秦璞，賈濤，羅順利

（1.南水北調(diào)東線山東干線有限責任公司，山東 濟南 250014；2.濟寧市洙趙新河管理處，山東 濟寧 272041；3.山東省水利工程局，山東 濟南 250014）

河道施工斷面穩(wěn)定因素分析

秦璞1，賈濤2，羅順利3

（1.南水北調(diào)東線山東干線有限責任公司，山東 濟南 250014；2.濟寧市洙趙新河管理處，山東 濟寧 272041；3.山東省水利工程局，山東 濟南 250014）

近幾年，濟寧市中對河流治理十分重視，結(jié)合南水北調(diào)截污導流工程，普遍提高了河道的排澇標準，由5年一遇提高到10年一遇，而在施工和運行中發(fā)現(xiàn)，河床有失穩(wěn)滑坡問題。通過施工期間和運行期間發(fā)生的坡面滑動實例進行了分析，提出了相應(yīng)的處理措施。

河道施工；失穩(wěn)；驗算；分析

近年來，濟寧市對境內(nèi)河流治理非常重視，為了使農(nóng)田基本建設(shè)的排灌工程與南水北調(diào)工程標準相銜接，排澇河道的防洪標準由5年一遇提高到10年一遇，通過綜合治理后，極大地改善了該區(qū)域排澇條件。在具體的實施過程中，從有利于排水通暢的角度出發(fā)，新開挖的斷面比原來老河道斷面底寬加寬、深度加深，由于大部分河道土質(zhì)為粉質(zhì)性黏土，隨著深度和寬度的加大，在開挖以及運行過程中，有時會產(chǎn)生不同程度河床坡面滑動，從而造成整個河道斷面失穩(wěn)的問題。

1 自然情況下滑坡因素及條件

1）邊坡由于其表面傾斜，在自重或外部荷載作用下，潛在地存在著向下移動的趨勢。一旦由于設(shè)計、施工和管理不當，或者由于受不可預(yù)估的外來因素影響，都可能造成邊坡中的一部分土體相對于另一部分土體產(chǎn)生向下滑動。

2）在運行時，當坡面受到承壓水頭的影響時，易形成較大的水位差，使土坡體產(chǎn)生滲流，易造成坡面失穩(wěn)；當其滲透水流給土體有一個滲透力時，此力的方向與滲流的流向相同，因此滲流對土坡穩(wěn)定起著不利的影響。

2 設(shè)計和施工因素引起的邊坡失穩(wěn)

2.1 現(xiàn)狀邊坡的設(shè)計

河道邊坡設(shè)計時特別注重邊坡的穩(wěn)定，一般河床邊坡為1∶2.5～1∶3之間，由于地質(zhì)條件的不同，土的重度值γ、內(nèi)摩擦角φ和黏聚力值C不一樣，為滿足河床過水條件，各河道河床開挖深度也不盡相同，故產(chǎn)生的效果不一樣，而造成局部段的坡面滑動，導致失穩(wěn)問題發(fā)生。

2.2 施工過程產(chǎn)生的滑動

施工工藝和防護措施也是導致滑邊的主要因素。

1）控制開挖進度并分層開挖，臨波面不得堆放土方及其他設(shè)備、物料；2）開挖前合理制定降排水方案，控制降排水效果，確保地下水位在開挖面1.0m以下。3）關(guān)注天氣情況，做好防雨、防雪、防凍脹等措施，土方開挖盡量安排在非汛期。

3 其它因素誘發(fā)局部邊坡失穩(wěn)

3.1 誘發(fā)失穩(wěn)實例

大部分邊坡穩(wěn)定是通過C值和φ值在理論上進行了設(shè)計計算，也滿足了開挖深度的要求，但這并不意味著一定不會出現(xiàn)失穩(wěn)問題。實踐證明，局部出現(xiàn)穩(wěn)定問題都是其它因素而引起的。較多的是坡面松軟和壓實度不夠，加之外側(cè)受承壓水頭引起的滲透壓力影響而造成坡面滑動，如泗河4+587處開挖段根據(jù)河道開挖深度雖滿足安全穩(wěn)定的要求，但在施工期間正逢外側(cè)干渠送水，滲水造成大面積范圍內(nèi)滑坡現(xiàn)象，在干渠加大流量送水時，水位差達到6.5m，此時出現(xiàn)了嚴重的圓弧滑動邊坡失穩(wěn)問題，其失穩(wěn)產(chǎn)生坡面滑動基本情況見圖1。

圖1 圓弧滑動斷面圖

3.2 產(chǎn)生滑坡原因分析

1）堆堤防滲長度不足。根據(jù)查勘對該段滑動面處斷面尺寸進行了整理其結(jié)果如下：依據(jù)圖紙浸潤走向較安全穩(wěn)定的曲線長度應(yīng)為L=65m。

K為理想的安全系數(shù)，K=10；H0為上下水位差，H0=6.5m。

而實際L=45m，故認為該段防滲長度不足以抵抗?jié)B透壓力，也證明下游出逸點位置抬高，依據(jù)“圓弧滑動圖”，分析出逸點抬至▽17.0m左右高出河床2.5m，這些都導致了滑動因素的產(chǎn)生。

2）青坎狹窄，邊載過大。由于河道縱向中心線順至到南側(cè)，比原設(shè)計偏16～20m左右，導致河床青坎以上斷面偏窄，原有設(shè)計堆土高度為▽23.0m，而由于積土無處堆放，青坎以上占地面積又偏小，堆堤加高至▽25.5m，高出設(shè)計2.5m，其重量G=（5+10）×2.5/2×1.6=30t/m2，且又接近河口，加之滲透作用，使堤身下面土層處于飽和狀態(tài)，抗壓、抗剪能力偏低，從而又在“超載”的運動下加速了滑動的產(chǎn)生。

3）原有堆堤自身質(zhì)量偏差。在該處，一方面南側(cè)混凝土渠破壞嚴重，另一方面該段堤身斷面壓實度不夠，也導致問題的誘發(fā)。

4）其它原因。由于滲透壓力增加，堆身防滲長度不夠，造成出逸點上抬，也意味著河床下部抗滑能力降低，原在砼護坡中放置的冒水孔▽15.5m位置，通過“測算圖”看偏高也偏少，失去作用，導致滲水壓力增大，又由于滲水排不出，直至抬高了護坡后側(cè)面的水位，導致該處φ值和C值降低，久而久之，一旦超過平衡，直至到達極限，瞬間形成滑坡。因此根據(jù)分析以上存在問題因素是多方面的。

3.3 修復(fù)方案

針對以上出現(xiàn)的問題，采取了一系列處理措施，其關(guān)鍵點為要提高壓實度，減少滲流產(chǎn)生，同時采用下泄通暢的原則與方法進行。具體做法：1）堆堤坡的河床修復(fù)，將該處原有的滑動面清除干凈，并將原滑動形成的淤泥渣物均清理出場；將▽23.0m至▽25.5m堆堤土，作為干土對滑動面進行回填，從而也起到對該斷面減載之作用；采用干土層層套壓，其壓實度值不少于0.93，要進行實地監(jiān)督，用環(huán)刀取樣做實驗，以此控制斷面河床的質(zhì)量。

2）建議▽14.5m至▽20.0m統(tǒng)一做成混凝土護體，▽20.0m以上仍按原結(jié)構(gòu)實施。

3）排水孔布置，建議在▽15.0m以下進行梅花形布置。

4）由▽16m至17m混凝土護坡處做縱向反濾層，同時沿▽18m▽15.5m線斜坡面開挖做成盲溝，斷面60×80cm，每5m做一道透水盲溝與縱向濾層連接。

4 結(jié)語

實例證明，防止產(chǎn)生滑坡的條件必須滿足：

1）依據(jù)坡面層土料φ值和C值需最佳性選擇，最佳利用黏性土φ＞200。

2）河道斷面設(shè)計合理，保障斷面穩(wěn)定。

3）邊坡外部條件影響在設(shè)計和施工中加以注重，尤其是承壓水頭的影響，要有一定的防滲寬度，并在實施過程中考慮與側(cè)向水頭形成的接觸面要進行坡面范圍內(nèi)的壓實處理，尤其在浸潤線以下100cm位置上，要進行一定的壓實處理，壓實度不少于0.93。

4）在滲流出逸處設(shè)計適宜的縱橫濾層，尤其為混凝土護坡的坡面要確保滲水有足夠排出的空間。

5）對C值較小且φ值相對較大的坡面土層上施工，要注意滲積水的抽排，使其盡可能地降低施工期間地下水位達到最低。

（責任編輯遲明春）

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1009-6159（2017）-01-0011-02

2016-02-12

秦璞（1963—），男，高級工程師