丹水撇洪渠左岸岸坡變形體治理設計探討

覃蓮超，翁朝暉，黃 雍，盧勇鵬

(湖北省水利水電規(guī)劃勘測設計院，湖北 武漢 430064)

丹水撇洪渠位于高壩洲庫尾清江左岸，是清江高壩洲庫區(qū)津洋口大防護工程的一部分。丹水撇洪渠屬丹水防護工程，該防護工程目的在于將丹水上游來水在周家榜與潘家堂之間截斷，由原排洪溝擴挖為撇洪渠匯入清江。近幾年來，撇洪渠左右岸岸坡均出現(xiàn)不同程度的崩塌、裂縫、底板斷裂，危害著兩岸人民生命財產(chǎn)安全。本文介紹僅左岸七里灣變形體的治理方案。

1 存在問題

七里灣變形體位于丹水撇洪渠左岸，對應丹水撇洪渠樁號K0+475 m～K0+515 m，下游側(cè)緊鄰七里灣橋頭，變形體為三面臨空條形山包，西側(cè)為撇洪渠，為變形移動方向，總體坡度約42°，高程90 m以下人工護坡坡角約65°；南側(cè)為居民樓、龍舟大道；東側(cè)為斜坡人工開挖路面、七里灣(電站排泄)洼地。七里灣變形體2003年就發(fā)現(xiàn)有變形現(xiàn)象，變形體中部房屋見有3條拉裂縫，后緣及邊界見有4條地表裂縫。變形體后緣高程110.0 m，前緣高程86.0～89.0 m。變形體后緣山頂緊鄰2座高壓線塔，高程111.0 m。

變形體岸坡為視順向坡，覆蓋層厚度一般1.0～2.5 m，主要為強風化破碎巖體順層緩慢蠕變而引發(fā)變形，平面呈圈椅狀，投影面積1 400 m2，估測體積約6 000 m3。

左岸七里灣變形體現(xiàn)狀見圖1，居民房屋內(nèi)裂縫見圖2。

圖1 七里灣變形體治理前照片

圖2 七里灣變形體內(nèi)居民房屋裂縫照片

2 問題分析與治理方案

2.1 問題分析

七里灣變形體的地質(zhì)剖面見圖3，通過地質(zhì)勘察和實地調(diào)查，七里灣變形體出現(xiàn)部分垮塌和裂縫原因主要強風化砂質(zhì)頁巖裂隙發(fā)育、風化明顯及地下水位較高，導致岸坡穩(wěn)定性差。對現(xiàn)狀岸坡進行抗滑穩(wěn)定分析，采用畢肖普方法，利用HH-SLOPE軟件，程序自動搜索最危險滑動面，計算得到現(xiàn)狀條件下渠道取正常蓄水位80 m時，計算得到最小抗滑安全系數(shù)為0.85，小于規(guī)范要求的1.10～1.15[1]。從圖3～4中可以看出計算搜索出的滑動區(qū)域與實際地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)的變形體區(qū)域基本一致，垮塌主要受強風化巖體影響。

圖3 七里灣變形體地質(zhì)剖面

圖4 七里灣滑動面計算示意圖

2.2 岸坡治理設計方案

七里灣變形體出現(xiàn)部分垮塌和裂縫原因主要是強風化砂質(zhì)頁巖裂隙發(fā)育、風化明顯及地下水位較高，導致岸坡穩(wěn)定性差。針對以上原因，先采取的是削坡減載的方法，對邊坡進行1∶1.5、1∶1、1∶2.5進行放坡，并在103.70、96.20、90.00 m修建三級馬道，削坡減載的設計圖見圖5，抗滑穩(wěn)定計算圖見圖6。計算得到削坡減載條件下渠道取正常蓄水位80 m時，計算得到最小抗滑安全系數(shù)為1.15，大于規(guī)范要求，岸坡治理后能保持穩(wěn)定。

圖5 七里灣削坡減載設計圖

圖6 七里灣削坡減載滑動面計算示意圖

雖說削坡減載的方案能滿足邊坡穩(wěn)定要求，但由于山頂高壓線塔搬遷不易，且搬遷費用較大，所以需保護山頂線塔，先考慮采用擋土墻的設計方案[2]，擋墻頂部寬度為2.0 m，頂部高程為110.30 m，底部高程為83.50 m，擋墻高16.8 m，墻面邊坡1∶0.69，墻背邊坡為1∶0.25，底面仰角為8°，并且墻身采用4根100 t預應力錨索對墻體進行固定，再按1∶2.5放坡至90.00 m高程，擋墻方案設計圖見圖7，抗滑穩(wěn)定計算圖見圖8，計算得到修建擋土墻條件下渠道取正常蓄水位80 m時，計算得到最小抗滑安全系數(shù)為1.23，大于規(guī)范要求，岸坡治理后能保持穩(wěn)定。

圖7 七里灣擋墻方案設計圖

圖8 七里灣擋墻方案滑動面計算示意圖

雖說修建擋墻方案既能滿足邊坡穩(wěn)定要求，又能滿足保護山頂線塔的要求，但考慮到原岸坡處于極限平衡狀態(tài)，施工時可能出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，經(jīng)過考慮采用挖孔樁+微型鋼管樁方案，而微型鋼管樁和挖孔樁有很多研究與應用[3-7]，本次對現(xiàn)有岸坡進行一排直徑210 mm，長度16 m，間距1 m的微型鋼管樁施工，保證線塔周邊土體保持穩(wěn)定，再進行樁徑2 m，長度25 m，間距5 m的挖孔樁施工，然后進行1∶1、1∶2放坡，挖孔樁方案設計圖見圖9，抗滑穩(wěn)定計算圖見圖10，計算得到挖孔樁方案條件下渠道取正常蓄水位80 m時，計算得到最小抗滑安全系數(shù)為1.14，大于規(guī)范要求，岸坡治理后應能保持穩(wěn)定。

3 結 語

治理滑坡體方法較多，但是選擇一種既能滿足工程本身要求，又能施工方便的方法，本文通過多方案比選，最終確定采用微型鋼管樁+挖孔樁的設計方案，計算最小抗滑安全系數(shù)，能滿足規(guī)范要求，達到治理七里灣變形體的設計目的。

圖9 七里灣挖孔樁方案設計圖

圖10 七里灣挖孔樁方案滑動面計算示意圖