李新華

（湖南涔天河工程建設(shè)投資有限責(zé)任公司，湖南 永州 425500）

涔天河灌區(qū)渠道地處湘江上游的丘陵山區(qū)，沿山腰布置，除了建設(shè)隧洞、倒虹吸管、渡槽以外，還需要通過(guò)開(kāi)挖或填方形成渠道，從而產(chǎn)生形態(tài)特性差異大的眾多邊坡。由于沿線(xiàn)地質(zhì)條件復(fù)雜，存在巖溶、斷層、順層邊坡，軟巖、特殊土等不良地質(zhì)結(jié)構(gòu)，以及豐富的地表水、地下水，伴隨區(qū)域強(qiáng)降雨的氣候特征，尤其是在邊坡開(kāi)挖擾動(dòng)情況下，以及渠道運(yùn)行時(shí)動(dòng)水的沖刷和浸泡作用下，各類(lèi)邊坡存在較大失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)概率。

1 水工渠道邊坡的特點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)源

長(zhǎng)距離引水干渠一般穿過(guò)山腰，結(jié)合渡槽、倒虹吸管段、隧洞等組成。穿過(guò)山腰的渠段又不可避免地涉及削坡、填方，沿線(xiàn)實(shí)施的大量邊坡工程，存在突出的風(fēng)險(xiǎn)源：

1）開(kāi)挖渠道形成新的人工邊坡，可能擾動(dòng)誘發(fā)原來(lái)自穩(wěn)的自然邊坡失穩(wěn)。

2）開(kāi)挖后邊坡支護(hù)、防護(hù)不合理、不及時(shí)，邊坡施工期和運(yùn)行期的穩(wěn)定性都可能得不到保障。

3）局部段存在內(nèi)側(cè)邊坡削坡開(kāi)挖、外側(cè)邊坡填方堆砌，渠道內(nèi)大流量動(dòng)水沖刷作用，加劇上下邊坡風(fēng)險(xiǎn)程度。

4）渠道運(yùn)行期，渠道防滲措施損壞失效，引水下滲導(dǎo)致外側(cè)邊坡（尤其是填方邊坡）內(nèi)水壓力增加，如果疊加強(qiáng)降雨坡面入滲，極大地增大了渠道建筑物的風(fēng)險(xiǎn)。

2 涔天河干渠邊坡存在的地質(zhì)問(wèn)題

1）地質(zhì)條件差、削坡后渠道內(nèi)側(cè)邊坡滑塌，威脅渠道安全。

2）渠道外側(cè)坡體水土流失嚴(yán)重、影響長(zhǎng)期穩(wěn)定。

3）高壓線(xiàn)塔等建筑物位于坡體范圍，邊坡后續(xù)施工風(fēng)險(xiǎn)極高。

4）強(qiáng)降雨致使邊坡持續(xù)發(fā)生不連續(xù)變形，毀壞已實(shí)施的剛性支護(hù)和排水結(jié)構(gòu)。

5）渠道外側(cè)填土坡整體滑塌，威脅渠道下游群眾生命、財(cái)產(chǎn)安全。

6）坡面雨水沖刷、變形，致使噴混凝土措施失效，渠道內(nèi)側(cè)巖體整體推移，渠道寬度嚴(yán)重壓縮。

7）渠道襯砌和防滲結(jié)構(gòu)的耐久性，在環(huán)境影響，如周期性高低溫影響下，襯砌和防滲結(jié)構(gòu)損傷失效，會(huì)帶來(lái)邊坡破壞等次生風(fēng)險(xiǎn)。

3 涔天河干渠典型高風(fēng)險(xiǎn)邊坡

3.1 干渠邊坡開(kāi)挖風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)

采取無(wú)人機(jī)+地質(zhì)專(zhuān)家，對(duì)干渠高危邊坡、臨渠村莊（不含渡槽、隧涵）進(jìn)行實(shí)地勘查（基于設(shè)計(jì)勘察資料，補(bǔ)充現(xiàn)場(chǎng)勘察坡）。主要工作包括現(xiàn)場(chǎng)勘查及原狀土（巖石）取樣，收集整合設(shè)計(jì)、施工資料等。

1）區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)概貌：通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍，得到研究區(qū)域內(nèi)渠道邊坡所處地理位置及附近整體地貌形態(tài)直觀(guān)認(rèn)識(shí)，記錄渠道大致走向及附近山體植被分布，臨渠村莊的分布情況，將人口經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判。

2）工程地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查，查明地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)及不良地質(zhì)作用等，包括結(jié)構(gòu)面類(lèi)型、產(chǎn)狀、延展情況、閉合程度和充填及含水層情況等信息；觀(guān)測(cè)邊坡節(jié)理裂隙的發(fā)育情況，對(duì)于破碎巖體，隨機(jī)選取多處節(jié)理裂隙進(jìn)行調(diào)查測(cè)繪；分析邊坡巖土體類(lèi)型、成因、工程特性及施工情況；對(duì)已失穩(wěn)破壞的邊坡進(jìn)行踏勘，查明失穩(wěn)破壞類(lèi)型、破壞方式、規(guī)模、影響因素及破壞機(jī)理等；分析判斷未破壞邊坡目前狀況及有無(wú)失穩(wěn)跡象。

3）巖土體取樣：對(duì)典型邊坡，采集巖土體試樣，包括邊坡原狀土、擾動(dòng)體和巖石，按規(guī)范封裝樣本，進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)，以獲取四類(lèi)邊坡土體（巖石）物理力學(xué)參數(shù)，為后續(xù)邊坡穩(wěn)定的數(shù)值模擬工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.2 典型高風(fēng)險(xiǎn)邊坡

3.2.1 存在高風(fēng)險(xiǎn)的邊坡情形

基于初步掌握的灌渠沿線(xiàn)情況，經(jīng)綜合判斷，需高度關(guān)注存在高風(fēng)險(xiǎn)的邊坡情形有以下幾類(lèi)：

1）匯水面積大，地表沖刷嚴(yán)重，暴雨時(shí)全飽和入滲的邊坡。

2）巖溶發(fā)育區(qū)域，漏水、裂隙和巖溶發(fā)育、不均勻變形，易崩塌的邊坡。

3）順層、軟弱夾層等自穩(wěn)能力差的邊坡。

4）松散堆積體、古滑坡、古巖堆，開(kāi)挖后滑坡可能復(fù)活的邊坡。

5）高填方、壓實(shí)度不夠、無(wú)支擋或支擋結(jié)構(gòu)欠合理，渠道水漫頂、襯砌滲流后易潰決的邊坡。

6）開(kāi)挖削坡附近有高壓電架等重要建（構(gòu)）筑物的邊坡。

7）坡腳有居民、村莊、鐵路、公路等重要建（構(gòu)）筑物的坡段。

基于局部普查和地理、地質(zhì)條件分析，根據(jù)邊坡不同的施工方法以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)的差異，確定涔天河干渠存在切方邊坡（右總干渠）、高填方邊坡（右總干渠）、裂隙巖質(zhì)邊坡（右總干渠）和風(fēng)化巖質(zhì)高邊坡（東干渠）四類(lèi)不同高風(fēng)險(xiǎn)邊坡。

3.2.2 切方邊坡風(fēng)險(xiǎn)分析

主要是土質(zhì)和巖土質(zhì)二元結(jié)構(gòu)高邊坡在削坡減載情況下，支護(hù)、防護(hù)措施不當(dāng)，坡面防水排水系統(tǒng)措施不足，坡體在降雨入滲后下滑力增大、抗滑力減小，造成滑坡，危及渠道施工和運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.3 填方邊坡風(fēng)險(xiǎn)分析

原自然邊坡開(kāi)挖不科學(xué)，填方坡腳支擋設(shè)計(jì)不合理或未設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)、填料選用不恰當(dāng)、填筑質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，坡面防護(hù)不到位等，都可能造成填方坡體處于自穩(wěn)臨界狀態(tài)，遭遇強(qiáng)降雨沖刷坡面或渠道滲漏渠水滲流進(jìn)入不密實(shí)的填筑層內(nèi)部，滲流力及動(dòng)水壓力增大，極可能造成填方邊坡垮塌、渠水漫溢潰決，引起坡腳附近水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.4 裂隙/順層巖質(zhì)邊坡風(fēng)險(xiǎn)分析

看似穩(wěn)定的裂隙巖體/順層巖質(zhì)邊坡，未經(jīng)處理貿(mào)然開(kāi)挖擾動(dòng)，在渠道開(kāi)挖擾動(dòng)、強(qiáng)降雨影響下，裂隙軟弱夾層失去自穩(wěn)能力而滑塌，嚴(yán)重影響渠道后期施工和運(yùn)行期安全的高風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.5 風(fēng)化巖質(zhì)邊坡風(fēng)險(xiǎn)分析

開(kāi)挖后的邊坡，坡面防護(hù)、支護(hù)不合理，繼續(xù)風(fēng)化，坡面排水、防水未形成系統(tǒng)，雨水滲入，可能引起坡體局部坍塌或滑塌，淤塞渠道，造成渠道不能運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié) 論

涔天河干渠長(zhǎng)達(dá)240 km；支渠達(dá)到170 km。針對(duì)局部區(qū)域已開(kāi)挖的高風(fēng)險(xiǎn)渠道邊坡展開(kāi)研究，具體工作和結(jié)論如下：

1）高風(fēng)險(xiǎn)邊坡確定與分類(lèi)。針對(duì)工程進(jìn)度已經(jīng)揭露的邊坡開(kāi)挖情況，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查勘、初步設(shè)計(jì)報(bào)告分析，研究地質(zhì)條件等固有風(fēng)險(xiǎn)因子、降雨等動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)因子，確定了切方邊坡、填方邊坡、裂隙巖質(zhì)邊坡、風(fēng)化巖質(zhì)高邊坡等四類(lèi)典型高風(fēng)險(xiǎn)邊坡。

2）物理力學(xué)參數(shù)研究。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)部分巖土體取樣室內(nèi)試驗(yàn)、工程類(lèi)比、工程經(jīng)驗(yàn)分析，結(jié)合初步設(shè)計(jì)報(bào)告，研究確定了典型高風(fēng)險(xiǎn)邊坡的基本物理力學(xué)參數(shù)。

3）設(shè)計(jì)復(fù)核和優(yōu)化對(duì)策建議。考慮自然邊坡、開(kāi)挖斷面、支護(hù)措施在自然狀態(tài)、強(qiáng)降雨條件等工況下的安全性，對(duì)原設(shè)計(jì)開(kāi)挖支護(hù)方案復(fù)核，在此基礎(chǔ)上對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)后果的邊坡提出治理措施，并進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證；對(duì)存在風(fēng)險(xiǎn)隱患的邊坡提出風(fēng)險(xiǎn)控制措施。

4）針對(duì)總干渠運(yùn)行期的相關(guān)高風(fēng)險(xiǎn)邊坡，結(jié)合研究的典型邊坡監(jiān)控布置設(shè)計(jì)，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的低功耗遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)想。

4.2 建 議

1）參建各方要高度重視渠段高風(fēng)險(xiǎn)邊坡涉及的全過(guò)程管理，防止因?yàn)榉羌夹g(shù)因素加劇風(fēng)險(xiǎn)或誘發(fā)新的風(fēng)險(xiǎn)。

2）對(duì)可能的高風(fēng)險(xiǎn)邊坡要精細(xì)化設(shè)計(jì)、精細(xì)化施工、精細(xì)化管理。

①在規(guī)范容許的范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)要充分考慮施工中難以控制的因素，適當(dāng)增加安全裕度。

②施工嚴(yán)格按程序進(jìn)行，如土質(zhì)高邊坡開(kāi)挖宜隨挖隨支護(hù)，防止雨水下滲；巖質(zhì)邊坡開(kāi)挖應(yīng)在應(yīng)力釋放后立即支護(hù)；裂隙巖體邊坡開(kāi)挖前，應(yīng)先進(jìn)行后緣排水、預(yù)加固，再實(shí)施開(kāi)挖。

③施工中，填方邊坡選料、含水率、壓實(shí)等工序務(wù)必嚴(yán)格達(dá)標(biāo)，提前謀劃，切忌因進(jìn)度而忽視各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量。

④加強(qiáng)高風(fēng)險(xiǎn)邊坡施工過(guò)程中的監(jiān)控量測(cè)；加強(qiáng)對(duì)施工全過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)督和檢測(cè)。前一道工序竣工后通過(guò)質(zhì)量檢測(cè)，滿(mǎn)足規(guī)范要求才能進(jìn)行下一工序的施工。

⑤加強(qiáng)高風(fēng)險(xiǎn)邊坡及相應(yīng)渠道運(yùn)行初期及暴雨、持續(xù)降雨、氣溫驟變等特殊條件下的監(jiān)管，如邊坡出現(xiàn)險(xiǎn)情應(yīng)及時(shí)預(yù)警或處置，各種復(fù)雜原因造成渠道襯砌混凝土分縫止水設(shè)施部位發(fā)生變形、繞滲，可在后期施加彈性防護(hù)面層等。