【摘 要】 平原河網(wǎng)地區(qū),綿長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、個別地段堤身單薄、回填土料質(zhì)量差和長期失修等情況,在外力的作用下極易產(chǎn)生滑坡、沉陷、位移等現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】清淤工程;滑坡;措施
0 引言
2011年11月至20012年4月底寧海縣進行的長街一干線河道清淤工程中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)帶來較大的困難。因此研究河道清淤過程中的滑坡成因及處理措施是必要的。
1 滑坡成因
1.1 滲流
平原河網(wǎng)河道堤防工程大部分為早年建設(shè)的群眾性工程,堤身比較單薄,排水設(shè)備、回填土料的質(zhì)量難以保證。局部回填土料為淤泥質(zhì)粘土的,這部分土料長期處在浸水飽和狀態(tài),強度弱而自重大,其下滑力較大。當退水時,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。 當斷水清淤作業(yè)時,堤身內(nèi)的滲流力和自重等主滑動力不斷增加,阻滑水壓力減少。
1.2 清淤過甚
清淤過程中,斷面尺寸很難按照設(shè)計控制,河床中的淤泥質(zhì)土或者垃圾沉積物等,在機械器具的擾動和高壓水力泵槍的沖刷下(斷水作業(yè))會帶動周邊土體的塌方和淤泥土的流動。當穩(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,可能導致邊坡失穩(wěn)。
1.3 施工附加外力作用
帶水作業(yè)施工中,當機械抓斗放下時堤前水位瞬時壅高,產(chǎn)生水浪波,強大的水體動力沖擊干墻身;當抓斗沉到水下后,水回落,堤身受到負壓的拖吸力作用;當抓起淤泥時,抓斗外側(cè)和河床淤泥之間短時產(chǎn)生“真空”區(qū),此時土體受到負壓的拖吸力作用;同時受一股強大的水流來填充,產(chǎn)生強大的沖擊力沖刷力沖刷淤泥;當抓斗離開水面時,又產(chǎn)生強大的拖吸力。在每抓一斗淤泥的過程,水位高低相差有時達1m左右,此時堤身除受到較大的主動土壓力作用外,還要受到水浪的沖擊動力及水位回落產(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,如果墻身或上體強度不夠,就可能產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。
1.4 其他因素
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;新舊堤界面處理不當,通過裂縫滲水;堤前開挖過深等在施工前又沒有進行處理等,均有可能引起失穩(wěn)。
2 滑坡預(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。
2.1 選擇合理的疏浚斷面
(1)根據(jù)土質(zhì)、沿岸建筑物和堤防穩(wěn)定情況分段進行設(shè)計。對于堤腳埋深較淺的,要采取修緩河岸邊坡方式或以留平臺和提高平臺高程的方法。對于軟弱基礎(chǔ)或遇古河道地段,要考慮基礎(chǔ)加固措施。
。2)設(shè)計的標準斷面,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、超深值進行校核。
2.2 選擇合理的施工方法
。1) 施工前要對照設(shè)計資料深入工地調(diào)查,按照實地情況和機械設(shè)備及施工技術(shù)做出詳細施工組織設(shè)計,對存在問題提早做出處理預(yù)案。
。2)對軟弱地基礎(chǔ)要采取機械帶水作業(yè),施工時要控制開挖的速度和施工順序,嚴格控制超挖的數(shù)值。將常規(guī)的先掏槽后擴坡的施工方法改為由上而下,按梯形斷面開挖。對河面較窄,基礎(chǔ)土質(zhì)較好或滑坡后產(chǎn)生影響不大的地段,可采用斷水作業(yè),利用水力機組沖填結(jié)合人工開挖施工。
。3)施工中要注意觀察,及時發(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)施工棄土及時遠運,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。外運確實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階段,首先是控制防止滑坡的繼續(xù)擴展延伸階段;其次是在滑體達到穩(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線,達到降低滲流的破壞能力,提高后水位還可增加堤前阻水壓力,起穩(wěn)定堤身作用。易用在斷水作業(yè)中。
3.1.2 上卸下加法
上卸即減少滑體的滑動力,將產(chǎn)生滑動力的滑動體開挖削坡,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,使阻滑力增加。
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。要就近取材(粘土或薄膜材料等),及時封閉裂縫,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)生滑動或塌落。
3.2 修復(fù)處理措施
3.2.1 挖除回填法
堤腳開挖過甚,堤身填筑質(zhì)量不好等產(chǎn)生的淺層滑坡,一般開挖工程量不是很大。這類滑坡應(yīng)優(yōu)先考慮將滑動體全部挖除,重新回填還坡。開挖回填應(yīng)注意幾點:
、俨槊骰麦w的上下口準確位置,劃定處理范圍,全部挖除滑體。挖除應(yīng)從上邊緣開始,逐級開挖,每級高度20cm,沿著滑動面挖成鋸齒形。在每一級深度應(yīng)1次挖到位,每級高度<1m左右,并且必須一直挖至滑動面以外未滑動土中0.5~1.0m,以便保證回填新老土的良好結(jié)合。
、陂_挖坡要根據(jù)回填料的土質(zhì),一般保證在1:3左右。
、墼谄矫嫔匣逻吘四周向外延伸2m左右范圍均應(yīng)挖除,重新填筑。
④回填土料以透水性較好的砂粒為宜,并保證入倉的速率和分層加高。
3.2.2 削坡填筑法
深層滑坡往往滑體的出口在水下邊坡或者河底,滑體方量相當大,全部開挖滑動體有一定難度,開挖附加的外力作用還有可能產(chǎn)生滑動。處理這些滑體采取堤頂開挖削坡,堤前拋石加壓,在施工中應(yīng)注意幾點:
、偈紫炔槊骰麦w的上下口準確位置,劃定處理范圍。
②挖除部分滑動體,開挖方法、順序同上。
、坶_挖不應(yīng)采用推土機、挖掘機等大噸位機械,最好采取先拋石后開挖。
、軖伿秶鶕(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,保護拋石層及其(下轉(zhuǎn)第111頁)(上接第82頁)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0.6~1.0m,重要段為1.0~1.5m,臺頂高程要高于枯水位0.5~1.0m,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1:1.5~1:4之間;填壓層石料要采用新鮮、堅固、無風化的亂石,單粒重量為5~50kg,粒徑為0.15~0.33m左右。
3.2.3 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辦法處理的河段,主要是利用樁加強基礎(chǔ)承載力和抗滑力。這種處理方法要求:
、俅驑恫捎盟赡緲痘蛘哳A(yù)制混泥土柱樁,樁長應(yīng)滿足貫穿滑動面3m深以上。
②樁排數(shù)和條數(shù)根據(jù)抗滑和承載力確定。
、蹖τ诳够瑯稑吨g采用混泥土梁拉結(jié)共同受力,對于承載為主的樁要設(shè)置混泥土承臺讓樁共同承受負重。
4 結(jié)語
河道清淤工程過程中,各個環(huán)節(jié)中按照有關(guān)程序、規(guī)程進行開挖,開展文明施工,大部分的滑坡事故是可以避免的。當出現(xiàn)險情后如果處理及時、方法得當,就能較好的防止滑坡的擴大和延伸,提高處理效果。在滑坡處理實際操作中一定要根據(jù)滑坡的成因、類型,因地制宜,通過方案比較選擇合適的治理方案,達到綜合處理的目標。
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