土坝滑坡的原因及抢护方法

李海洋

(双鸭山市水务局，黑龙江双鸭山155100)

土坝的坝体出现滑坡，主要是边坡失稳，土体的下滑力超过了抗滑力，造成了滑坡险情。开始在坝坡或坝坡上出现裂缝，随着裂缝的发展与加剧，最后形成了滑坡。根据滑坡的范围，一般可分为坝身与基础一起滑动和坝身局部滑动两种。前者滑动较深，裂缝上缘呈圆弧形，缝的上下边有错距，滑动体较大，坡脚附近地面往往被推挤外移、隆起，或者沿地基软弱夹层滑动。以上两种滑坡都应及时抢护，以防危及坝身安全。

1 滑坡的原因

坝体发生滑坡的主要原因是:

1)高水位持续时间长，在渗透水压力的作用下，浸润线升高，土体抗剪强度降低，渗透压力和土重增大，可能导致背水坡失稳，特别是边坡过陡，更易引起滑坡。

2)坝基有淤泥层或液化沙层，未处理或处理不彻底。

3)在土坝施工中，由于每层铺土太厚，碾压不实，或含水量不符合筑坝要求，干容重未达到设计要求等，致使填筑土体的抗剪强度不能满足稳定要求。

4)水中填土坝或水坠坝填筑进度过快，形成过大的孔隙水压力，或局部含水量过高，或排水设施不良，形成集中软弱层等。

5)在冬季施工时，没有采取适当措施，以致形成冻土层，在解冻或蓄水后，入渗形成软弱夹层。

6)土坝加高培厚，新旧土体之间结合不好，在渗水饱和后，形成软弱层。

7)坝下游排水设施堵塞，浸润线抬高，浸润面增加，土体抗剪强度降低。

8)高水位时，临水坡土体失去水体支持，加之坝体的反向渗压力和土体自重的作用，可能引起临水坝坡失稳滑动。

9)持续特大暴雨或发生强烈地震、振动等，均有可能引起滑坡。

2 坝体滑坡的检查观测与分析判断

滑坡对坝的安全至关重要，除经常进行检查外，当处在以下情况时，更应严加监视:①水库初次蓄水时期;②高水位时期;③水位骤降时期;④持续特大暴雨时;⑤春季解冻时期;⑥发生强裂地震后。

当发现坝体有滑坡征兆时，应根据经常性的检查并结合观测资料，及时进行分析判断，一般可从以下几方面着手:

1)从裂缝的形状判断。滑动裂缝主要特征，主裂缝两端有向边坡下部逐渐弯曲的趋势，两侧分布有众多的平行小缝，主缝上下侧有错动。

2)从裂缝的发展规律判断。滑动性裂缝初期发展缓慢，后期逐渐加快，而非滑动性裂缝则随时间延长而逐渐减慢。

3)从坝顶位移观测的规律判断。当坝身在短时间出现持续而显著的位移时，特别是伴随着裂缝出现连续性的位移，而位移量又逐渐加大，边坡下部的水平位移量大于边坡上部的水平位移量，边坡上部垂直位移向下，边坡下部垂直位移向上。

4)从浸润线观测资料分析判断。当库水位相近而测压管水位逐渐上升。

5)根据孔隙水压力观测成果判断。有孔隙水压力观测资料的土坝，当实测孔隙压力系数高于设计值时。

以上这些都可能是滑坡的前兆，应及时进行坝坡稳定校核。根据核算结果，判断是否可能滑坡。

3 滑坡的抢护措施

造成滑坡的原因是滑动力大于抗阻力。所以滑坡抢护的原则应该是设法减少滑动力与增加抗阻力，其具体做法可归纳为“上部削坡减载，下部固脚压重”。对因渗流作用而引起的滑坡，必须采取“前堵后排”的措施。上部减载是在滑坡体上部削缓边坡，下部压重是抛石或土袋固脚。坝的临水和背水坡滑坡都会危及坝身安全。一般来说，高水位时，背水坡滑坡更为危险。必须指出，在处理滑坡险情时，如果库水位很高，而又不能降低至坡脚或放空时，则抢护临水坡的滑坡，要比背水坡困难得多。因此，为了避免贻误时机，造成灾害，对滑坡的抢护，一般以临水坡为主，背水坡为辅，临背并举。

现将常用的几种滑坡抢护方法简述如下:

3.1 固脚阻滑

在保证坝身有足够的挡水断面的前提下，将滑坡的主裂缝上部进行削坡，以减少下滑荷载。同时在滑动体坡脚外缘抛块石或沙袋等，作为临时压重固脚，以阻止继续滑动。

3.2 滤水土撑

如系背水坡局部滑动，滑坡土体较小，裂缝错位不大，可在其范围内全面抢筑导渗沟，导出滑坡体内渗水，降低浸润线，并采取间隔抢，阻止继续滑坡。该法适用于背水坡排水不畅，范围较大，取土又较困难坝段。具体做法是:先将滑坡体的松土清理，然后在滑坡体上顺坡挖沟，至坡脚拟筑土撑的部位，沟内按反滤要求铺设土工织物滤层或分层铺填砂石、梢料等反滤材料，并在其上做好覆盖保护。滤沟向下游挖纵向明沟，以利渗水排出。土撑可在导渗沟完成后抓紧抢筑，其尺寸应视险情和水情确定。一般每条土撑顺坝轴线方向长10 m左右，顶宽5～8 m，边坡1∶3～1∶5，间距8～10 m，撑顶应高出浸润线出逸点0.5～2.0 m，土撑采用透水性较大的沙料，分层填筑夯实。如坝基处理不好或背水坡脚靠近老河道低洼地带，需先用块石或沙袋固基，或用沙性土填筑，其高度应高出渍水面0.5～1.0 m。在两土撑之间，在滑坡体上顺坡做反滤沟，覆盖保护。在不破坏反滤沟的前提下，土撑与滤沟可以同时进行。如图1。

图1 滤水土撑

3.3 滤水后戗

如系背水滑坡，险情严重，可在其范围内全面抢护导渗后戗，既能导出渗水，降低浸润线，又能加大坝的断面，可使险情趋于稳定。此法适用于断面单薄、边坡过陡、有滤水材料和取大较易处。具体做法与上述滤水土撑法相同。其区别在于滤水土撑法抢筑土撑是间隔抢筑，而滤水后戗则是全面连续抢筑，其长度应超过滑坡地段的两端各5～8 m。当滑坡面土层过于稀软不易做导滤沟时，也可用土工织物、砂石和梢料作反滤材料的反滤层代替。

3.4 滤水还坡

采用反滤结构，恢复坝的断面抢护滑坡的措施，称为滤水还坡。该法适用于坝的背水坡，主要是由于土料渗透系数偏小引起浸润线升高，排水不畅而形成的严重滑坡。具体方法如下:

3.4.1 导渗沟滤水还坡

先在背水坡滑坡范围内作好导渗沟，其做法与上述滤水土撑的导渗沟做法相同。在导渗沟完成后，将滑坡顶部陡坡削成斜坡，并将导渗沟覆盖保护后，用沙性土分层填夯，做好还坡。如图2。

图2 导渗沟滤水还坡

3.4.2 反滤层滤水还坡

该法与导渗沟滤水还坡法基本相同，仅将导渗沟改为反滤层。

［1］ 闫玲.宁安市响水灌区渠道滑坡成因分析与防治措施［J］.黑龙江水利科技，2010.