜西省交口抽渭灌區南干渠滑坡段,位于渭南市臨渭區故市鎮東南約2.5km~3.5km處,長約1419m。南干渠于1964年建成,為填方渠,渠頂高出地面2.0m,斷面呈梯形,左側頂寬6.0m,底寬1.50m,渠深1.90m,渠肩寬2.0m~10.0m;東排二支溝位于與南干渠左側并與其平行稍后建成,二者中心距16.0m,地面下深6.50m,溝底較南干渠頂面低8.5m,斷面呈復式梯形。由于灌排渠溝相連,受地下水的影響,東排二支溝右岸多處出現滑坡現象,致使渠道塌陷下滑排水溝堵塞,制約灌區通水運行,治理滑坡是保證灌區渠道正常運行和排水暢通的當務之急。
一、滑坡現狀
東排二支溝建成初期排水暢通,將灌區潛水位埋控制在3.0m以下,遏止了灌區次生鹽堿化的發生。七十年代中期降水偏多,一度造成潛水位上升,導致東排二支溝南坡(即南干渠北坡)失穩,渠道坍塌長達150余米。九十年代初期在原處以西數十米南干渠北曾發生滑坡,導致渠道坍塌。加之東排二支溝建成以來,經自然淤積,清渠淤土的填埋及溝坡的自然卸荷坍塌等,導致溝床淤塞嚴重。特別是2003年的特大持續降水,地下水位上升,致使南干渠多處滑坡,嚴重危機到渠道的安全。2004年5月溝底距干渠頂面深度在6.0~6.6m間,溝內雖無連續水流,但積水深度在0.8~1.5m。
二、影響邊坡穩定性主要因素
1)地形因素:東排二支溝南邊(斜)坡即南干渠北邊(斜)坡,由于原設計原因坡高比不當,加之渠道清淤的填埋等其他因素影響,溝(渠)坡面已多呈直線型的自然斜坡。
2)土體工程地質特征:經勘察②、③層土體均為粉土。其中:③層土體為流塑狀的軟弱土,且多處邊(斜)坡的下陷,對邊(斜)坡的穩定性影響較大;②層土體在飽和狀態下其抗剪強度Cb值將降低50%,φ值將減小30%,而變為軟弱土,在潛水上升條件下,對邊(斜)的穩定性影響也較大。
3)地下水:水位埋深5.0m,在降水量較大的年份,潛水位埋深會上升1.0m以上,使②層土體飽和軟化,抗剪強度降低30~50%,從而導致邊(斜)坡失穩。
4)地震:區內地震設防烈度為Ⅷ度。地震發生時不但會使土體的抗剪強度顯著降低,且區內軟土的存在不但會發生震陷,還會放大較長周期地震的破壞力。
三、滑坡治理方案確定
南干渠滑坡的主要是由于排水溝內的積水長時間對坡角沖刷、切割,產生沖蝕淘空作用,再加上南干渠的水滲入坡體后引起巖土的容重增加,抗剪強度降低,形成牽引式滑坡。
(1)排水措施
由于東排二支溝淤積嚴重,水流不暢,常年積水,同時,南干渠滲漏嚴重,抬高地下水位,降低土體抗剪強度,引起滑坡。對南干渠進行全面整修襯砌處理,嚴格按渠系防滲標準施工,同時利用機械進行清淤以疏通排水干溝,使排水溝恢復排水功能,減小土體上漏下浸范圍,同時采用水泥擋土墻抗滑加固,根據各斷面樁軸線不在一條線上的錯縫間距,形成坡體排水通道,有效控制地下水位,增加土體抗剪強度,防止失穩。
(2)削坡減壓措施
東排二支溝南坡設計不滿足穩定要求,采用削坡措施進行局部處理,并結合抗滑擋土墻驗算確定穩定的坡度。但由于南干渠屬于填方渠段,土方移動高度增加,堆放或外運土方征地難度很大,采用全面清淤與削坡措施進行徹底治理的方案,經論證后,存在征地、施工條件等主客觀因素,管理單位不予支持。
(3)支擋措施
東排二支溝南土層巖性系第四系黃土狀土層,具有松軟特征,且地下水位較高,含水量較大,為高效鉆進施工提供了方便,但成孔難度大,不適應灌注樁。結合目前重力式支擋墻的施工工藝,水泥粉噴樁既能滿足重力擋墻的作用,又具有較高的工效和適應性能,是加固此段滑坡最為經濟實用的方案。
四、水泥土墻方案設計
依據滑坡橫斷面情況,采用粉噴樁成墻工藝。粉噴樁直徑采用φ500mm,搭接長度50mm。
(1)樁位確定
①根據現狀穩定計算得出的結論,東排二支溝南的滑出點在排水溝內坡坡腳,其防滑措施應以此作為支擋點布樁,因此樁位應盡可能靠近排水溝底部,但受水位的限制,為施工方便宜放在水面以上。
②東排二支溝現水位在渠岸以下5.0m,根據勘察報告提供的最高地下水水位為4.0m,為防止地下水位上升后引起失穩,樁頂高程宜在4.0m~5.0m以上。
③施工操作平臺構造要求最小寬度為5.0m,為搭建平臺需將樁位移至現水位以上,并滿足削坡土方平衡確定樁位。
根據以上三點,樁位應在渠岸以下4.0m~5.0m高程,并布置在施工平臺中間。
(2)樁長確定:
依據勘察各現狀斷面結構,按邊坡穩定加固原則,采用“理正”軟件,對樁長進行計算,其結果為0+000~1+258樁長7m單排布樁,1+258~1+419樁長9m雙排布樁。
(3)粉噴樁施工工藝要求
a:水泥摻入比:
水泥土的強度隨水泥摻入比(水泥重量與被加固土體重量的比值)增加而增大。實踐證明當摻入比小于7%時,水泥土固化反應很弱,強度較低。當水泥摻入比超過一定數量時,水泥土強度增加減慢,而且成本增大。故在一般工程應用中取摻入比aw=(10—20)%,根據該段滑坡的實際取aw=16%,即水泥用量為53kg/m。
b:施工工藝:
施工中應嚴格按《粉噴樁攪拌法加固軟弱土層技術規范》(TB10113—96)和《建筑地基處理技術規范》(JGJ79—91)中要求的施工工藝執行,做好施工記錄,內容有水泥用量、鉆進深度、成樁時間、異常情況等,施工過程挖出樁進行外觀檢查、輕便觸探N10檢查、無側限抗壓強度試驗等,抽檢頻率為3%。
五、滑坡的施工
(一)準備工作:①施工平臺搭建,對不滿足寬5.0m的渠岸,按土方平衡,采用削坡回填筑臺,為減小土體浸占排水溝斷面,回填高度控制在0.3m~0.5m,在排水溝淤泥和水位較高情況下,采用草土袋筑臺;②安裝一臺75kw柴油發電機;③架設1.4km的臨時低壓線路以滿足施工用電要求。
(二)主要施工設備為:施工主要設備的PH—5型深層攪拌樁機、水泥灰罐、空氣壓縮機、電焊機、輕便觸探檢測儀、經緯儀等。
(三)施工工藝流程
①施工順序:施工準備→道路修復→平臺搭建(削坡)→ 測量放線→試樁施工→進行工程樁施工 (削坡回填)→ 清場。
②施工方法:本工程為單一工種深層水泥粉噴樁,擬采用PH—5型深層攪拌樁機成樁,送灰罐及空氣壓縮機輸送水泥。粉噴樁施工結束后,對整個采用人工修坡。
③粉噴樁施工工藝流程
六、檢測結論與效果
2004年7月施工完成后,由陜西省建設工程人工地基工程質量第六檢測站,對南干渠邊坡加固水泥粉噴樁采用低應變反射法檢測了94根樁,有60根樁為一類樁(樁身完整),34根樁為二類樁(樁身基本完整),其中少數為樁身淺部離析。主要原因可能是上部土層含水率較低,土質松軟所致,建議在以后的施工中,對水位以上部分進行多次復攪、慢速提升的施工工藝。通過二年運行證明,特別是04年秋雨的考驗,滑坡現象得到了徹底的根治。
七、建議
由于受建設時期為減少耕地的占用,交口抽渭灌區渠道與排水溝相連的區段較多,而滑坡地質現象因其涉及客觀與主觀因素共同作用而產生,治理時在采用工程加固措施的同時,還要重視使用管理措施的應用,達到綜合治理目標。因此針對本工程的實際在處理滑坡時有以下建議僅供參考:
①為防止滑坡繼續擴大化,應在氣候條件良好的春夏非灌溉用水季節,盡快實施治理加固。采用粉噴樁施工工藝前,先進行試樁工作,為全面施工提供經濟性水灰比等參數,同時在施工結束后,要做好檢測工作。
②要加強灌溉渠道和排水溝道的運行管理工作。做好灌溉渠道的防滲襯砌;排水溝的清淤與疏通工作,使水流暢通控制地下水位。
高喜洲(1965—),男,陜西渭南人,工程師,主要從事水利水電施工管理工作。聯系電話:0913-8166789 傳真:0913-2037220
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