淺議膨脹土渠道的滑坡及處理措施

路苗娥

(安徽省水利水電勘測設計院，安徽蚌埠233000)

淺議膨脹土渠道的滑坡及處理措施

路苗娥*

(安徽省水利水電勘測設計院，安徽蚌埠233000)

通過對渠道的膨脹土物質組成、滑坡成因類型以及邊坡破壞方式進行分析，在進行渠道邊坡設計、核算其邊坡穩定以及加固處理時，應根據膨脹土的邊坡破壞模式合理地選擇抗剪強度指標。

膨脹土；邊坡；破壞模式；處理措施

1 概述

淠史杭灌區位于安徽省中西部丘陵地帶，跨長江、淮河兩大流域，溝通淠河、史河、杭埠河3條自然河流水系，占地面積13130km2。灌區引梅山水庫、響洪甸水庫、佛子嶺水庫和龍河口水庫及區間來水，灌溉豫、皖兩省12市縣1110萬畝農田，同時兼有水力發電、城市供水、水產、航運、優化生態等功能，為安徽省中、西部地區的社會經濟發展、人民群眾生活水平提高發揮著重要作用。瓦東干渠、滁河干渠等為其主要組成部分，由于滑坡、水流沖刷等原因，竣工后的切嶺渠道開始出現滑坡崩塌，20世紀90年代后期渠道滑坡愈發嚴重。

2 地層巖性

干渠地貌屬丘陵區及波狀平原。土層一般分為2層：上層為第四紀上更新統沖積物，棕、黃、褐等深色為主的粘性土，其粘粒含量約30%～50%，粘土礦物成分以蒙脫石及伊利石為主。脹縮性比較明顯，一般屬中等膨脹性，局部強或弱。該土層裂隙發育，并有灰白色次生粘土充填，土層厚度10～20m。在西部地區地形較高處，有棕紅色粘土出露，其下部局部有灰白色粘土夾礫石或砂礫石夾泥，其地質年代較早。下層為第三紀至侏羅紀紅色砂巖夾泥巖，由東向西逐漸變化。由于地殼升降和新構造運動的影響，下降時較多沉積，上升時又遭受侵蝕。

3 水文地質條件

干渠處地下水屬地表淺部上層潛水（滯水），主要分布于上部土層中，其水量大小受地表水和大氣降水的控制，以地表的垂直滲透補給為主。地下水主要賦存于相對較松散的淺部土層及填土層中，平面上具有片狀分布的特點。地下水的水位埋深受季節性影響顯著，在雨季尤其是多雨季節，大量地表水沿松散層孔隙及滑坡裂縫下滲，匯集到一定深度，水位急劇上升，形成短時間的高潛水面，對滑坡產生重要作用。補給量的大小與降雨強度、持續性和灌溉時間長短有直接聯系。區內降雨充沛，為地下水補給提供了充足的補給源，并主要集中在夏季。

4 渠道滑坡成因類型及破壞模式

渠道滑坡從滑動面的組成及滑坡主要成因來分類，主要包括以下3類：

第一類是表層滑坡、坡面塌滑。是指由坡面風化軟弱帶控制，其深度一般較淺；這種滑坡在干渠普遍分布；

第二類是由裂隙軟弱面控制的滑坡。在干渠上部粘性土層中分布著各種產狀和成因的裂隙，有些裂隙較長，有些裂隙分布密集，并可能互相貫通，形成連續的軟弱裂隙面(帶)，從而形成滑動面，這種類型的滑坡其深度一般較深；

第三類是由坡體內軟弱夾層、層間軟弱面控制的滑坡。這種類型的滑坡與土層埋藏條件有關，坡體內的軟弱夾層、不同土層界面傾向于渠道位于渠底以上時易形成主滑面而發生滑坡。如土巖界面、膨脹性差異較大的土體界面等。當這些界面在渠坡或渠底板附近分布時，渠道開挖產生的卸荷作用將沿這些界面形成明顯的剪切位移，并使其剪切強度進一步下降。當變形發展到一定程度，坡肩便會出現拉裂縫，一旦有雨水滲入就可能使土體產生明顯的滑動。此類滑坡一般有一個明顯的滯后期，且規模越大，滯后期越長。滑面形態受軟弱界面控制而呈現折線型，規模較大。

根據干渠邊坡現狀斷面尺寸、邊坡土層空間結構、曾經發生的滑坡以及工程地質情況可知，影響該邊坡穩定性的主要土層為素填土、膨脹性粘土，該邊坡可能的破壞模式有3種：

（1）在素填土或粘性土表層發生的滑塌；

（2）在勻質土層粘性土層內發生的局部圓弧滑動；

（3）沿層粘性土層和巖石土層或膨脹性差異較大的土體接觸面發生的折線型滑動。

邊坡的破壞模式不同，其計算公式差異較大，應根據膨脹土的邊坡破壞模式合理地選擇土的抗剪強度指標進行渠道邊坡設計、核算其邊坡穩定。

5 處理措施

（1）削坡減載：對于邊坡較陡且上層土質差、土體強度低的滑坡應考濾削坡減載或采用部分削坡同其它措施綜合治理；

（2）土性改良：膨脹土摻石灰后，水化生成的Ca(OH)2能夠發生一系列復雜的物理化學反應，使其本身硬凝，從而改善土體的性質，減小了塑性變形區，提高了土體的抗剪強度；

（3）支擋：淠河總干渠的深層滑坡較少，大多數為淺層牽引式滑坡，且河床地質條件一般都較好，在滑坡處理中采用支擋方式較多，清理效果也很好。如抗滑樁：樁的間距、樁徑、配筋量根據實際情況經計算確定；

（4）地下排水：當切嶺段坡面地下水位較高時，坡面土體抗剪強度下降，斜坡易變形破壞，應降低邊坡地下水位。主要措施有：盲溝、集滲井、鉆孔排水。盲溝、集滲井、鉆孔排水等深度設置、平面布置，應根據地質勘探資料、地下水位分布情況、邊坡土質、邊坡地形等進行設計；

（5）地面排水：排除地表水是滑坡治理中不可缺少的輔助措施，主要是修建截水溝和排水溝。其截面尺寸應根據坡面土質情況、坡外來水量、坡面匯水面積確定。平面布置應根據坡面、坡外地形設置。

根據干渠治理措施以及運行情況，針對不同的滑坡成因以及破壞類型采取不同的防止措施。實踐證明：對淺表層滑坡，采用土性改良效果較好，既縮短工程工期又減少了工程造價；對深層滑坡多采用抗滑樁等綜合處理措施。

6 結論

渠道邊坡受脹縮特性的影響，普遍具有淺層性、漸近性、牽引性、同一位置多次滑動的特點。渠坡的穩定除與巖性組合、地質構造、膨脹潛勢等級等自然因素有關外，還與開挖的邊坡高度、邊坡走向、巖體含水率的變化、卸荷后裂隙開展等邊界條件密切相關。不利的組合也為渠道邊坡滑動創造了空間地質環境。研究其成因以及破壞類型，不僅能為邊坡處理提供優選方案，而且對施工方案優化同樣起到關鍵的作用。

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1004-5716(2015)09-0014-02

2014-09-28

路苗娥（1972-），女（漢族），河北永年人，工程師，現從事巖土工程技術工作。