從水動力及施工上分析北引總干渠滑坡成因

趙雙權，張 浩，王建紅

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

1 基本情況

2011 年9 月底發現北引總干渠烏北段38 km處左側渠堤發生滑坡破壞，該滑坡段從地形上看屬嫩江一階地前沿，從渠底到左側地面高差約7 ～8 m，渠底以上5m 左側已開挖出寬約10 m的馬道，馬道以下邊坡已按設計削為1∶3.0，馬道以上邊坡因征地尚未辦妥，未按設計施工，現邊坡較陡，約在1∶1 ～1∶0.5。滑坡體發生在渠道左側馬道處，整體形態平面上呈“新月”狀，坡面上呈“疊瓦”狀，滑坡后緣明顯，滑坡壁在馬道平臺處呈陡坎狀出露，地面下沉約0.6 ～0.7 m，平行于渠道軸線，較大裂隙有3 道，小裂隙較多，裂隙寬約3 ～12 cm，深約5 ～20 cm，渠道坡腳處隆起形成擠壓鼓丘，鼓丘高度在0.2 ～0.6 m，渠底已護砌的混凝土板也被擠壓，使位于渠道坡腳處寬約2.0 m地帶的混凝土板架空形成“人”字形［1］。在滑坡段實測了3 個橫斷面，其各部尺寸見表1。

表1 滑坡體形態情況表

2 從水動力作用上分析滑坡成因

地形、地質、土體的構成及性質等是造成北引左側渠坡產生滑坡的主要因素，但如果沒有水的參與渠坡還是不可能產生滑坡的，因此水的作用十分關鍵。經初步分析使該段渠體產生滑坡的水有3 種水:①地表水;②地下水;③渠道內的水。

地表水，前面在地形上已經分析過，總干渠位于松嫩高平原與嫩江河漫灘地交界處，渠道左側頂部即為高平原，高平原地表平緩，呈東北向西南傾斜，大氣降水一部分形成的地表徑流在自然狀態下沿其邊緣向河灘地漫散，一部分滲入地下補給地下水。根據勘察成果，高平原表層為上更新統沖洪積層，在總干渠38 km附近屬弱膨脹土，具有多裂隙，失水干裂收縮、吸水膨脹的特點，因此防止表層土體裸露和地表徑流的沖刷滲入是防止土體破壞的途徑之一，設計擬采用截流溝將地表水迅速排出，防止地表徑流匯積、入滲及沖刷［2］。

地下水，總干渠左側漫崗地勢平坦，地形北高南低，東高西低，地面比降在1/5000 ～1/3000，地下水埋深較淺多＜5 m，以降水入滲補給為主，同時接受高平原孔隙潛水側向徑流補給，由于受地形影響，地表徑流遲緩，排泄主要靠蒸發，嫩江低水位時排向嫩江。今年8 月份曾出現兩次大的降水，9 月份無降水，10 月上旬進行勘探取樣，其土樣飽和度在100%～87%，再加上表層第②層土體的滲透系數大于下層③層得滲透系數，使土中水分無法下排，在重力作用下對渠道左側邊坡形成較大的滲透壓力，應采取截滲排水措施消除高平原地下水形成的滲透壓力對渠道邊坡的影響，降低土壤含水量，增加土壤的抗剪強度。渠道水，北引總干渠每年4 月20 日開閘引水，10 月20 日停水，共計183 d，目前渠道兩側均無防滲設施，渠道土體長時間浸泡在水中，處于飽和狀態，由于渠道內水水位較高，對地下水的排泄造成頂托，形成較大的空隙壓力，而渠道退水歷時又短，僅1～2 d，在上部飽和土體自重和滲透壓力的作用下，加之上層黃色黏土與下層灰色黏土滲透性不同，上部較大，下部較小，接觸面上排水比降加大，僅靠土體內的自重難以抵抗其滑動力，因此極易沿兩層黏土的交界面產生滑動。

3 從施工程序上分析滑坡成因

由于對膨脹土的認識不足，2010 年冬季前削坡作業后沒能及時進行處理，馬道上原有2 ～3m 厚的土體被挖掉，造成馬道下的土體減荷，使其體積產生膨脹，再加上馬道土體沒有及時采取隔離保護措施和開挖截流溝，坡水不能及時排出，開挖后的土體長期暴露在空氣中，使膨脹土在夏季表層干燥產生裂縫，降水后雨水浸入，產生多次脹縮循環，同時新開挖后的膨脹土受到一個凍融周期的作用及一個供水期渠水的浸泡，多方面因素導致土體抗剪強度降低產生滑坡，因此施工方法及方案也是造成滑坡的原因之一。

［1］王世玉，萬連賓，彭玲.總干渠滑坡原因分析［J］.水利建設與管理，2002(06):41－42.

［2］申時釗，劉曉燕，朱國良.龍灘水電站右岸航道滑坡原因分析及治理辦法［J］.水利水電技術，2003(10):19－23.