何榮智，朱 蕾，夏承齋

（1.四川省都江堰人民渠第一管理處，611930，彭州；2.四川大學(xué)水利水電學(xué)院，610065，成都）

一、工程背景

2008年5月12日，四川省汶川縣發(fā)生了里氏8.0級(jí)大地震。地震造成四川省都江堰人民渠灌區(qū)紅巖分干渠K3+360—K3+455段右側(cè)堤岸發(fā)生嚴(yán)重變形，渠道混凝土護(hù)坡大面積斷裂、脫落，底板斷裂，右岸渠底處裂縫已經(jīng)貫通，堤頂出現(xiàn)裂縫、沉降，渠堤前緣即右岸渠堤坡腳在原漿砌石擋墻墻頂處擠出10～25 cm。渠堤整體處于危險(xiǎn)的整體蠕動(dòng)加劇變形階段，喪失輸水功能，直接影響下游彭州、什邡和綿竹3市1.5萬hm2農(nóng)田的灌溉和灌區(qū)群眾生產(chǎn)、生活用水，災(zāi)后治理工作刻不容緩。參照相關(guān)規(guī)范對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防治等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，可確定該防治工程等級(jí)為Ⅱ級(jí)。本文在現(xiàn)場踏勘及收集資料的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析該滑坡的形成條件、成因、特征及穩(wěn)定狀況，并針對(duì)此滑坡體提出了合理的工程治理方案。

二、滑坡區(qū)水文地質(zhì)條件

紅巖渠滑坡體東西寬65 m，縱向長度18 m，總體積3 300 m3，屬小型推移式土質(zhì)滑坡。根據(jù)地面調(diào)查和現(xiàn)場鉆孔資料可知，滑坡區(qū)主要地層有：①第四系人工填土層。主要分布在渠堤主體，褐黃色黏土，結(jié)構(gòu)中密，可塑狀，其中黏粒、粉細(xì)砂粒有局部集中現(xiàn)象。②第四系中下更新統(tǒng)。黃褐色風(fēng)化泥沙卵礫石層，卵礫成分以花崗巖、凝灰?guī)r、石英巖、砂巖為主，顆粒大小混雜，無分選，排列無序。除石英礫石外，花崗巖等卵礫多已完全強(qiáng)烈風(fēng)化，用手捏即散為砂粒狀，如經(jīng)擾動(dòng)并遇水，其地質(zhì)性質(zhì)急劇惡化，易變性，強(qiáng)度低。③侏羅系蓮花口組。主要出露于沿河谷底局部，階地基座構(gòu)成濱湖，濱淺湖相紅色砂、泥巖韻律沉積巖為中厚層狀，紫紅、磚紅色粉砂質(zhì)黏土巖與灰紫、紫灰色粉砂巖互層。

滑坡區(qū)水文地質(zhì)條件比較單一，地下水的類型主要為孔隙性潛水，主要受渠水和降雨地表匯流補(bǔ)給。第四系層構(gòu)成良好的持水層，渠堤浸潤線以下的土體多為飽水狀態(tài)。

三、滑坡變形影響因素

采用地質(zhì)勘查、計(jì)算分析、工程類比等方法分析表明，影響紅巖渠滑坡體發(fā)生整體失穩(wěn)的主要因素如下：

1.地震的影響

滑坡區(qū)緊鄰構(gòu)造作用活躍的龍門山構(gòu)造帶，地震動(dòng)峰值加速度為0.15 g。坡體臨空面較陡，地震產(chǎn)生的縱波、橫波引起土體搖擺晃動(dòng)。土層在強(qiáng)烈的橫向搖擺中抗剪強(qiáng)度降低，同時(shí)處于地下水水位以下的砂粒填土層瞬間受到巨大地震力的強(qiáng)烈作用，孔隙水來不及排出，孔隙壓力突然升高，動(dòng)水壓力劇增，土體解體，并在渠底形成與渠道走向基本一致的縱向裂縫，滑體前緣剪出，滑動(dòng)帶整體貫通，從而誘發(fā)滑坡的變形。

2.地層巖性的影響

渠堤主要是人工填土夯實(shí)而成，主要成分為褐黃色黏土，結(jié)構(gòu)中密，且浸潤線以下的土體多為飽水狀態(tài)，C值、φ值較低；下覆層為原有的第四系中下更新統(tǒng)黃褐色風(fēng)化泥沙卵礫石層，新老層間接合質(zhì)量不好，且在浸潤線下方，在渠道高水位的靜水壓力作用下，容易在層間接合處形成滑動(dòng)帶。

3.水的影響

渠道防滲設(shè)施老化，渠水入滲不僅增大了坡體自重和孔隙水壓力，而且在滲透過程中產(chǎn)生的動(dòng)水壓力也不利于滑坡體的穩(wěn)定，尤其在地震條件下，往往是滑坡體內(nèi)的應(yīng)力分布急劇向坡體失穩(wěn)的方向轉(zhuǎn)化。渠水流入后緣貫穿裂縫中，滲入滑動(dòng)帶，進(jìn)一步降低滑動(dòng)帶的內(nèi)黏聚力和內(nèi)摩擦力，同時(shí)渠道正常水位形成的水壓力在滑坡體后緣形成巨大推力，引起滑坡應(yīng)力場和形變場的顯著變化。

4.工程特殊性的影響

紅巖渠K3+365—K3+460段是按“裁彎取直”原理在山凹處修建的人工填筑渠道，并建穿渠的涵洞排水溝。人工填筑體處于山凹處，屬于山體水的匯流排放通道。雨季土體多為飽水狀態(tài)，加上地震力作用，造成滑動(dòng)面超過漿砌石擋墻高度，原攔擋阻滑工程未能有效止滑，使滑坡在墻頂處剪出。

四、滑坡計(jì)算

1.計(jì)算剖面

根據(jù)滑坡特征，確定了1條縱剖面（Ⅰ—Ⅰ′剖面），采用折線形傳遞系數(shù)法對(duì)剖面條分并建立極限平衡狀態(tài)下穩(wěn)定性分析的計(jì)算模型；同時(shí)為取得滑帶的實(shí)際物理力學(xué)參數(shù)，建立了Ⅰ—Ⅰ′剖面作為計(jì)算反分析模型。

2.計(jì)算參數(shù)

滑體飽和容重為 19.64 kN/m3。由于滑動(dòng)帶土體埋深較大，取樣困難，本次計(jì)算過程中的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)值通過反分析法和工程類比綜合取值。由反分析原理可知，滑體已經(jīng)發(fā)生整體蠕動(dòng)，采用傳遞系數(shù)法計(jì)算，并令滑坡體的穩(wěn)定性系數(shù)K=0.99。

3.計(jì)算結(jié)果分析

計(jì)算分為兩種工況：

工況1：飽和自重+靜水壓力；

工況2：飽和自重+靜水壓力+地震。

在工況1下，Ⅰ—Ⅰ′剖面計(jì)算出穩(wěn)定性系數(shù)為1.116；在工況2下，設(shè)計(jì)安全系數(shù)為1.05時(shí)，計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)為0.982，其最后一個(gè)條塊下滑力為22.78 kN/m，計(jì)算結(jié)果與滑坡變形現(xiàn)狀的宏觀判斷相吻合。在工況2下滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，安全儲(chǔ)備嚴(yán)重不足，因此，需要采取布置抗滑支擋工程等措施確保渠堤的穩(wěn)定性。

五、滑坡治理方案

為減輕地質(zhì)災(zāi)害造成的損失，避免更大破壞的產(chǎn)生，保證渠道正常運(yùn)行和下游群眾生產(chǎn)、生活所需，治理工程堅(jiān)持預(yù)防為主，避讓與治理相結(jié)合以及全面規(guī)劃、突出重點(diǎn)的原則。具體措施如下：

①裂縫灌漿：對(duì)渠頂?shù)淖冃瘟芽p帶采用自重灌漿的方法對(duì)其封填，確保雨水無法滲入壩體內(nèi)。②渠道防滲：清除該段受損的混凝土邊坡和底板，重新澆筑混凝土底板，兩側(cè)采用C15細(xì)石混凝土砌大卵石并用M10砂漿抹面，底板與兩側(cè)交界處及沉降縫采用2cm瀝青衫板條鑲嵌防滲。③渠堤防滲：右岸渠頂外側(cè)布設(shè)一排36個(gè)灌漿孔，采用劈裂灌漿技術(shù)，孔徑0.11 m，孔間距2.0 m，孔深6.5 m，深入滑動(dòng)面以下1.4 m，同時(shí)灌漿孔插入直立鋼筋，起一定的抗滑加固作用。④坡腳抗滑支擋工程：在渠堤前緣剪出口位置（603.5m標(biāo)高）布置一排重力式擋墻進(jìn)行抗滑支擋，總長50.5m。重力式擋墻根據(jù)剪出口推力設(shè)計(jì)墻高2.8m，墻頂寬1.5 m，C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)澆筑。⑤變形監(jiān)測：專業(yè)監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置在渠頂和擋土墻頂部，各設(shè)置2個(gè)混凝土墩，頂部設(shè)置十字釘，采用全站儀對(duì)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行水平和垂直位移監(jiān)測，在施工過程中和工程竣工后實(shí)行全程監(jiān)測。

六、治理效果

紅巖渠滑坡治理工程于2009年2月15日竣工，現(xiàn)治理工程段渠道經(jīng)一年多的運(yùn)行，尤其在汛期和春灌期間長時(shí)間高水位狀況下運(yùn)行，經(jīng)后期監(jiān)測，渠堤未出現(xiàn)水平或垂直位移，前緣未出現(xiàn)滲水，該段治理成效明顯，達(dá)到預(yù)期效果，有效地保證了下游農(nóng)田的灌溉和灌區(qū)群眾生產(chǎn)、生活用水。

[1]中華人民共和國國土資源部.滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范（DZ/T 0219—2006）[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[2]中華人民共和國國土資源部.滑坡防治工程勘察規(guī)范（DZ/T0218—2006）[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[3]夏承齋，魏新平，詹傳妮.清林溝滑坡體機(jī)理分析與治理方案[J].云南水力發(fā)電，2010（2）.

[4]楊明亮，袁從華，駱行文，等.高速公路路塹邊坡順層滑坡分析與治理[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005（23）.