水利工程中堤坝滑坡的原因及抢险防治

有些段落的堤坝由于年久失修,或使用期间排量大,就会出现堤坝滑坡。下面就谈谈堤坝滑坡的原因及防治。

一、滑坡的现象

滑坡开始在堤坝顶部或边坡上出现裂缝,主裂缝两端有向边坡下部逐渐弯曲的趋势,两侧往往分布与其平行的众多小缝或主缝上下错动。裂缝初期发展较慢,后期逐渐加快,在短时间出现持续而显著的位移。一般有两种情况,一种是堤坝与基础一起滑动,一种是堤坝本身局部滑动。前者滑动面较深,滑动体较大,坡脚附近地面往往被推挤外移、隆起,后者滑动面较浅、滑动体较小,两者均呈圆孤形。

二、滑坡的原因

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

(2)堤坝基础处理不彻底,有淤泥层和液化土层,坡脚附近有沟渠、水圹等;或虽已填圹,但质量不合要求,抗剪强度低;

(3)在堤坝施工中铺土太厚,碾压不实或含水量不合要求,干容重没有达到设计标准等,致使填筑土体的抗剪强度不能满足隐定要求;

(4)堤坝加高培厚,新旧土体之间没有很好结合,在渗水饱和后,形成软弱层;

(5)堤坝下游排水设施堵塞,浸润线抬高,下游浸水面增加,土体抗剪强度降低;

(6)高水位时,临水坡土体处于大部分饱和、抗剪强度低的状态下,当水位骤降临水坡失去外水压力支持,加之堤坝的反向渗压力和土体自重加大的作用,可能引起失稳滑动;

(7)持续大暴雨也可能引起滑坡。

三、抢修维护办法

造成滑坡的原因是滑动力超过了抗阻力,所以抢护的原则是减少滑动力,增加抗阻力,也就是上部削坡与下部压重固脚。对因渗流作用引起的滑动,必须采取“前截后导”的措施。常用的办法有:

(1)因脚阻滑

土坝临水坡滑坡,有条件的应停止放水;背水坡滑坡,则应迅速降低水位。在保证堤坝有足够的挡水断面的前提下,将滑坡体主裂缝上部削坡减载;同时在滑动体坡外缘抛块石或沙袋等,作为临时压重固脚,以阻止继续滑动。

(2)滤水还坡

该法适用于背水坡,主要是由于土料渗透系数偏小引起的浸润线升高,排水不畅,而形成的滑坡。滤水部分可采取导渗沟、反滤层等办法,其做法可参照渗水抢险采用的导渗法。导渗体完成后,将滑坡顶部削成斜坡,并将导渗体覆盖保护后,用沙质土做好还坡,坡脚可叠沙包固基。

(3)滤水后戗压载

如系背水坡险情严重,可在其范围内全面抢筑导渗滤水后戗压载,既能导出渗水、降低浸润线,又能加大堤坝断面,可使险情趋于稳定。此法适用于断面单薄,边坡偏陡,有滤水材料和取土较易处。其长度应超过滑坡地段两端各5―8nm。当滑坡面土层过于稀软,可用沙石料或土工织物做反滤层代替反滤沟。

(4)打排桩压载固坡

当滑坡局限于堤身且地基较坚实,附近又有木料,有些地方在紧急抢险时,在滑坡坡脚外打排桩,加沙土包固坡脚,防止滑坡发展,待退水后再彻底处理。此法内外坡滑坡均有采用。如有渗水,同样要搞好导渗,以免沙土流失,扩大险情。

(5)临水截渗

在临水坡滑坡,采用抢筑粘性土戗截渗。当背水坡滑坡及渗水严重,范围较广时除在背水坡抢护外,如临水坡有条件抢筑截渗土戗时,也可采用此法。

4、注意事项:

(1)滑坡是堤坝重大险情之一,一般发展较快,一旦发现就要立即行动,备好料物、一气呵成。滑坡有时伴随浑水漏洞、严重渗水以及再次发生滑坡等险情,在这种复杂紧急情况下。应研究选定多种适合险情的抢护办法,临背水坡综合处理,以确保堤坝安全。

(2)在渗水严重的滑坡体上,要尽量避免大量抢护人员踩踏,造成险情扩大。如坡脚泥泞,可铺些稻草、草袋等,先上去少数人工作;

(3)在滑坡抢护中,如果基础松软,不能用打桩的办法来阻止土体滑动。因为这种情况下桩的阻滑作用很小,且打桩会震协土体,使抗剪强度进一步降低,反而恶化险情。同样道理,切忌在堤身打桩抢护。

(4)开挖导渗沟,应尽可能挖至滑裂面。如情况严重,难以全部挖至滑裂面时,可将沟的上下面端挖至滑裂面,下端尽可能多挖。开沟填料工作应从上到下分段进行,切勿全面同时开挖,以免引起坍塌。开挖中松土稀泥应予清除。导渗材料顶部要覆盖保护,防止滤层被堵,以利排水。

(5)在出现滑坡性裂缝时,不可采用灌浆方法处理。因浆液中的水分,将降低滑动体与堤坝本身的抗滑力,且灌浆压力也会加速滑坡体下滑。

(6)抛石固脚阻滑是抢护临水坡行之有效的办法。但一定要探明水下滑体的位置,在坡脚外缘抛石固脚阻滑。严禁在滑动体的中上部抛石,以免造成促进土体滑动的相反效果。

(7)临水坡土体位移,应区别滑坡与冲刷崩塌的不同情况,属于水流冲刷引起的崩塌,可参照 “坍塌抢险”的办法进行。

(8)在滑坡抢险过程中,一定要做到在确保人身安全的情况下进行工作。

结语

水利工程是利国利民的大事,只有搞好水利建设才能更好的促进经济发展。

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