秦璞，賈濤，羅順利

（1.南水北調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，結合南水北調截污導流工程，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，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，濟寧市對境內河流治理非常重視，為了使農田基本建設的排灌工程與南水北調工程標準相銜接，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為粉質性黏土，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。一旦由于設計、施工和管理不當，或者由于受不可預估的外來因素影響，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 設計和施工因素引起的邊坡失穩(wěn)

2.1 現狀邊坡的設計

河道邊坡設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，由于地質條件的不同，土的重度值γ、內摩擦角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失穩(wěn)問題。實踐證明，局部出現穩(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干渠送水，滲水造成大面積范圍內滑坡現象，在干渠加大流量送水時，水位差達到6.5m，此時出現了嚴重的圓弧滑動邊坡失穩(wěn)問題，其失穩(wěn)產生坡面滑動基本情況見圖1。

圖1 圓弧滑動斷面圖

3.2 產生滑坡原因分析

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

K為理想的安全系數，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“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生。

2）青坎狹窄，邊載過大。由于河道縱向中心線順至到南側，比原設計偏16～20m左右，導致河床青坎以上斷面偏窄，原有設計堆土高度為▽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生。

3）原有堆堤自身質量偏差。在該處，一方面南側混凝土渠破壞嚴重，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。因此根據分析以上存在問題因素是多方面的。

3.3 修復方案

針對以上出現的問題，采取了一系列處理措施，其關鍵點為要提高壓實度，減少滲流產生，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，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以上仍按原結構實施。

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 結語

實例證明，防止產生滑坡的條件必須滿足：

1）依據坡面層土料φ值和C值需最佳性選擇，最佳利用黏性土φ＞200。

2）河道斷面設計合理，保障斷面穩(wěn)定。

3）邊坡外部條件影響在設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向水頭形成的接觸面要進行坡面范圍內的壓實處理，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