【摘 要】 平原河網(wǎng)地區(qū),綿長(zhǎng)的堤線存在著土層地質(zhì)變化復(fù)雜、堤防質(zhì)量參差不齊、個(gè)別地段堤身單薄、回填土料質(zhì)量差和長(zhǎng)期失修等情況,在外力的作用下極易產(chǎn)生滑坡、沉陷、位移等現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】清淤工程;滑坡;措施
0 引言
2011年11月至20012年4月底寧?h進(jìn)行的長(zhǎng)街一干線河道清淤工程中造成幾起堤防的滑坡、沉陷和開裂現(xiàn)象,給清淤工程建設(shè)帶來(lái)較大的困難。因此研究河道清淤過(guò)程中的滑坡成因及處理措施是必要的。
1 滑坡成因
1.1 滲流
平原河網(wǎng)河道堤防工程大部分為早年建設(shè)的群眾性工程,堤身比較單薄,排水設(shè)備、回填土料的質(zhì)量難以保證。局部回填土料為淤泥質(zhì)粘土的,這部分土料長(zhǎng)期處在浸水飽和狀態(tài),強(qiáng)度弱而自重大,其下滑力較大。當(dāng)退水時(shí),由于淤泥質(zhì)粘土的滲透力,而退水后原堤防臨水側(cè)的阻滑壓力在減少。 當(dāng)斷水清淤作業(yè)時(shí),堤身內(nèi)的滲流力和自重等主滑動(dòng)力不斷增加,阻滑水壓力減少。
1.2 清淤過(guò)甚
清淤過(guò)程中,斷面尺寸很難按照設(shè)計(jì)控制,河床中的淤泥質(zhì)土或者垃圾沉積物等,在機(jī)械器具的擾動(dòng)和高壓水力泵槍的沖刷下(斷水作業(yè))會(huì)帶動(dòng)周邊土體的塌方和淤泥土的流動(dòng)。當(dāng)穩(wěn)定中起阻滑作用的鎮(zhèn)壓部分被挖,造成堤身安全穩(wěn)定系數(shù)下降,可能導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。
1.3 施工附加外力作用
帶水作業(yè)施工中,當(dāng)機(jī)械抓斗放下時(shí)堤前水位瞬時(shí)壅高,產(chǎn)生水浪波,強(qiáng)大的水體動(dòng)力沖擊干墻身;當(dāng)抓斗沉到水下后,水回落,堤身受到負(fù)壓的拖吸力作用;當(dāng)抓起淤泥時(shí),抓斗外側(cè)和河床淤泥之間短時(shí)產(chǎn)生“真空”區(qū),此時(shí)土體受到負(fù)壓的拖吸力作用;同時(shí)受一股強(qiáng)大的水流來(lái)填充,產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力沖刷力沖刷淤泥;當(dāng)抓斗離開水面時(shí),又產(chǎn)生強(qiáng)大的拖吸力。在每抓一斗淤泥的過(guò)程,水位高低相差有時(shí)達(dá)1m左右,此時(shí)堤身除受到較大的主動(dòng)土壓力作用外,還要受到水浪的沖擊動(dòng)力及水位回落產(chǎn)生的拖吸力;水下的淤泥受到水力的沖刷和拖吸吸力等,在這些力的綜合作用下,如果墻身或上體強(qiáng)度不夠,就可能產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。
1.4 其他因素
除上述幾種原因外,如果施工地段的地基基礎(chǔ)較軟弱或遇古河道上筑砌的堤身;堤身的填筑質(zhì)量存在;新舊堤界面處理不當(dāng),通過(guò)裂縫滲水;堤前開挖過(guò)深等在施工前又沒有進(jìn)行處理等,均有可能引起失穩(wěn)。
2 滑坡預(yù)防措施
清淤工程滑坡的產(chǎn)生一般是內(nèi)外因素作用的結(jié)果,只要及早預(yù)防,采取適當(dāng)措施,消除滑坡發(fā)生的外在因素,多數(shù)滑坡是可以防止的。
2.1 選擇合理的疏浚斷面
。1)根據(jù)土質(zhì)、沿岸建筑物和堤防穩(wěn)定情況分段進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于堤腳埋深較淺的,要采取修緩河岸邊坡方式或以留平臺(tái)和提高平臺(tái)高程的方法。對(duì)于軟弱基礎(chǔ)或遇古河道地段,要考慮基礎(chǔ)加固措施。
。2)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)斷面,通過(guò)穩(wěn)定分析確定后,還要充分考慮施工中可能產(chǎn)生的超挖情況,要采用規(guī)范允許的超寬、超深值進(jìn)行校核。
2.2 選擇合理的施工方法
(1) 施工前要對(duì)照設(shè)計(jì)資料深入工地調(diào)查,按照實(shí)地情況和機(jī)械設(shè)備及施工技術(shù)做出詳細(xì)施工組織設(shè)計(jì),對(duì)存在問(wèn)題提早做出處理預(yù)案。
(2)對(duì)軟弱地基礎(chǔ)要采取機(jī)械帶水作業(yè),施工時(shí)要控制開挖的速度和施工順序,嚴(yán)格控制超挖的數(shù)值。將常規(guī)的先掏槽后擴(kuò)坡的施工方法改為由上而下,按梯形斷面開挖。對(duì)河面較窄,基礎(chǔ)土質(zhì)較好或滑坡后產(chǎn)生影響不大的地段,可采用斷水作業(yè),利用水力機(jī)組沖填結(jié)合人工開挖施工。
(3)施工中要注意觀察,及時(shí)發(fā)現(xiàn)堤面開裂、沉陷變形、土質(zhì)變化情況,作出相應(yīng)的應(yīng)急措施。
。4)施工棄土及時(shí)遠(yuǎn)運(yùn),不能堆放在沿岸。一是防止雨天淤泥回淤;二是防止堤防在淤泥的堆壓下產(chǎn)生滑坡。外運(yùn)確實(shí)有困難的做好圍堰集中堆放,而圍堰離河岸保持一定的距離,棄土坡腳至河岸邊緣的最小距離按≥(10+H/2)m,(H為棄土頂至河底高差)控制為好。圍堰內(nèi)的積水要按照疏浚施工規(guī)范的要求通過(guò)明溝或暗溝及時(shí)排放入河,防止積水通過(guò)地表裂縫滲透入河。
3 滑坡處理措施
滑坡的處理措施一般分為兩個(gè)階段,首先是控制防止滑坡的繼續(xù)擴(kuò)展延伸階段;其次是在滑體達(dá)到穩(wěn)定后修復(fù)處理階段。
3.1 應(yīng)急處理措施
3.1.1 提高水位穩(wěn)定滑體
水位提高后將降低滲流的出口比降和堤身的浸潤(rùn)線,達(dá)到降低滲流的破壞能力,提高后水位還可增加堤前阻水壓力,起穩(wěn)定堤身作用。易用在斷水作業(yè)中。
3.1.2 上卸下加法
上卸即減少滑體的滑動(dòng)力,將產(chǎn)生滑動(dòng)力的滑動(dòng)體開挖削坡,放緩邊坡。下加指在阻滑體部分(一般在堤腳處)拋石增加壓力,使阻滑力增加。
3.1.3 封閉裂縫
發(fā)生滑坡后,壩面將產(chǎn)生一組縱橫向的裂縫。要就近取材(粘土或薄膜材料等),及時(shí)封閉裂縫,以防滲水形成集中滲漏產(chǎn)生沖刷破壞或加寬裂縫,再次沿裂縫產(chǎn)生滑動(dòng)或塌落。
3.2 修復(fù)處理措施
3.2.1 挖除回填法
堤腳開挖過(guò)甚,堤身填筑質(zhì)量不好等產(chǎn)生的淺層滑坡,一般開挖工程量不是很大。這類滑坡應(yīng)優(yōu)先考慮將滑動(dòng)體全部挖除,重新回填還坡。開挖回填應(yīng)注意幾點(diǎn):
、俨槊骰麦w的上下口準(zhǔn)確位置,劃定處理范圍,全部挖除滑體。挖除應(yīng)從上邊緣開始,逐級(jí)開挖,每級(jí)高度20cm,沿著滑動(dòng)面挖成鋸齒形。在每一級(jí)深度應(yīng)1次挖到位,每級(jí)高度<1m左右,并且必須一直挖至滑動(dòng)面以外未滑動(dòng)土中0.5~1.0m,以便保證回填新老土的良好結(jié)合。
②開挖坡要根據(jù)回填料的土質(zhì),一般保證在1:3左右。
、墼谄矫嫔匣逻吘四周向外延伸2m左右范圍均應(yīng)挖除,重新填筑。
、芑靥钔亮弦酝杆暂^好的砂粒為宜,并保證入倉(cāng)的速率和分層加高。
3.2.2 削坡填筑法
深層滑坡往往滑體的出口在水下邊坡或者河底,滑體方量相當(dāng)大,全部開挖滑動(dòng)體有一定難度,開挖附加的外力作用還有可能產(chǎn)生滑動(dòng)。處理這些滑體采取堤頂開挖削坡,堤前拋石加壓,在施工中應(yīng)注意幾點(diǎn):
、偈紫炔槊骰麦w的上下口準(zhǔn)確位置,劃定處理范圍。
、谕诔糠只瑒(dòng)體,開挖方法、順序同上。
、坶_挖不應(yīng)采用推土機(jī)、挖掘機(jī)等大噸位機(jī)械,最好采取先拋石后開挖。
、軖伿秶鶕(jù)滑體范圍和河床抗沖刷的要求定,一般拋在滑體出口至堤腳處;填壓層要求分層設(shè)置,最下層為石渣墊層作為反濾層,一般厚度<30cm,上層為拋石體,保護(hù)拋石層及其(下轉(zhuǎn)第111頁(yè))(上接第82頁(yè))下部泥土的穩(wěn)定,其厚度應(yīng)不少于拋石粒徑的2倍,一般為0.6~1.0m,重要段為1.0~1.5m,臺(tái)頂高程要高于枯水位0.5~1.0m,保證堤腳埋深1.0m左右。填壓層坡度要根據(jù)河床比坡的具體情況設(shè)置,一般控制在1:1.5~1:4之間;填壓層石料要采用新鮮、堅(jiān)固、無(wú)風(fēng)化的亂石,單粒重量為5~50kg,粒徑為0.15~0.33m左右。
3.2.3 打樁處理
適用于土質(zhì)堤岸或者河道較窄,不能采用填壓法或留平臺(tái)辦法處理的河段,主要是利用樁加強(qiáng)基礎(chǔ)承載力和抗滑力。這種處理方法要求:
、俅驑恫捎盟赡緲痘蛘哳A(yù)制混泥土柱樁,樁長(zhǎng)應(yīng)滿足貫穿滑動(dòng)面3m深以上。
、跇杜艛(shù)和條數(shù)根據(jù)抗滑和承載力確定。
、蹖(duì)于抗滑樁樁之間采用混泥土梁拉結(jié)共同受力,對(duì)于承載為主的樁要設(shè)置混泥土承臺(tái)讓樁共同承受負(fù)重。
4 結(jié)語(yǔ)
河道清淤工程過(guò)程中,各個(gè)環(huán)節(jié)中按照有關(guān)程序、規(guī)程進(jìn)行開挖,開展文明施工,大部分的滑坡事故是可以避免的。當(dāng)出現(xiàn)險(xiǎn)情后如果處理及時(shí)、方法得當(dāng),就能較好的防止滑坡的擴(kuò)大和延伸,提高處理效果。在滑坡處理實(shí)際操作中一定要根據(jù)滑坡的成因、類型,因地制宜,通過(guò)方案比較選擇合適的治理方案,達(dá)到綜合處理的目標(biāo)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]張發(fā)明,陳祖煜,賈志欣,等.巖體結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)模擬及應(yīng)用[C]//巖石力學(xué)與工程論文集.長(zhǎng)春:吉林科學(xué)技術(shù)出版社,2001(增刊):9-15.
[2]張發(fā)明,陳祖煜,禰宏亮.深開挖巖石邊坡三維隨機(jī)楔體的穩(wěn)定性分析[J].西安工程學(xué)院學(xué)報(bào),2002,24:13-16.