李林兵，穆秀麗

（江西省九江市水利電力規(guī)劃設(shè)計院，江西 九江 332000）

1 工程概況

某水庫流域面積為 8.44 km2，總庫容 557×104m3，正常蓄水位155.0 m （黃海高程，下同），設(shè)計洪水位155.97 m（P＝5.0%），校核洪水位 156.62 m（P＝0.33%）。水庫設(shè)計灌溉面積800 hm2，保護人口約1萬人，承擔(dān)下游8個自然村的居民生活供水任務(wù)，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、供水、養(yǎng)殖等綜合效益的?。?）型水庫。

大壩為均質(zhì)土壩，壩頂軸線長262.00 m，壩頂寬4.50 m，最大壩高 16.00 m，壩頂高程 157.26～158.73 m。上游壩坡坡比約 1∶2.50，下游壩坡坡比約 1∶2.20～1∶4.20。

2 工程險情

汛期后，水庫在正常水位降至死水位時，水位下降速度約為 4 m/d，據(jù)判定公式 1/10〈k/μV≈1〈60，下降處于驟降與緩降之間，偏驟降。大壩上游壩坡樁號0+075～0+125，長約50 m范圍出現(xiàn)滑坡，壩腳局部有隆起現(xiàn)象，滑坡面積約1880 m2（見圖1和圖2）?；瑒訒r滑坡體頂部下沉，與原壩體出現(xiàn)約1 m落差錯裂面，帶動上游坡其它部位拉裂。

圖1 上游坡滑坡區(qū)域平面圖

3 地質(zhì)勘察

據(jù)地勘資料揭露，上游主河床段壩基存在厚約7m的軟弱土層，土體為沖洪積淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，灰色、灰褐色，濕～飽和，呈可塑～軟可塑狀，具中等偏高壓縮性，其抗剪強度低，物理力學(xué)性質(zhì)差，為一軟弱剪切破壞帶。主要物理力學(xué)參數(shù)見表1。

壩體土主要為粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)壤土，褐黃色、紅黃色，呈稍密狀，土體具中等壓縮性，含水量高，其抗剪強度也較低，物理力學(xué)性質(zhì)差。物理力學(xué)參數(shù)見表1。

4 分析原因

經(jīng)綜合分析，壩體產(chǎn)生滑坡主要有以下幾方面的原因：

圖2 上游壩坡滑裂面橫剖面圖

表1 土體物理力學(xué)指標及滲透系數(shù)建議值表

（1）壩基沖洪積淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層為中等偏高壓縮性，層厚，摩擦角僅9.4°，抗剪強度較低，天然含水量大，容重小，承載力小，壓縮性大，尤其其靈敏度高。若上部荷載發(fā)生變化，就會加劇該層土體的變形，降低地基土的強度，造成上部壩體沉降。

（2）壩體土質(zhì)較差，不密實，具中等壓塑性，含水量高，物理力學(xué)性能差，內(nèi)摩擦角（φ）也僅 11.5°，抗剪強度低。

（3）水庫泄水時，水位下降速度偏快，造成壩體土內(nèi)孔隙水無法及時排出，且上游無外靜水壓力平衡，壩體土所含水重使下滑力增加，致使土體抗剪強度降低。最終導(dǎo)致壩體失穩(wěn)，具體計算成果詳見表4。

5 處理方案

結(jié)合工程現(xiàn)狀、地質(zhì)鉆孔資料及壩坡穩(wěn)定計算綜合分析，判定壩體滑動沿壩基淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層產(chǎn)生深層滑動，考慮滑動層較厚，且水庫放空困難，無法完全清除軟弱土層，結(jié)合周邊土方量少等多方面原因，經(jīng)綜合考慮，本次設(shè)計提出采用上游壩腳土體壓重結(jié)合高噴阻滑樁同時處理的加固方案（加固橫剖面見圖3）。

（1）上游壩腳壓重。對壩體上部滑動土清除填筑上游壩腳作為壓重。壩腳壓重厚4.00 m，寬15.00 m，頂高程為 146.00 m，外坡 1∶2.50。

（2）上游壩腳布置高噴阻滑樁，阻止壩基淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土向庫區(qū)蠕動，增加阻滑力。高噴范圍為壩腳滑坡體段長度，根據(jù)實際測量確定約為50 m。高噴孔布置兩排，頂高程 142.00 m，孔距為 1.50 m，排距 1.20 m，具體見圖3，底部深入石灰?guī)r層不小于50 cm。

圖3 高噴布孔

灌漿施工采用雙重管法，據(jù)《高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》（DLT5200-2004）擬定施工參數(shù)氣壓 0.7 MPa，漿壓30～35 MPa，流量 80～120 L/min；噴嘴孔徑 2～3mm，噴嘴個數(shù) 2 個，提升速度 10～20 cm/min，轉(zhuǎn)速約 10～20 r/min。噴漿材料主要為 P.O42.5 水泥，水灰比 1∶1，施工前需進行試驗，修改施工參數(shù)。高壓旋噴孔斜率必須小于1%，水泥土固結(jié)體軸心無側(cè)限抗壓強度不小于5 MPa，抗剪強度不小于 0.5 MPa，樁體直徑不小于 1.60 m。

6 工程檢測

外觀檢測：單樁成樁7 d后，對樁體周邊土體開挖，外露樁頭，樁體部位堅硬，樁身灰色，呈明顯圓柱體，直徑 1.60～1.80 m，大于設(shè)計樁徑1.60 m，樁體頂高程142.00～142.10 m，成樁直徑、樁體頂高程均達到設(shè)計要求。

室內(nèi)強度檢測：成樁28 d后，對樁身取樣檢測，其抗剪斷強度參數(shù)凝聚力為 0.76 MPa，內(nèi)摩擦角為 22.8°，成果見下表2。

水泥土抗剪強度公式為S＝C+σtanφ，σ為作用于剪切面上的法向應(yīng)力。根據(jù)本工程的加固方案：樁體上部壓重土體高約4.0 m，作用樁身的法向應(yīng)力約為 0.07 MPa，經(jīng)計算抗剪強度為 0.79 MPa，則大于設(shè)計指標 0.5 MPa。

7 加固前、后壩坡穩(wěn)定計算

（1）計算斷面：加固前、后斷面分別見圖1和圖4。

（2）計算工況及浸潤線：計算工況采用正常水位降至死水位，降落速度為4m/d，壩體內(nèi)孔隙水壓力考慮未完全消散，浸潤線按非穩(wěn)定滲流期浸潤線，滲流計算參數(shù)選用總應(yīng)力指標。

（3）計算參數(shù)：①土體物理力學(xué)參數(shù)采用地質(zhì)成果，見表3，壩坡穩(wěn)定計算時，浸潤線以上部分按濕容重計算，浸潤線以下至死水位以上部分按飽和容重計算，死水位以下采用浮容重；②高噴阻滑樁有效（平均）厚度為 1.75m，設(shè)計抗剪強度取 0.5MPa。

（4）計算方法：采用畢肖普法，根據(jù)壩坡滲流穩(wěn)定軟件找出最不利滑弧和其最小安全系數(shù)。

（5）計算結(jié)果：加固后計算結(jié)果見表4，加固后最不利滑弧見圖5，單位長度高噴樁承擔(dān)水平抗剪力（阻滑力）為875 kN。

圖4 滑坡加固斷面圖

表2 水泥土抗剪強度參數(shù)檢驗報告表

表3 土壩壩體及壩基的物理力學(xué)參數(shù)表

K＝抗滑力/滑動力＝（土體抗滑力+抗滑樁抗滑力）/滑動力＝（2435.2+875）/2553.9＝1.29kN〉kf＝1.25（規(guī)范安全系數(shù)）。

表4 加固前、后上游坡穩(wěn)定計算結(jié)果對照表

圖5 加固后最不利滑弧面

8 處理效果及結(jié)論

工程經(jīng)加固后已運行多年，目前上游壩坡運行正常，未出現(xiàn)裂縫滑坡等險情。根據(jù)理論計算和實際運行，可認為壩腳壓重加大阻滑體重量，高噴阻滑樁承擔(dān)了部分抗剪阻滑力，有效提高了壩坡穩(wěn)定性。

9 結(jié)語

高噴技術(shù)通常應(yīng)用在大壩防滲、基礎(chǔ)處理等領(lǐng)域，本工程將其作為阻滑樁應(yīng)用于大壩滑坡處理，來承擔(dān)部分阻滑力。其應(yīng)用范圍為：壩基存在軟弱土層較厚或軟弱夾層等，易造成壩坡產(chǎn)生深層滑動，該土層清除困難，通過沿壩腳布置高噴樁截斷軟弱土層，穿透至硬基，可有效阻止該軟弱層土體受上部荷載擠壓向庫區(qū)蠕動，同時承擔(dān)部分抗剪力。

高噴樁作為阻滑樁，應(yīng)選用高壓旋噴樁，其噴射范圍廣，樁體尺寸大，抗剪截面大，設(shè)計時樁底應(yīng)進入硬基，如基巖、砂礫石層等，避免樁身隨滑坡土整體滑移或傾覆。樁徑和樁身強度是旋噴阻滑樁兩個主要設(shè)計指標，可依據(jù)具體工程的地質(zhì)情況、噴射介質(zhì)、灌漿壓力及試驗結(jié)果參數(shù)等合理選用。

[1］DLT5200-2004.高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范[S］.