李艷鋒

（河北省南水北調工程建設管理局，石家莊050000）

1 工程概況

南水北調中線一期工程總干渠陶岔～沙河南南陽段第三施工標段，起點設計樁號102+550，終點設計樁號108+650，長度為6.1km。主要建筑物為1級，次要建筑物為3級?？偢汕髁恳?guī)模在本標段內(nèi)分為兩段：樁號102+550～104+285設計流量340m3/s，加大流量410m3/s；樁號104+285～108+650設計流量330m3/s，加大流量 400m3/s。

渠道106+090-106+188為全挖方渠段，渠坡開挖深度15.7～16.1m，設計有一級馬道，渠坡和渠底采用5%水泥改性土換填，改性土換填厚度為2m。渠坡和渠底采用混凝土（C20W6F150）襯砌，下部均鋪設復合土工膜（576g/m2），渠底寬度21m，渠底混凝土襯砌厚度0.08m（砂墊層厚度0.1m），渠坡混凝土襯砌厚度0.1m，坡比1∶2，渠坡土工膜下安裝排水板。

2 地質概況

地層巖性主要有上第三系（N）粘土巖（呈灰綠色，巖體具有強膨脹性）和第四系中更新統(tǒng)（a1-plQ2）粉質粘土（呈褐黃～棕黃色，局部充填灰綠色粘土，粉質粘土具有中等膨脹性）組成。

渠道 106＋090～106＋188為上部中膨脹土為主、下部強膨脹巖段。渠坡主要由Q2粉質粘土組成，渠底局部揭露N粘土巖。Q2粉質粘土，硬塑狀，局部呈可塑狀，Q2土體局部具中等膨脹性。N粘土巖分布于Q2粉質粘土之下，裂隙發(fā)育，具強膨脹性，局部具中等膨脹性。Q/N分界面高程位于132.8～133.0m，略低于渠底襯砌板高程（約133.5m）。

3 氣象資料

據(jù)總干渠附近的南陽氣象站實測氣象資料統(tǒng)計：標段所在區(qū)域內(nèi)多年平均降雨量787mm，5～9月降雨量557.8mm，占年降水量的70.9%，其中7、8兩月達300mm，占年降水量的38.1%，而又以7月份占21.8%，為各月之首。大于50mm的暴雨4～10月均可出現(xiàn)，但多發(fā)生在7月。多年平均氣溫14.8℃，極端最高氣溫41.4℃，出現(xiàn)在1972年6月；極端最低氣溫-17.6℃，出現(xiàn)在1969年1月31日。3d最大溫度變幅13.8℃，出現(xiàn)在2月份。

4 抗滑支護體系

針對部分渠坡具有中強膨脹性，在施工過程中，變更新增了Bl型抗滑支護體系，支護體系由抗滑樁、樁梁連接段、坡面梁、齒槽和渠底橫梁組成，混凝土強度等級為C30，其中坡面梁和渠底橫梁混凝土抗凍等級為F150。本段抗滑樁直徑為1.2m，樁長為13.8m，樁間距為 4.0m，坡面梁尺寸（B·H）為 0.6m×0.5m。

抗滑樁頂部高程140.784m，底部高程126.984m，伸入渠底板以下長度為4.32m，在坡面中長度為9.48m，支護體系布置如圖1。

圖1 抗滑支護體系

5 滑坡描述

樁號106+090～106+188渠段右岸挖深14m，渠坡坡比1∶2。該段渠道渠坡土體膨脹性為中強。2013年4月19日，渠道106+140-104+180右岸發(fā)生樁前土滑坡（第1次滑坡），根據(jù)現(xiàn)場勘測資料，基本確定滑坡底部位于Q/N土巖分界面，規(guī)模約為6100m3。

2013年9月24日，因受滑坡體影響，樁號106+138-106+178右岸發(fā)生了第2次較大規(guī)模的滑坡，滑坡擴至樁后深挖方的頂部，滑坡體積2萬m3，滑坡還導致該段范圍內(nèi)已施工完成的樁徑1.2m、樁長13.8m的9根抗滑樁傾斜，經(jīng)開挖驗證發(fā)現(xiàn)其中7根已發(fā)生斷裂，樁內(nèi)有的鋼筋被拉斷，如圖2所示。

圖2 第2次滑坡

6 滑坡原因分析

南陽地區(qū)汛期到來較早，汛期天氣降雨較多，特別是進入汛期后，降雨更加頻繁：特別是2013年5月份降雨2次，最長時間達6d，共計10d；2013年 6月份降雨2次，共計9d；2013年7月份降雨四次，共計9d；2013年8月份有8d時間降雨；2013年9月份降雨3次，共計7d。連續(xù)降雨造成渠底大量積水，尤其是在坡腳處。

該處滑坡處于中強膨脹土區(qū)，土體大裂隙及長大裂隙較發(fā)育，膨脹土（巖）具有膨脹性、多裂隙性和超固結性的特點。在開挖完成后，由于卸荷作用造成渠坡一定深度范圍內(nèi)膨脹土（巖）極易發(fā)生卸荷松弛和裂隙的張開，其抗剪強度參數(shù)隨著暴露時間逐漸降低。5～9月間多次降雨，雖在降雨過程中采取了覆蓋防雨措施，雨后抽排坡腳積水等措施，造成渠床多次干濕循環(huán)，雨水滲入膨脹土裂隙間，加之坡腳雨水浸泡，坡腳抗滑穩(wěn)定作用急劇降低，是造成第1次樁前土體滑坡的原因。第1次滑坡斷面如圖3所示。

圖3 第1次滑坡斷面

發(fā)生第1次滑坡后，由于各種因素影響，邊坡沒有及時得到處理，裸坡時間過長，使得坡腳和一定深度范圍內(nèi)膨脹土反復干濕循環(huán)，發(fā)生卸荷松弛和裂隙張開，土體力學強度降低，在降雨入滲、雨后渠底積水、坡頂施工便道重型車輛動荷載、地下水位較高，加之樁前滑體抗力喪失等因素綜合影響，導致沿長大結構面、軟弱面和裂隙面產(chǎn)生組合滑動，樁體傾斜、斷裂，發(fā)生第2次滑坡，其斷面如圖4所示。由于滑坡斷面變大，滑坡推力增大，樁前土抗力因地質原因、降水原因、改性土未及時換填等原因降低，造成樁體撓度破壞，部分樁體出現(xiàn)斷樁。

圖4 第2次滑坡斷面

7 處理方法

首先應對該渠段坡頂、坡底和附近地形的地表進行排水疏導，距離開口線30m范圍內(nèi)不應存在積水，防止地表水沖刷建基面?；麦w在清理過程中，若發(fā)現(xiàn)清理后的原狀土建基面滲水，應布設盲溝進行導排，在距離坡腳外側1m以外的位置設施集水井，及時將滲水排出，避免坡腳積水。

在清除滑坡土體，需采取妥善措施確?？够瑯逗团R時渠坡的安全穩(wěn)定，然后對坡頂進行開挖卸荷?；麦w沿滑動面由上至下進行清理，開挖面要分層開挖呈臺階狀，清理至原狀土體，避免臨空面過高造成局部土體塌落破壞?；麦w清理過程中應加強對臨時邊坡和抗滑樁的監(jiān)測，并采取妥善的措施以保證施工安全。

在清除滑坡體和受損的抗滑樁后，首先采用弱膨脹土進行分層回填至水泥改性土換填底線，回填時一定要應開蹬回填，回填層厚不大于30cm，并采用凸塊振動碾，回填土壓實度不小于0.98。為避免大氣降水影響和土體干縮后強度降低等影響，回填工作應在24h之內(nèi)完成。外包水泥改性土施工，宜和土體回填同步進行；如不能同步回填，應對已回填完的部分進行覆蓋保護，并在最短時間內(nèi)將改性土回填到位。

滑坡體回填至適當高程后，進行新增抗滑樁施工。過水斷面新增抗滑樁位于截斷抗滑樁的內(nèi)側，樁徑1.2m，樁長15m（經(jīng)設計復核驗算）。過水斷面回填至一級馬道后應及時削坡進行坡面梁和渠底橫梁的施工。

施工單位在滑坡體清理后回填時發(fā)現(xiàn)，基面有滲水現(xiàn)象，在滑坡回填快速施工過程中未設置排水盲溝；原狀土含水量較高，與回填土結合不好，可能存在軟弱面；回填過程中回填土震動碾壓對原狀土擾動，為保證回填后滑坡體整體穩(wěn)定，經(jīng)復核，在一級馬道外側增設直徑為1.2m，樁長為18m，樁中心距為4m的抗滑樁。抗滑樁布置如圖5所示。

圖5 抗滑樁布置

以此最大限度保證渠床穩(wěn)定安全，確保通水后渠道安全運行。

8 結語

南水北調中線工程有膨脹土（巖）的渠段累計長368km，占在建項目總長1125km的33%。由于膨脹土的特殊物理性質，在經(jīng)歷多次干濕循環(huán)后，其強度損失很快，以至于不能保持自身穩(wěn)定造成滑坡。因此在膨脹土渠段施工，就要遵循一個原則“快”。在滿足設計和施工要求的情況下，要在開挖后，快速進行上部結構施工；如不能繼續(xù)上部施工應及時覆蓋，隔離渠床與大氣接觸，避免干濕循環(huán)造成強度損失，造成滑坡。同時應做好周邊和土體排水設計，及時將降水和地表水排至渠床外側，降低對膨脹土渠床的影響。

南陽三標滑坡是膨脹土渠段滑坡破壞的典型，中線工程其他施工標段應引以為戒，及早采取必要措施，避免此類事件再次發(fā)生。保證施工工期，節(jié)省資金，確保南水北調中線工程按時保質完成。

［1］長江勘測規(guī)劃設計有限責任公司.南水北調中線一期工程總干渠陶岔至魯山段強膨脹土及開挖深度大于15m的中膨脹土渠段重大變更設計報告［R］.

［2］長江勘測規(guī)劃設計有限責任公司.南水北調中線一期工程總干渠南陽三標滑坡處理設計報告［R］.

［3］NSBD-ZXJ-2-02，南水北調中線一期工程總干渠渠道膨脹巖處理施工技術要求［S］.

［4］SL274—2001，碾壓式土石壩施工規(guī)范［S］.

［5］SL237—1999，土工試驗規(guī)程［S］.

［6］NSBD-ZGJ-1-37，南水北調中線一期工程總干渠渠道水泥改性土施工技術規(guī)定（試行）［S］.

［7］JGJ94—2008，建筑樁基技術規(guī)范［S］.