浅议膨胀土渠道的滑坡及处理措施

路苗娥

(安徽省水利水电勘测设计院，安徽蚌埠233000)

浅议膨胀土渠道的滑坡及处理措施

路苗娥*

(安徽省水利水电勘测设计院，安徽蚌埠233000)

通过对渠道的膨胀土物质组成、滑坡成因类型以及边坡破坏方式进行分析，在进行渠道边坡设计、核算其边坡稳定以及加固处理时，应根据膨胀土的边坡破坏模式合理地选择抗剪强度指标。

膨胀土；边坡；破坏模式；处理措施

1 概述

淠史杭灌区位于安徽省中西部丘陵地带，跨长江、淮河两大流域，沟通淠河、史河、杭埠河3条自然河流水系，占地面积13130km2。灌区引梅山水库、响洪甸水库、佛子岭水库和龙河口水库及区间来水，灌溉豫、皖两省12市县1110万亩农田，同时兼有水力发电、城市供水、水产、航运、优化生态等功能，为安徽省中、西部地区的社会经济发展、人民群众生活水平提高发挥着重要作用。瓦东干渠、滁河干渠等为其主要组成部分，由于滑坡、水流冲刷等原因，竣工后的切岭渠道开始出现滑坡崩塌，20世纪90年代后期渠道滑坡愈发严重。

2 地层岩性

干渠地貌属丘陵区及波状平原。土层一般分为2层：上层为第四纪上更新统冲积物，棕、黄、褐等深色为主的粘性土，其粘粒含量约30%～50%，粘土矿物成分以蒙脱石及伊利石为主。胀缩性比较明显，一般属中等膨胀性，局部强或弱。该土层裂隙发育，并有灰白色次生粘土充填，土层厚度10～20m。在西部地区地形较高处，有棕红色粘土出露，其下部局部有灰白色粘土夹砾石或砂砾石夹泥，其地质年代较早。下层为第三纪至侏罗纪红色砂岩夹泥岩，由东向西逐渐变化。由于地壳升降和新构造运动的影响，下降时较多沉积，上升时又遭受侵蚀。

3 水文地质条件

干渠处地下水属地表浅部上层潜水（滞水），主要分布于上部土层中，其水量大小受地表水和大气降水的控制，以地表的垂直渗透补给为主。地下水主要赋存于相对较松散的浅部土层及填土层中，平面上具有片状分布的特点。地下水的水位埋深受季节性影响显著，在雨季尤其是多雨季节，大量地表水沿松散层孔隙及滑坡裂缝下渗，汇集到一定深度，水位急剧上升，形成短时间的高潜水面，对滑坡产生重要作用。补给量的大小与降雨强度、持续性和灌溉时间长短有直接联系。区内降雨充沛，为地下水补给提供了充足的补给源，并主要集中在夏季。

4 渠道滑坡成因类型及破坏模式

渠道滑坡从滑动面的组成及滑坡主要成因来分类，主要包括以下3类：

第一类是表层滑坡、坡面塌滑。是指由坡面风化软弱带控制，其深度一般较浅；这种滑坡在干渠普遍分布；

第二类是由裂隙软弱面控制的滑坡。在干渠上部粘性土层中分布着各种产状和成因的裂隙，有些裂隙较长，有些裂隙分布密集，并可能互相贯通，形成连续的软弱裂隙面(带)，从而形成滑动面，这种类型的滑坡其深度一般较深；

第三类是由坡体内软弱夹层、层间软弱面控制的滑坡。这种类型的滑坡与土层埋藏条件有关，坡体内的软弱夹层、不同土层界面倾向于渠道位于渠底以上时易形成主滑面而发生滑坡。如土岩界面、膨胀性差异较大的土体界面等。当这些界面在渠坡或渠底板附近分布时，渠道开挖产生的卸荷作用将沿这些界面形成明显的剪切位移，并使其剪切强度进一步下降。当变形发展到一定程度，坡肩便会出现拉裂缝，一旦有雨水渗入就可能使土体产生明显的滑动。此类滑坡一般有一个明显的滞后期，且规模越大，滞后期越长。滑面形态受软弱界面控制而呈现折线型，规模较大。

根据干渠边坡现状断面尺寸、边坡土层空间结构、曾经发生的滑坡以及工程地质情况可知，影响该边坡稳定性的主要土层为素填土、膨胀性粘土，该边坡可能的破坏模式有3种：

（1）在素填土或粘性土表层发生的滑塌；

（2）在匀质土层粘性土层内发生的局部圆弧滑动；

（3）沿层粘性土层和岩石土层或膨胀性差异较大的土体接触面发生的折线型滑动。

边坡的破坏模式不同，其计算公式差异较大，应根据膨胀土的边坡破坏模式合理地选择土的抗剪强度指标进行渠道边坡设计、核算其边坡稳定。

5 处理措施

（1）削坡减载：对于边坡较陡且上层土质差、土体强度低的滑坡应考滤削坡减载或采用部分削坡同其它措施综合治理；

（2）土性改良：膨胀土掺石灰后，水化生成的Ca(OH)2能够发生一系列复杂的物理化学反应，使其本身硬凝，从而改善土体的性质，减小了塑性变形区，提高了土体的抗剪强度；

（3）支挡：淠河总干渠的深层滑坡较少，大多数为浅层牵引式滑坡，且河床地质条件一般都较好，在滑坡处理中采用支挡方式较多，清理效果也很好。如抗滑桩：桩的间距、桩径、配筋量根据实际情况经计算确定；

（4）地下排水：当切岭段坡面地下水位较高时，坡面土体抗剪强度下降，斜坡易变形破坏，应降低边坡地下水位。主要措施有：盲沟、集渗井、钻孔排水。盲沟、集渗井、钻孔排水等深度设置、平面布置，应根据地质勘探资料、地下水位分布情况、边坡土质、边坡地形等进行设计；

（5）地面排水：排除地表水是滑坡治理中不可缺少的辅助措施，主要是修建截水沟和排水沟。其截面尺寸应根据坡面土质情况、坡外来水量、坡面汇水面积确定。平面布置应根据坡面、坡外地形设置。

根据干渠治理措施以及运行情况，针对不同的滑坡成因以及破坏类型采取不同的防止措施。实践证明：对浅表层滑坡，采用土性改良效果较好，既缩短工程工期又减少了工程造价；对深层滑坡多采用抗滑桩等综合处理措施。

6 结论

渠道边坡受胀缩特性的影响，普遍具有浅层性、渐近性、牵引性、同一位置多次滑动的特点。渠坡的稳定除与岩性组合、地质构造、膨胀潜势等级等自然因素有关外，还与开挖的边坡高度、边坡走向、岩体含水率的变化、卸荷后裂隙开展等边界条件密切相关。不利的组合也为渠道边坡滑动创造了空间地质环境。研究其成因以及破坏类型，不仅能为边坡处理提供优选方案，而且对施工方案优化同样起到关键的作用。

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1004-5716(2015)09-0014-02

2014-09-28

路苗娥（1972-），女（汉族），河北永年人，工程师，现从事岩土工程技术工作。