某管道工程岸坡穩定性分析及防治方案研究

許云　李小萌

摘要： 本文以某市管道工程岸坡穩定性分析為實例基礎，在分析開挖岸坡的穩定性的同時提出針對該岸坡的防治方案。在以前學者對岸坡穩定性評價的基礎上，通過定性分析和定量分析對岸坡穩定性進行分析與評價，最終提出了防治和治理的相關措施，為類似岸坡的穩定性分析和防治提供借鑒。

Abstract： Based on the analysis of bank slope stability of a city pipeline project， this paper analyzes the stability of excavated bank slope and puts forward the prevention and control scheme for the bank slope. Based on the previous evaluation of the stability of the bank slope， the stability of the bank slope are analyzed and evaluated by qualitative analysis and quantitative analysis. Finally， the relevant measures of prevention and control are put forward， which can provide reference for the stability analysis and prevention of bank slope.

關鍵詞： 管道工程；岸坡穩定性評價；治理措施

Key words： pipeline engineering；bank slope stability evaluation；control measures

中圖分類號：U416.1+4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）23-0065-02

0 引言

某市基礎建設投資有限公司（以下稱業主）擬投資興建的該市城西新區瀘益小區至三道橋長江截污干管一線主排水系統，是該市政建設中治理城鄉水環境污染，保護及美化城鄉生態環境的又一民心工程。

工程場地位于該市江陽區中心半島城西新區長江左岸，起于瀘益小區旁廉租房處，沿東南方向向長江邊延伸，主要順填方區下部沖溝至長江岸，途經三道橋（瀘宜公路），止于長江江岸附近，全長約530.42m。由一條DN800污水管、一條DN1000雨水管組成，該段場地位于沖溝兩側，地勢陡峻，局部地段植被茂密，地質條件較為復雜。

1 工程概況

工作區屬亞熱帶濕潤季風氣候，氣候溫和，雨量充沛，據瀘州市氣象局統計資料，年降雨量1169.40-1188.40mm。5-10月為雨季，多暴雨，降雨量占全年的70%左右，歷年日最大降雨量315.80mm。區內無霜期長，全年約350天左右，年平均氣溫17.5℃左右，最熱在7-9月份，最高氣溫39.6-41.9℃；最冷在1月，極端低氣溫-3-1.1℃。區內多西北、西南風，風速平均1.2m/s，最大風速15m/s[1]。

工程設計線路主要位于溝谷東北側斜坡，沿東南側方向延伸，管線途經地面起伏不大，標高普遍順東南向平緩遞降，無凹陷、突起等高差變化較大的微地貌[2]。沿線主要為高填方地貌、溝谷斜坡地貌和河流侵蝕剝蝕地貌三大類，其中河漫灘、陡坡、陡坎、沖溝、臺階等微地貌發育，風化剝蝕及水流切割現象強烈。為便于敘述，將沿線劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區段。其中廉租房下部-填方段邊坡為第Ⅰ區段，填方段邊坡下方-至三道橋為第Ⅱ區段，三道橋-長江江岸為第Ⅲ區段。

第Ⅰ區段：為填方地貌，主要為周圍修建房屋回填形成，并在填方區末端形成高邊坡，填方區地面標高在256.37-260.95m之間，填方厚度在0.60-11.30m之間，填方區末端邊坡高12.02-15.49m，坡面走向28°，傾向118°，坡度45°-82°；

第Ⅱ區段：本段為溝谷斜坡地貌，沖溝兩側呈上陡下緩的陡坡地貌，東南側斜坡坡頂標高在247.46-265.39m之間，坡底標高在241.43-265.39m之間，坡度在25°-35°之間，斜坡走向305°，傾向35°；東北側斜坡坡頂標高在245.39-250.59m之間，坡底標高在233.89-241.43m之間，坡度在25°-35°之間，斜坡走向300°，傾向210°；

第Ⅲ區段：該區段屬河流及沖溝流水侵蝕剝蝕地貌，除10剖面東北側斜坡坡頂附近土層較薄，平均厚度約3.00m外，其余地段表土層較厚，在6.0-16.5m之間，基巖埋置較深，受河流漲伏影響較大，區段Ⅱ的沖溝延伸至該區域通向長江。表層土體主要以雜填土與沖洪積的粉土和淤泥質土為主，雜填土與粉土主要分布于沖溝兩側的斜坡上，淤泥質土主要分布于沖溝內。場地中河流沖洪積土層主要分布于接近長江岸邊的沖溝兩側及溝口長江岸坡處，處于長江常年洪水位以下，易受洪水沖刷影響；洪水期含水飽和，強度降低，抗沖刷能力下降。在沖溝側蝕作用下，部分岸邊已出現局部沖刷和滑塌現象。

2 岸坡穩定性評價

第Ⅲ區段管線出口處為土質岸坡，土體力學性質較差，坡度大部分在25°-30°之間，淺層土體常因河流的沖刷侵蝕剝蝕作用發生變形，且地下水越豐沛，供排動循環愈強烈，在地下水運動過程中，不斷搬走細小土粒架空上部土體，又產生浮托力和揚壓力，降低土體強度，使上部土體失穩，促使河岸再造持續進行；大氣降雨和地表水對土質庫岸的穩定性影響也很大，高強度的暴雨和地表水除沖刷庫岸表層松散土體外，還下滲補給地下水，降低庫岸土體強度，這些因素共同作用，促使岸坡失穩并形成塌岸。

參考《三峽庫區三期地質災害防治工程地質勘察技術要求》中整理的長江沿線不同土質岸坡水上、水下的穩定坡角參數，確定其岸坡穩定坡角見表1。

國、內外目前對塌岸預測方法處于探索階段。大量實踐證明，工程地質類比法（即所謂的圖解法）是用于塌岸預測的較好方法。

圖解法的原理：將水庫蓄水運行后的特征水位下的由于岸坡再造而形成的岸坡穩定坡角，與自然條件下，類似情況下的岸坡坡角進行類比，并根據實際勘探剖面，將上述特征水位下岸坡穩定坡角標注在剖面圖上，水位變動帶穩定坡角α取9°，水下岸坡穩定坡角θ取11°，水上岸坡穩定坡角β取22°，以此求解不同特征水位下塌岸的寬度和影響高程，坍岸預測示意見圖1。

根據圖解法可知，在第Ⅲ區段16剖面附近塌岸區最大塌岸線標高為243.04m，塌岸線北東側邊界在木綜廠宿舍下方填方坡體上，離坡頂3-4m，北西側邊界在民房下方5-7m，出口處管線基礎位于塌岸區域內，對其穩定性有一定影響。

3 開挖邊坡防治方案

對基礎開挖邊坡的防治，應根據現場實際情況，各邊坡巖土力學性質，以及它們對線路工程的影響程度區別對待。

第Ⅲ區段10～14剖面之間管線途經岸坡主要由河流沖洪積物形成，是典型的軟土地基，現岸坡標高低，坡度緩，受洪水上漲影響范圍較大，江水的沖刷、淘蝕、涌浪，洪水陡升陡降產生的浮托力與拖曳力，均會誘發岸坡蠕滑、坍塌，導致開裂、變形破壞。在10～11剖面之間，由于管線所處位置較高，受水體影響較小；在12～14剖面之間，由于管線所處位置較低，且部分地段位于沖溝內，受水體影響較大，對管線基礎的穩定性有較大影響，應針對不同的線路施工部位作出相應的防護措施，護坡應設排水反濾，以保證線路工程安全，現建議如下：

①應根據江水活動影響范圍和危害程度，對管線所在岸坡做適當的防護，如植物固土、片石護坡等。

②線路沿地形展布，保持管道的順暢性，但應調整基礎形式與之適應，保護坡面，加固岸坡，并應考慮洪水驟降及排水的影響。確保基礎的穩定性與可靠性，這是保證線路工程安全的前提。

③該區段晴天坡面無水、雨天匯水多順坡面向下沖刷，本段坡度較緩，雨水對線路基礎沖刷力較弱，主要是浸泡基礎土層起軟化作用。因此，宜在坡腳基礎內側上方設置截水溝，截水溝按垂直坡向布置，順地形坡降匯聚到排水溝后排入長江。

4 結論

本文以某市管道工程開挖邊坡穩定性評價為實例基礎，在分析開挖岸坡的穩定性的同時提出針對該岸坡的防治方案。通過現場實際勘查和室內定性分析對邊坡穩定性進行分析與評價，并提出了防治和治理的相關措施，為類似的管道工程的建設提供了一定的指導和借鑒意義。

參考文獻：

[1]陸娜.山區工程地質勘察中的斜坡勘察探析[J].科技與企業，2013（7）：203.

[2]方家驊，邵國光.《長江三角洲地區水文地質、工程地質綜合評價》工作概況及其進展[J].地質學刊，1986（2）：61-63.

[3]張艷嬌.三峽庫區川東造船廠岸坡穩定性分析及防護措施研究[D].西南交通大學，2008.