燃燈寺水庫大壩滑坡分析與處理

倪竹鞭

(鳳陽縣水務局，安徽 鳳陽 233100)

燃燈寺水庫位于淮河流域右岸支流小溪河上游,鳳陽縣小溪河鎮境內,是一座重點中型水庫。該水庫始建于1958年9月,歷經1967、1975、1986、2004年4次除險加固。1967年自迎水坡培厚,高程37.50m以下為1∶3.5,37.50m處設一寬3.00m的戧臺,37.50m以上為1∶3.0,干砌塊石護至壩頂45.20m,新建防浪墻頂高程46.20m。1975年對大壩又一次加高培厚,壩頂高程46.80m,頂寬8.00m～9.00m。1986年對大壩進行加固,壩頂加高到47.50m,另做20cm泥結碎石路面,壩頂最終高程47.70m。上游新建防浪墻,頂高程48.70m。2004年除險加固,壩基防滲采用高壓旋噴墻,壩身防滲采用粘土井柱。對迎水坡干砌塊石重新翻修,壩頂做砼路面,用漿砌塊石建下壩肩。下游壩面從壩頂開始,用原坡比加厚壩坡,并在39.00m高程設3.00m寬平臺和35.00m高程設5.00m寬平臺。重新做壩后排水溝及草皮護坡,原貼坡反濾用橫向砂溝接到壩腳排水溝。水庫大壩為土壩,壩體填土主要由粉質粘土、重粉質壤土和輕粉質壤土組成。壩基地質從上至下可分為5層:淤泥質粉質壤土層,硬塑狀粘土層,軟塑狀重粉質壤土層,中密狀中細砂夾壤土層,全～強風化的泥質粉沙巖。現狀壩頂寬6.00m,壩頂高程47.70m,防浪墻頂高程48.70m。大壩迎水坡為干砌石護坡,坡比1∶3.0 ～1∶3.5。背水坡39.00m高程以上坡比為1∶2.75,39.00m高程以下坡比1∶3.5,均為草皮護坡。2018年8月下旬,燃燈寺水庫組織工程技術人員巡壩時,發現大壩老河槽段背水坡出現滑坡,為了保證水庫大壩運行安全,需要對滑坡進行處理。

1 滑坡特征及成因分析

滑坡位于燃燈寺水庫大壩老河槽段背水坡,樁號0+950～1+040(大壩偏東端),一級平臺(39.00m高程平臺)以上的2004年加固部分。滑坡裂縫位于大壩背水坡接近壩頂的部位,最寬處開口寬約0.05m、長約90.00m,部分裂縫兩側形成錯臺,最大落差約0.50m,經淋石灰水開挖,裂縫深約1.00m。對滑坡范圍內的排水溝進行排查,未發現異常,滑坡范圍內背水坡也未見隆起,滑坡部位現狀如圖1所示。

圖1 滑坡部位現狀圖

經走訪當年燃燈寺水庫除險加固工程項目施工人員,初步分析滑坡是2004年除險加固時,開挖粘土井柱棄土堆于背水坡未壓實,前一段時間強降雨(2018年8月12日～18日降水量累計為272.2mm)如表1所列,土壤含水量飽和,抗剪強度降低所致。根據2004年除險加固設計資料,初步判斷該滑坡體厚度在10.00m以內,屬于淺層滑坡。

表1 2018年8月12日～18日日降水量表(鳳陽縣燃燈寺水庫雨量站)

2 滑坡處理方法

2.1 本滑坡段處理原則

先采取應急措施,后期對滑坡體進行處理。

2.2 土源選擇及開挖

經現場勘察,位于燃燈寺水庫非常溢洪道下游的田塊土料性質及儲量符合要求。清除土料場表層40cm深度內的腐殖土,包括表層雜草、樹木及其它雜物。為了控制土料含水量,防止土料含水量過大,沿土料場周圍開挖排水溝,起到排水、濾水作用,同時采用平面開挖的方法開挖土料。

2.3 處理措施

(1) 在滑坡段土方清除前。采用花雨布將裂縫部位蓋實,避免雨水滲入，將裂縫樁號范圍內的高稈植物清除,便于觀察。

(2) 處理范圍內。將處理范圍內(滑坡段)的2004年加固填筑的土體全部挖去,清除樹根、雜草、石塊等垃圾,滿足規范規定的要求后,按1∶2.75的壩坡填筑土料,壓實度不小于0.96。

(3) 填筑土料。采用粉質壤土,且應滿足如下要求:① 滲透系數不大于1×10-4cm/s;② 水溶鹽質量含量不大于3.0%;③ 有機質質量含量不大于5.0%。

(4) 土料填筑。將結合面由下至上開挖成臺階狀,每級臺階高約20cm。鋪設上層土前,在下層土連接層面上灑水并刨毛,后沿水平層面鋪設新土,沿水平層面進行碾壓,控制含水量在最優含水量附近。

(5)土方填筑結束后。應修復施工過程中損毀的排水溝及壩肩,在新填筑的壩坡上滿鋪草皮護坡。

(6)巡查。在險情排除前,水庫管理單位加強觀測巡查,落實安全責任制,做好應急預案,控制水位運行,確保水庫安全,同時做好記錄。

滑坡部位大壩處理如圖2所示。

圖2 滑坡部位大壩處理橫斷面圖(0+950～1+040)

2.4 施工工藝

清除原滑坡段土方時,在滑坡段(順壩軸線方向)兩端開挖1∶3的斜坡,以利于新老土方結合。土料開挖采用1.0m3挖掘機開挖,土料運輸采用5t自卸汽車運輸,平整和碾壓機械采用55kW推土機(55kw推土機碾壓不到的地方,用蛙式打夯機碾壓)。一個作業段,分層填筑,分層碾壓。測定土料含水量,虛鋪土料厚度30cm,從樁號1+040向樁號0+950鋪土,施工時采用進退錯距法碾壓,推土機沿壩軸線方向行駛,碾壓搭接寬度大于10cm。先鋪筑試驗段,測定壓實土料壓實度,確定碾壓遍數,然后按試驗參數進行施工。施工機械在工作面上錯轍行駛,嚴禁在鋪筑面上急轉彎調頭,同時采用進占法卸料,防止土料剪切破壞。如果土料出現剪切破壞,徹底進行返工處理。鋪料至壩邊時,在設計邊線外側超填30cm余量。蛙式打夯機碾壓時,行走方向平行壩軸線,夯實采用連接環套打法,夯跡搭接寬度不小于1/3夯徑。遇施工期間下雨時,在雨前做好所鋪松土的壓實,并保持填筑面平整,以防積水。雨后晾曬并測定所鋪筑上層土料含水量符合要求后才能繼續填筑。填筑過程中嚴格進行填筑高程、寬度、坡度、壓實度的控制,每一層都進行高程、寬度、坡度、壓實度的測量工作。檢查合格后,才能進行上層填筑。

2.5 施工安全控制

在土源料場、運輸路線及大壩填筑區域設置安全警示標牌,配備安全管理人員,疏導交通,將無關人員勸離施工區域。同時檢查施工現場機械性能,臨時用電等,確保不留隱患。

3 結束語

燃燈寺水庫大壩滑坡處理工程于2018年10月26日開工,2018年11月29日完工。完成土方3907.97m3,漿砌石61.36 m3, 漿砌磚17.28m3,混凝土13.50m3,栽植草皮護坡3364.97 m2。經歷了2020年洪水考驗,該部位壩坡穩定,說明處理效果很好。