南沙河水库灌区粘土填方渠道滑坡治理之见解
南沙河水库灌区粘土填方渠道滑坡治理之
见解
中图分类号, P642.22 文献标识码, A 文章编号,
陕西省城固县南沙河水库灌区,始建于“大跃进”时期,是典型的“三边”工程,设计不完善,施工质量差。干渠填方渠堤采用人工夯填,密实度小、空隙率大,抗渗能力差,不稳定因素长期存在。特别是渠系沿巴山南边缘一、二级阶地走向,粘性黄土,土壤理化结构极差,特别造成渠道严重滑坡的长期隐患。
一、滑坡段地质条件
南沙河水库东干渠位于巴山南坡前缘,汉江滩地南缘,属山坡渠道。山体
表
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层属典型的新近沉积粘性土,为强湿性粘土,具有强烈的敏感性和较低的承载力,特别是粘土斜坡下部即坡脚段高粘性土,对干渠工程建筑威胁最大。
粘土自然斜坡堆积地层的不连续性,不匀质的各向不同性介质,构造裂隙和地层接触面往往被切割,从山体垮坡断层可明显看出强渗流界面特细粘土滑动层,这些结构面为天然降水、渠水、地表水渗入构成了通道,在坡面出现断层、裂缝滑动,从而降低了斜坡土体强度和稳定性,破坏水利工
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程的整体性和稳定性。
1、物理特征,新近斜坡堆积粘土(沉积粘性土)的颜色,多为黄褐色或暗黄色。结构性极差,用手扰动原状时极易变软。
2、物理力学性质,新近沉积粘性土,沉积年代晚,土层上部无盖压层,固结时间短,固结性差。天然重度较小,一般在1.51.8KN,m3之间,孔隙比较大,天然孔隙比一般在0.701.10之间。
3、高压缩性:新近沉积粘性土固性差,孔隙比较大,具有高压缩性的特点,压缩系数a1-2一般在0.51—1.2MPa-1之间,压缩模量Es一般在2.0-7.0MPa之间。
4、抗剪强度低:新近沉积粘性土固结程度低,结构性差,抗剪强度低。当含水量较高时,呈可塑-软塑状态,强度更低。其抗剪强度一般在1023KPa之间,内摩擦角在12º20º之间。
二、渠道滑坡原因
分析
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特殊的地质结构斜坡粘土堆积层,特别是新近沉积粘性土,对渠道稳定威胁最大,并且渠道建筑物受沿线比降、高程、方向的限制,场地可选性差,且当时“三边”工程,对粘土地质结构,没有采取任何治理措施和排水措施,特别是堤外坡堆积层粘性土,遇水更为敏感。加之干渠一般距坡脚1520米之间,为半挖半填渠床,开挖表层粘土又堆积于坡
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脚地段,加重了粘土斜坡坡脚荷载,坡面又未进行整理,凹凸高低不一,坡比不合要求(1:0.8,1:1.5),坡面排水不畅,坡脚未设排水沟,坡脚外为水田,干渠理坡较陡。各方面的因素都是造成干渠理外滑坡,渠床不稳定的因素。若遇雨季渠道高水位运行时,渗漏增大,干渠理、外坡面地表径流下渗,极易造成严重滑坡,威胁干渠安全运行。如,竹园坡、王营、老观台,都属典型的严重滑坡险段,运行以来,多次产生严重滑坡,渠堤滑塌,渠道拉裂沉陷位移,造成供水中断,并威胁渠坡下村庄人民生命安全和农业生产安全。
60年代及70年代,虽进行了预制砼板衬砌,但只能解决渠内防冲的问题,不能有效解决渠道渗漏滑坡问题。为此,针对滑坡原因,采取有效综合治理措施,确保干渠安全运行,是技术管理工作中的主要任务。
三、干渠滑坡治理思路
上下坡面及坡脚沉积性粘土,固结性差,稳定性差,对降雨和渠道渗水极为敏感,是滑坡主要原因,为此解决渠道滑坡的首要问题, 一是渠道排渗,减小渠道渗漏和有效排出渠道及内坡面渗流,有组织集中分段排水,设置排水系统。二是排除坡面地表径流,通过削坡、整理坡面,防止积水,内坡面设渠床下排水管排走径流。三是坡脚布设干砌石镇脚体,增大抗滑力,确保渠外坡稳定。四是渠床外坡削坡、整理坡面,减轻不均匀荷载。五是坡脚镇脚体外设置排水沟。
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六是改梯形渠道断面为挡墙式渠床,增强渠道自身的稳定性和内坡滑坡挤压推移产生的渠内坡变形及外坡拉裂问题。
四、滑坡治理措施
1、浆砌石渠底布设无砂半圆管,在挡墙式渠底中部、内墙外侧,均沿纵向布设,横向间隔25米布设,从挡墙式渠内侧、渠底,直通外坡脚镇脚体外排水沟中。排出渠内坡及渠道渗水。
2、填方渠道外坡脚镇脚体,按稳定分析,经单元法抗滑计算,初步估算,满足抗滑要求即可。尺寸大小,按外坡高度、坡度状况及估算荷载,满足极限平衡即可。既可降低工程投资,又能满足抗滑要求。
3、整理坡面。将堆积高低不一的坡面削坡,坡比不小于1,2.5, 在场地及外坡脚满足要求情况下,尽量放缓坡度达到1,3,提高稳定性。
五、滑坡治理效果
按照以上
方案
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通过96年对竹园坡、98年王营、老观台3处重点滑坡段治理,观察排渗效果较好,抗滑问题有效得到解决,渠坡渠床基本稳定,特别是夏季暴雨期及夏灌行水高峰期,效果尤为明显。
六、几点思考及建议
通过上述方案,对不稳定渠床及内外坡堆积沉积性粘土滑坡治理效果较好。对于渠外坡沙壤土,单纯性渠床渗漏引
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起的一般滑坡,采用复合土工膜渠道防渗技术,有效治理渠道渗漏,并整理渠床外坡,有效排出地表径流,布设坡脚排水沟,排出坡面径流,达到稳定坡面的目的。
对渠道工程治理段加强运行管理的建议,一是加强渠道灌溉运行管理,特别是夏灌及暴雨期,严格控制渠道设计水位,防止超水位运行,对渠道造成威胁,确保安全运行。二是加强渠道工程运行监测,确保内外排水暗管排水畅通。三是落实监管维护人员和措施,加强正常维护管理,防止渠坡人为开挖侵种,造成新的水土流失和坡面工程破坏,影响工程安全。
参考文献,《工程地址
手册
华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载
》,第三版,常土骠主编 中国建筑工业出版社,1992.
《上海国土资源》第三期 陈振荣 1983.
《土质学与土力学》第三章《工程地质特征》安徽理工大学
注,文章内所有
公式
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