水利工程論文-清淤工程河岸滑坡成因分析和處理措施.doc

水利工程論文-清淤工程河岸滑坡成因分析和處理措施摘要：通過清淤工程中河岸滑坡的成因分析，提出清淤工程建設(shè)中滑坡預(yù)防和治理措施及對(duì)策。關(guān)鍵詞：河岸滑坡成因分析處理措施平原河網(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。如寧?？h2004年11月至2005年4月底進(jìn)行的長(zhǎng)街一干線河道清淤工程中就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)帶來較大的影響。1滑坡的成因分析1.1滲流的原因平原河網(wǎng)河道堤防工程大部分為群眾性工程，堤身比較單薄，排水設(shè)備、回填土料的質(zhì)量難以保證。特別是回填土料為淤泥質(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。所以當(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，而阻滑水壓力在減少，一旦堤身強(qiáng)度不夠就易引起滲流失穩(wěn)。12清淤過甚的原因河道清淤斷面尺寸由防洪規(guī)劃和穩(wěn)定分析確定，一旦確定下來就不能隨意改變，但在實(shí)際操作中很難做到，這是因?yàn)椋河捎谇逵僖话阌蓹C(jī)械操作，加上其對(duì)象是粘土，在施工中要完全按設(shè)計(jì)進(jìn)行幾乎是不可能，所以斷面尺寸很難控制；如果河床中的土質(zhì)較軟弱為淤泥質(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)。如果在穩(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，就可能導(dǎo)致失穩(wěn)。1.3施工附加外力作用的原因帶水作業(yè)的工程，當(dāng)施工機(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。這種現(xiàn)象多發(fā)生在帶水作業(yè)施工中。1.4其他原因除上述幾種原因外，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)量存在問題；新舊堤界面處理不當(dāng)，通過裂縫滲水；堤前開挖過深等在施工前又沒有進(jìn)行處理等，均有可能引起失穩(wěn)。上述各項(xiàng)原因也并非是獨(dú)立的，其中任何一種或兩種原因，甚至多種原因組合都能引起堤防失穩(wěn)。2滑坡的預(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。比如在地質(zhì)鉆探、設(shè)計(jì)階段、施工前和施工中加強(qiáng)觀察分析能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)改變施工方法和施工機(jī)械等，都是防止滑坡的有效措施，具體方法有：21選擇合理的疏浚斷面由于疏浚斷面的設(shè)計(jì)忽略，施工時(shí)造成的滑坡現(xiàn)象較普通。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）要根據(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，將河床的比坡由1：3放緩至1：5左右，以保證邊坡本身的安全。（2）設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)斷面，通過穩(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。22選擇合理的施工方法清淤工程產(chǎn)生的外因主要是施工作業(yè)產(chǎn)生的，跟施工方法有直接的關(guān)系，所以選擇合理的施工方法是預(yù)防滑坡產(chǎn)生的主要措施。（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，可以采用斷水作業(yè)，利用水力機(jī)組沖填結(jié)合人工開挖施工，這種方法清淤較徹底，效果較好。（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)范的要求通過明溝或暗溝及時(shí)排放入河，防止積水通過地表裂縫滲透入河。3滑坡處理措施滑坡的處理措施一般分為兩個(gè)階段，一是控制防止滑坡的繼續(xù)擴(kuò)展延伸階段；二是在滑體達(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，提高后水位還可以增加堤前的阻水壓力，起穩(wěn)定堤身作用。這種方法通常用在斷水作業(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，以達(dá)到阻滑力增加。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，這些裂縫都是產(chǎn)生滑體時(shí)土體之間產(chǎn)生拉應(yīng)力式互相擠壓應(yīng)力開裂而成。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。在實(shí)際工作中以上幾種方法很少獨(dú)立使用，要根據(jù)實(shí)際情況組合選用，以達(dá)到控制滑體的延伸和發(fā)展。3.2修復(fù)處理措施3.2.1挖除回填法堤腳開挖過基，堤身填筑質(zhì)量不好等產(chǎn)生淺層滑坡的，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)：（1）首先查明滑坡體的上下口準(zhǔn)確位置，劃定處理范圍，全部挖除滑體。（2）挖除滑動(dòng)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0.51.0m，以便保證回填新老土的良好結(jié)合。（3）開挖坡要根據(jù)回填料的土質(zhì)，一般保證在1：3左右。（4）在平面上滑坡邊線四周向外延伸2m左右范圍均應(yīng)挖除，重新填筑。（5）填筑施工必須按GB5000286-98堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行。（6）回填土料以透水性較好的砂粒為宜，并保證入倉(cāng)的速率和分層加高。3.2.2削坡填筑法削坡填筑法是處理滲層滑坡的最常用辦法。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，堤前拋石加壓方法是比較有效的，在施工中應(yīng)注意幾點(diǎn)：（1）首先查明滑坡體的上下口準(zhǔn)確位置，劃定處理范圍。（2）挖除部分滑動(dòng)體，開挖方法、順序同上。（3）開挖不應(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。（4）拋石填壓層要求：拋石范圍要根據(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0.61.0m，重要段為1.01.5m，臺(tái)頂高程要高于枯水位0.51.0m，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1：1.51：4之間；填壓層石料要采用新鮮、堅(jiān)固、無風(fēng)化的亂石，單粒重量為550kg，粒徑為0.150.33m左右。3.3.3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：（1）打樁采用松木樁或者預(yù)制混泥土柱樁，樁長(zhǎng)應(yīng)滿足貫穿滑動(dòng)面3m深以上，方能達(dá)到阻滑作用。（2）樁排數(shù)和條數(shù)根據(jù)抗滑和承載力計(jì)算確定。（3）對(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)語文中分析了清淤工程中的滑坡成因和幾種常見的處理措施。面對(duì)幾十公里、幾百公里的河道清淤工程，完全避免滑坡、沉陷、