滁河干渠姚廟切嶺段滑坡治理綜述

劉文娜

1 工程概況

滁河干渠位于安徽淠史杭灌區(qū)，全長100.61km，設(shè)計流量30.5m3/s，控制灌溉面積6.253hm2，渠道工程等級為3級。渠道底寬16m，邊坡1∶3，設(shè)計水深3m。姚廟切嶺段位于干渠6+271～6+451處，滑坡發(fā)生在渠道左岸。

2 滑坡特征及成因分析

2.1 滑坡特征

該滑坡在外觀上呈圈椅狀，周界清楚，順水流方向長180m，垂直水流方向斜坡長64m，中部滑體厚度9～15m，前緣厚約3m，滑體方量約62100m3，滑坡規(guī)模為小型中層滑坡。滑舌向渠道推移約8～12m，已嚴重阻水。

滑坡區(qū)物質(zhì)組成上部主要為開挖渠道上翻堆土，下部土層主要為重粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)黏土，覆蓋層厚20m左右，下臥基巖為粉砂質(zhì)泥巖。從滑坡后壁外鉆探發(fā)現(xiàn)黏土中局部存在裂隙，是土層蠕動的表現(xiàn)，滑坡有繼續(xù)發(fā)展的可能。

2.1.1 滑體

滑體中部較厚，前、后緣較薄。后緣以棕黃、灰黃色人工堆土及少量棕黃色重粉質(zhì)壤土組成，中部及前緣以棕黃色可塑狀重粉質(zhì)壤土夾粉質(zhì)黏土組成。

2.1.2 滑帶

滑帶形態(tài)變化較大，后緣較陡，坡角 30°～60°，中前部較平緩，坡角5°～20°，以棕黃、灰白色重粉質(zhì)壤土夾粉質(zhì)黏土為主，部分以紫紅色粉質(zhì)黏土為主，滑帶厚度約為0.3m。

2.1.3 滑床

滑床主要為重粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)黏土，部分為粉砂質(zhì)泥巖，橫向上滑床形態(tài)呈不規(guī)則的弧型，坡角較緩，縱向上滑床面稍有起伏，整體形態(tài)較平滑。

2.2 滑坡成因分析

根據(jù)滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件和變形特征分析，其形成與土體物質(zhì)組成、巖性結(jié)構(gòu)、物理力學特性、地下水作用等因素密切相關(guān)。

2.2.1 土體物質(zhì)的物理力學特性

滑坡土體為人工填土、重粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)黏土，在自然狀態(tài)下，土體力學強度較高，滑坡區(qū)土層大部分為膨脹土，遇水易軟化，特別是含水量飽和以后，其抗剪指標呈直線下降。

2.2.2 降雨

夏季降水天數(shù)多，雨量大，而且常出現(xiàn)暴雨，造成洪澇災(zāi)害，是區(qū)內(nèi)滑坡形成的主要誘發(fā)因素。

大量降水進入土體，土體力學強度大大降低，同時因局部夾雜的灰白色次生黏土遇水飽和后呈軟塑狀，構(gòu)成軟弱易滑面；土體飽和后，自重增加，下滑力增大；地下水位增高，對坡體產(chǎn)生孔隙水壓力，使滑坡滑動性增強。

2.2.3 人類工程活動

工程區(qū)位于渠道開挖切嶺區(qū)，形成大量挖方填方，渠道兩側(cè)形成頂部以填方為主的斜坡高陡地帶，為滑坡的形成提供了臨空面和動力轉(zhuǎn)化條件，加之護坡措施不當，未徹底穩(wěn)固邊坡，促使了滑坡的發(fā)生。

綜上所述，位于斜坡上的土體，在坡體土的自身膨脹性、自重應(yīng)力、地表水入滲等因素長期作用下，遇暴雨等誘發(fā)因素，先于坡高、坡比較高處沿坡體內(nèi)的貫通裂隙面（滑面）產(chǎn)生順層推移式滑坡，受其下滑牽引，滑坡向兩端延伸擴大，向渠底發(fā)生了整體牽引—推移式破壞。

3 滑坡治理方案

在參考有關(guān)膨脹土地區(qū)滑坡資料及總結(jié)本地區(qū)滑坡治理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，本次滑坡治理根據(jù)滑坡地形地貌，滑體形狀、厚度，以及滑動面位置等因素，選擇抗滑樁、擋土墻兩個方案進行技術(shù)和經(jīng)濟比較，擇優(yōu)確定治理方案。

方案一：從設(shè)計渠底邊線（高程43.32m）按1∶3削坡至46.82m，留8m寬一級平臺，在一級平臺中下部設(shè)置抗滑樁，撐梁順坡而下與鎮(zhèn)墩相連。

方案二：從設(shè)計渠底邊線（高程43.32m）按1∶3削坡至46.82m，留8m寬一級平臺，在一級平臺內(nèi)側(cè)設(shè)置抗滑擋土墻，基礎(chǔ)深入滑裂面以下0.5m。根據(jù)計算的下滑力確定墻頂寬1.2m，墻底板寬6.9m，墻高7.5m。

3.1 投資比較

僅對兩方案工程量不同的部分進行比較，方案一中抗滑樁、撐梁、鎮(zhèn)腳、混凝土拱圈合計投資總價78.7萬元；方案二中漿砌石擋土墻、基坑挖填、混凝土墊層及壓頂合計投資總價112.2萬元，其中僅漿砌石擋土墻一項投資總價為83.7萬元。

3.2 優(yōu)缺點分析

方案一抗滑樁優(yōu)點：基坑開挖支撐方便；工作面小，挖方量小，對滑體擾動小；樁位選擇靈活。在干渠滑坡治理中應(yīng)用廣，成功率高。缺點：抗滑樁不能連續(xù)擋土，松散土體易從樁間溜走。

方案二擋土墻優(yōu)點：連續(xù)擋土墻抗滑效果好；能夠就地取材，施工工藝簡單。缺點：基坑開挖量大，易坍塌；工程量大，造價高；底部易產(chǎn)生順層滑動，影響治理效果。

經(jīng)過對兩種方案進行投資比較及優(yōu)缺點分析，方案一比方案二投資節(jié)省42.6%，最終將方案一確定為推薦方案。

4 選定方案工程設(shè)計

4.1 力學指標的取用

選定方案的計算參數(shù)是在統(tǒng)計土工試驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)滑體、滑帶土物理力學性質(zhì)，結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件、滑體結(jié)構(gòu)特征、性狀、坡體變形破壞特征，結(jié)合反算結(jié)果來綜合確定的。經(jīng)過對代表性剖面的反演分析，本次滑坡治理取黏聚力c為10kPa，內(nèi)摩擦角φ為11°。

4.2 抗滑安全系數(shù)

根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-98），邊坡的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)采用1.20。

4.3 滑坡推力計算

各滑坡的滑動面都已形成，可按平面問題取單寬用推力傳遞法計算。

將滑坡范圍內(nèi)滑動方向和滑動速度大體一致的一部分滑體視為一個計算單元，把整個斷面上的滑體適當劃分成若干豎直條塊。由后向前，依次計算各塊界面上的剩余下滑力。計算公式為：

取最不利工況完建期進行計算，計算斷面取最大滑弧斷面，本次取1m土條寬度視為一個計算單元，共取62個土條，依次計算出各土條的推力值。其中幾個典型部位的土條推力值如下：進口處推力E1=5.29kN/m，推力最大值處E30=684.10kN/m，設(shè)置抗滑樁處：E47=285.42kN/m，E48=257.00kN/m，出口處推力E62=26.79kN/m。

4.4 治理方案設(shè)計

因姚廟滑坡有進一步向兩端發(fā)展的趨勢，本次滑坡治理范圍向上下游各延伸10m，治理長度為200m。根據(jù)滑坡治理方案比選，采用抗滑樁支擋為主要治理方案。

抗滑樁布置在滑坡前緣，由樁、撐梁和鎮(zhèn)腳三部分組成。

滑坡前緣滑動面呈反坡狀態(tài)，樁前土體不僅能自穩(wěn)，且抗滑效果較為明顯。因此抗滑樁宜靠近滑坡前緣，設(shè)置在滑面傾角正負值過渡段。結(jié)合坡面整治，本次抗滑樁設(shè)置在一級平臺中下部。

樁采用C25混凝土結(jié)構(gòu)，圓形實心截面，樁底伸入滑面下2.0m，為充分利用混凝土強度，采用懸臂樁結(jié)構(gòu)，撐梁與樁的結(jié)點布置在樁頂與滑面之間距離的上1/3處。根據(jù)土拱結(jié)構(gòu)理論計算及以往治理滑坡的經(jīng)驗，樁距5.0～6.0m土拱能自穩(wěn)，即樁間土不會從樁間滑出。本次設(shè)計取5.0m，共布置抗滑樁40根。經(jīng)計算，樁直徑取D=1.6m，樁錨固長度為2.0m。

撐梁采用C25鋼筋混凝土矩形截面，寬0.6m，高0.8m，上端與樁鉸接，下端與鎮(zhèn)墩固結(jié)。鎮(zhèn)腳平面和剖面均為梯形，系拋石混凝土結(jié)構(gòu)，一面與撐梁固結(jié)，另三面緊貼原狀土，鎮(zhèn)腳深2.2m，上底寬2.63m，下底寬1.2m，面層平渠底下1.0m。

4.5 其他輔助措施

4.5.1 削坡減載

坡面按照1∶3的邊坡進行整治，從設(shè)計渠底邊線（高程43.32m）削坡至46.82m（比設(shè)計水位高0.5m），留8m寬一級平臺；50.82m高程處留3m寬二級平臺；54.82m高程處留2m寬三級平臺；58.82m高程處留2m寬四級平臺；然后削坡至渠頂。待抗滑樁系統(tǒng)達到足夠的強度，能承受上部土體下滑力后，用人工將伸入渠底的滑體全部清除。

4.5.2 排水措施設(shè)計

為了防止地面水浸入滑坡地段，在坡面設(shè)置四條縱向排水溝；滑坡段每間隔30m設(shè)置一條橫向排水溝，從渠頂至渠底順坡設(shè)置。

在每級平臺處布置橫向排水孔以降低地下水位，排水孔深度應(yīng)達到堤頂?shù)拇瓜蛭恢茫蟽A角度為1～2°,孔內(nèi)插入直徑80mm塑料濾水管，濾水管外壁包玻璃絲網(wǎng)格布濾水。

4.5.3 混凝土護坡設(shè)計

護坡頂緣高程為一級平臺高程，護坡底緣高程為設(shè)計渠底高程。為使坡體內(nèi)積水及時排入渠底，護坡采用100mm厚預制鎖塊混凝土護坡，護坡下做100mm碎石墊層。護坡底緣做深500mm，寬250mm的C20混凝土勒腳。

4.5.4 草皮護坡設(shè)計

混凝土護坡以上坡面采用草皮護坡，草皮護坡采用全鋪草皮法。鋪草皮前先在坡面鋪筑一層厚度為4～10cm的腐植土。草皮厚度應(yīng)不小于3cm。

4.5.5 裂縫處理

對滑坡段及其兩側(cè)坡面的引張裂隙采取騎縫開挖回填的方式處理，即沿裂縫中心線向兩側(cè)各開挖30cm，深度為超過裂縫深50cm以上，然后用1∶10的水泥土回填夯實。

5 治理效果

本次滑坡整治工程于2008年底開工，2009年4月結(jié)束。目前，該治理工程已正常運行近兩年，滑坡沒有繼續(xù)發(fā)展，說明治理效果良好。