摘要:水庫工程大多處在高山峽谷地區(qū),會經(jīng)常遇到岸坡穩(wěn)定問題。滑坡一旦發(fā)生,將造成很大的危害:大量巖土滑入庫內(nèi),減少有效庫容;直接威脅建筑物安全,堵塞泄水建筑物;大體積滑提高速滑入庫內(nèi),會產(chǎn)生巨大涌浪,對大壩形成很大的沖擊荷載,甚至造成漫頂,導(dǎo)致大壩失事,給下游人民生命財產(chǎn)帶來巨大損失。水庫工程師綜合利用水資源、發(fā)展國民經(jīng)濟的重要手段,是保障經(jīng)濟建設(shè)和人民生命財產(chǎn)安全的主要設(shè)施,是國家和人民的寶貴財富。水庫庫岸滑坡關(guān)系到工程及其下游人民生命財產(chǎn)的安全,應(yīng)該予高度重視。
關(guān)鍵詞:水庫庫岸;滑坡;防治措施
1.水庫庫岸滑坡的成因
滑坡按照表現(xiàn)形式和土石的特殊,基本上可分為兩類:一類為滑坡,是由于岸坡逐漸失穩(wěn)而滑動。這類滑坡一般速度較小,可以預(yù)報,但不宜穩(wěn)定,也易于重新滑動;另一類為崩坍。這是近地表的巖體和巖塊當其與基巖的聯(lián)系遭到破壞后而突然急速下滑。這類滑坡速度快,難以預(yù)測,常產(chǎn)生巨大涌浪,對水工建筑物和水庫下游造成嚴重危害。
天然岸坡殘積、坡積層失去穩(wěn)定的原因一般有兩個:一是剪切力增大,如斜坡變陡、堆填棄土超載以及地震活動對岸坡產(chǎn)生巨大瞬間時作用力等;一是斜坡土體或其中軟弱夾層抗剪強度降低,如在水庫蓄水抬高水位后,庫區(qū)岸坡下部在浮托力作用下,有效重量減少,或當水庫水位迅速降落、岸坡飽和水帶內(nèi)形成內(nèi)水壓力,或在水庫蓄水后,有的由于繞壩滲透和巖坡地下水位抬高以及岸坡內(nèi)的軟弱泥質(zhì)崩解軟化等,都會是岸坡抗剪強度降低。此外,還有受暴雨、地震、河流沖淘、風浪作用以及工程削坡、鉆孔暴坡等原因,也會促使其失去穩(wěn)定,造成滑坡,或使已經(jīng)穩(wěn)定的古滑坡體重新復(fù)活。
天然岸坡內(nèi)巖體的應(yīng)力狀況及河溝深切后應(yīng)力重新分布,對岸坡穩(wěn)定也有重要影響。由于卸荷作用,巖體內(nèi)可能形成一些應(yīng)力集中帶,使巖石所受的應(yīng)力接近或超過巖石的強度,成為導(dǎo)致岸坡失穩(wěn)的重要原因。
2.水庫庫岸滑坡的防治
對水庫庫岸滑坡應(yīng)從以下幾方面加強防治工作:
2.1了解水庫庫岸情況,進行庫區(qū)地質(zhì)調(diào)查
建庫前和建水庫都應(yīng)對庫區(qū)進行地質(zhì)調(diào)查,摸清庫岸穩(wěn)定情況,以確定是否適于建庫和采取適當措施。在這方面,國外一般作法是:常以彩色或普通黑白航測照片作底圖,結(jié)合地面勘探和地貌分析,了解庫區(qū)已有滑坡和崩坍的地點、不同巖層特別是軟弱泥質(zhì)巖層分布情況,查明附近有無深層大斷裂和區(qū)域性斷裂通過,以及河溝兩岸有無斷層、裂隙及層面等形成的順坡滑動面。在進行地面勘探時,可以通過抗槽探和物探工作,了解不穩(wěn)定岸坡的分布情況和成因后,可以進一步確定研究重點。
2.2研究重點地區(qū)的地區(qū)情況,預(yù)測可能滑坡的地點和規(guī)模
對于可能產(chǎn)生滑坡的庫岸,要進一步通過平洞和鉆孔了解滑體的厚度和滑動面的位置,一般多采用平洞。在平洞中遇到可能滑動面或剪切帶,取其土樣進行力學實驗,以確定滑動面的抗剪強度。然后,結(jié)合地質(zhì)、地貌分析,確定若干滑動面,并進行岸坡的穩(wěn)定計算或模型試驗,以論證岸坡是否穩(wěn)定,并對可能滑動地段估算其滑落體積。
2.3防止涌浪危害的措施
要判斷水庫涌浪對水工建筑物的危害,首先需要估算涌浪到達各建筑物處的浪高。但這是一個很復(fù)雜的問題,國外多采用模型試驗研究確定。其次,一般多采用限制水庫位,使滑體涌浪不致漫越壩頂,也不致產(chǎn)生影響大壩安全的附加荷載。此外,對一些受滑坡威脅的水庫,要設(shè)置較大的泄水建筑物,一旦岸坡出現(xiàn)失穩(wěn)跡象,可及時放空水庫或降低庫水位。
2.4對可能滑體進行觀測,加強預(yù)報
預(yù)報滑坡的確切時間是比較困難的。目前主要靠觀測失穩(wěn)岸坡的位移速度進行判斷。
2.5租稅和排水措施
。1)要排出地面水。主要措施一般有:
①設(shè)置截水溝,將雨水阻攔在滑體以外;.
、谠诨聟^(qū)地表布置排水溝,將雨水及時排出滑坡區(qū)以外。
。2)要排出地下水。對有很多含水層的滑體,除布設(shè)多層水平廊道分別排水外,還采用大口徑豎井連貫各含水層,并用水平孔和水泵將匯集地下水排出。
2.6采用擋墻設(shè)施
對穩(wěn)定松散土層以及夾雜巖塊的坡積層等,范圍小、厚度不大的小型滑體,可采用擋墻設(shè)施。實際采用的有漿砌石、混凝土和鋼筋混凝土擋墻,國外還有采用鋼筋混凝土框架擋墻的。它具有施工快、對地基要求低的優(yōu)點。
2.7設(shè)置抗滑樁
利用抗滑樁的抗剪強度,使滑體達到穩(wěn)定。它具有開挖量小、施工方便、節(jié)省材料和勞動優(yōu)點,國內(nèi)外均有采用。常用的抗滑樁有鋼樁和鋼筋混凝土樁。
2.8開挖、削坡減載和壓腳
如果滑體規(guī)模不大,可考慮開挖處理。但必須注意,在開挖以后,岸邊穩(wěn)定性及其表面覆蓋條件發(fā)生了變化。要研究是否產(chǎn)生新的滑坡。如滑體規(guī)模較大,全部開挖有困難,也可在滑體的上部削坡減載,堆在下部固腳,以增加其穩(wěn)定性。切忌在滑體的下部削坡,反而促進滑動,適得其反。這種措施簡單易行,國內(nèi)外均有采用。
2.9錨固措施
這一措施是利用預(yù)應(yīng)力鋼索和錨桿固定不穩(wěn)定巖層的方法,適用于加固巖體滑坡和不穩(wěn)定的局部巖體。鋼索有多根(50~70根不等)直到5~7mm的鋼絲組成,放入鉆孔內(nèi),下端用高強度水泥砂漿錨固于穩(wěn)定基巖內(nèi)。錨固深度,視需要強度而定。下部錨定后,用油壓千斤頂加預(yù)應(yīng)力。每條錨索的設(shè)計拉力,小的僅50t,最大已達1500t。
以上這些防止滑坡的措施,有的單獨采取一種措施,更多的是采取幾種措施綜合進行處理,以取得較好的效果。
關(guān)鍵詞:水庫庫岸;滑坡;防治措施
1.水庫庫岸滑坡的成因
滑坡按照表現(xiàn)形式和土石的特殊,基本上可分為兩類:一類為滑坡,是由于岸坡逐漸失穩(wěn)而滑動。這類滑坡一般速度較小,可以預(yù)報,但不宜穩(wěn)定,也易于重新滑動;另一類為崩坍。這是近地表的巖體和巖塊當其與基巖的聯(lián)系遭到破壞后而突然急速下滑。這類滑坡速度快,難以預(yù)測,常產(chǎn)生巨大涌浪,對水工建筑物和水庫下游造成嚴重危害。
天然岸坡殘積、坡積層失去穩(wěn)定的原因一般有兩個:一是剪切力增大,如斜坡變陡、堆填棄土超載以及地震活動對岸坡產(chǎn)生巨大瞬間時作用力等;一是斜坡土體或其中軟弱夾層抗剪強度降低,如在水庫蓄水抬高水位后,庫區(qū)岸坡下部在浮托力作用下,有效重量減少,或當水庫水位迅速降落、岸坡飽和水帶內(nèi)形成內(nèi)水壓力,或在水庫蓄水后,有的由于繞壩滲透和巖坡地下水位抬高以及岸坡內(nèi)的軟弱泥質(zhì)崩解軟化等,都會是岸坡抗剪強度降低。此外,還有受暴雨、地震、河流沖淘、風浪作用以及工程削坡、鉆孔暴坡等原因,也會促使其失去穩(wěn)定,造成滑坡,或使已經(jīng)穩(wěn)定的古滑坡體重新復(fù)活。
天然岸坡內(nèi)巖體的應(yīng)力狀況及河溝深切后應(yīng)力重新分布,對岸坡穩(wěn)定也有重要影響。由于卸荷作用,巖體內(nèi)可能形成一些應(yīng)力集中帶,使巖石所受的應(yīng)力接近或超過巖石的強度,成為導(dǎo)致岸坡失穩(wěn)的重要原因。
2.水庫庫岸滑坡的防治
對水庫庫岸滑坡應(yīng)從以下幾方面加強防治工作:
2.1了解水庫庫岸情況,進行庫區(qū)地質(zhì)調(diào)查
建庫前和建水庫都應(yīng)對庫區(qū)進行地質(zhì)調(diào)查,摸清庫岸穩(wěn)定情況,以確定是否適于建庫和采取適當措施。在這方面,國外一般作法是:常以彩色或普通黑白航測照片作底圖,結(jié)合地面勘探和地貌分析,了解庫區(qū)已有滑坡和崩坍的地點、不同巖層特別是軟弱泥質(zhì)巖層分布情況,查明附近有無深層大斷裂和區(qū)域性斷裂通過,以及河溝兩岸有無斷層、裂隙及層面等形成的順坡滑動面。在進行地面勘探時,可以通過抗槽探和物探工作,了解不穩(wěn)定岸坡的分布情況和成因后,可以進一步確定研究重點。
2.2研究重點地區(qū)的地區(qū)情況,預(yù)測可能滑坡的地點和規(guī)模
對于可能產(chǎn)生滑坡的庫岸,要進一步通過平洞和鉆孔了解滑體的厚度和滑動面的位置,一般多采用平洞。在平洞中遇到可能滑動面或剪切帶,取其土樣進行力學實驗,以確定滑動面的抗剪強度。然后,結(jié)合地質(zhì)、地貌分析,確定若干滑動面,并進行岸坡的穩(wěn)定計算或模型試驗,以論證岸坡是否穩(wěn)定,并對可能滑動地段估算其滑落體積。
2.3防止涌浪危害的措施
要判斷水庫涌浪對水工建筑物的危害,首先需要估算涌浪到達各建筑物處的浪高。但這是一個很復(fù)雜的問題,國外多采用模型試驗研究確定。其次,一般多采用限制水庫位,使滑體涌浪不致漫越壩頂,也不致產(chǎn)生影響大壩安全的附加荷載。此外,對一些受滑坡威脅的水庫,要設(shè)置較大的泄水建筑物,一旦岸坡出現(xiàn)失穩(wěn)跡象,可及時放空水庫或降低庫水位。
2.4對可能滑體進行觀測,加強預(yù)報
預(yù)報滑坡的確切時間是比較困難的。目前主要靠觀測失穩(wěn)岸坡的位移速度進行判斷。
2.5租稅和排水措施
。1)要排出地面水。主要措施一般有:
①設(shè)置截水溝,將雨水阻攔在滑體以外;.
、谠诨聟^(qū)地表布置排水溝,將雨水及時排出滑坡區(qū)以外。
。2)要排出地下水。對有很多含水層的滑體,除布設(shè)多層水平廊道分別排水外,還采用大口徑豎井連貫各含水層,并用水平孔和水泵將匯集地下水排出。
2.6采用擋墻設(shè)施
對穩(wěn)定松散土層以及夾雜巖塊的坡積層等,范圍小、厚度不大的小型滑體,可采用擋墻設(shè)施。實際采用的有漿砌石、混凝土和鋼筋混凝土擋墻,國外還有采用鋼筋混凝土框架擋墻的。它具有施工快、對地基要求低的優(yōu)點。
2.7設(shè)置抗滑樁
利用抗滑樁的抗剪強度,使滑體達到穩(wěn)定。它具有開挖量小、施工方便、節(jié)省材料和勞動優(yōu)點,國內(nèi)外均有采用。常用的抗滑樁有鋼樁和鋼筋混凝土樁。
2.8開挖、削坡減載和壓腳
如果滑體規(guī)模不大,可考慮開挖處理。但必須注意,在開挖以后,岸邊穩(wěn)定性及其表面覆蓋條件發(fā)生了變化。要研究是否產(chǎn)生新的滑坡。如滑體規(guī)模較大,全部開挖有困難,也可在滑體的上部削坡減載,堆在下部固腳,以增加其穩(wěn)定性。切忌在滑體的下部削坡,反而促進滑動,適得其反。這種措施簡單易行,國內(nèi)外均有采用。
2.9錨固措施
這一措施是利用預(yù)應(yīng)力鋼索和錨桿固定不穩(wěn)定巖層的方法,適用于加固巖體滑坡和不穩(wěn)定的局部巖體。鋼索有多根(50~70根不等)直到5~7mm的鋼絲組成,放入鉆孔內(nèi),下端用高強度水泥砂漿錨固于穩(wěn)定基巖內(nèi)。錨固深度,視需要強度而定。下部錨定后,用油壓千斤頂加預(yù)應(yīng)力。每條錨索的設(shè)計拉力,小的僅50t,最大已達1500t。
以上這些防止滑坡的措施,有的單獨采取一種措施,更多的是采取幾種措施綜合進行處理,以取得較好的效果。