从水动力及施工上分析北引总干渠滑坡成因

赵双权，张 浩，王建红

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080)

1 基本情况

2011 年9 月底发现北引总干渠乌北段38 km处左侧渠堤发生滑坡破坏，该滑坡段从地形上看属嫩江一阶地前沿，从渠底到左侧地面高差约7 ～8 m，渠底以上5m 左侧已开挖出宽约10 m的马道，马道以下边坡已按设计削为1∶3.0，马道以上边坡因征地尚未办妥，未按设计施工，现边坡较陡，约在1∶1 ～1∶0.5。滑坡体发生在渠道左侧马道处，整体形态平面上呈“新月”状，坡面上呈“叠瓦”状，滑坡后缘明显，滑坡壁在马道平台处呈陡坎状出露，地面下沉约0.6 ～0.7 m，平行于渠道轴线，较大裂隙有3 道，小裂隙较多，裂隙宽约3 ～12 cm，深约5 ～20 cm，渠道坡脚处隆起形成挤压鼓丘，鼓丘高度在0.2 ～0.6 m，渠底已护砌的混凝土板也被挤压，使位于渠道坡脚处宽约2.0 m地带的混凝土板架空形成“人”字形［1］。在滑坡段实测了3 个横断面，其各部尺寸见表1。

表1 滑坡体形态情况表

2 从水动力作用上分析滑坡成因

地形、地质、土体的构成及性质等是造成北引左侧渠坡产生滑坡的主要因素，但如果没有水的参与渠坡还是不可能产生滑坡的，因此水的作用十分关键。经初步分析使该段渠体产生滑坡的水有3 种水:①地表水;②地下水;③渠道内的水。

地表水，前面在地形上已经分析过，总干渠位于松嫩高平原与嫩江河漫滩地交界处，渠道左侧顶部即为高平原，高平原地表平缓，呈东北向西南倾斜，大气降水一部分形成的地表径流在自然状态下沿其边缘向河滩地漫散，一部分渗入地下补给地下水。根据勘察成果，高平原表层为上更新统冲洪积层，在总干渠38 km附近属弱膨胀土，具有多裂隙，失水干裂收缩、吸水膨胀的特点，因此防止表层土体裸露和地表径流的冲刷渗入是防止土体破坏的途径之一，设计拟采用截流沟将地表水迅速排出，防止地表径流汇积、入渗及冲刷［2］。

地下水，总干渠左侧漫岗地势平坦，地形北高南低，东高西低，地面比降在1/5000 ～1/3000，地下水埋深较浅多＜5 m，以降水入渗补给为主，同时接受高平原孔隙潜水侧向径流补给，由于受地形影响，地表径流迟缓，排泄主要靠蒸发，嫩江低水位时排向嫩江。今年8 月份曾出现两次大的降水，9 月份无降水，10 月上旬进行勘探取样，其土样饱和度在100%～87%，再加上表层第②层土体的渗透系数大于下层③层得渗透系数，使土中水分无法下排，在重力作用下对渠道左侧边坡形成较大的渗透压力，应采取截渗排水措施消除高平原地下水形成的渗透压力对渠道边坡的影响，降低土壤含水量，增加土壤的抗剪强度。渠道水，北引总干渠每年4 月20 日开闸引水，10 月20 日停水，共计183 d，目前渠道两侧均无防渗设施，渠道土体长时间浸泡在水中，处于饱和状态，由于渠道内水水位较高，对地下水的排泄造成顶托，形成较大的空隙压力，而渠道退水历时又短，仅1～2 d，在上部饱和土体自重和渗透压力的作用下，加之上层黄色黏土与下层灰色黏土渗透性不同，上部较大，下部较小，接触面上排水比降加大，仅靠土体内的自重难以抵抗其滑动力，因此极易沿两层黏土的交界面产生滑动。

3 从施工程序上分析滑坡成因

由于对膨胀土的认识不足，2010 年冬季前削坡作业后没能及时进行处理，马道上原有2 ～3m 厚的土体被挖掉，造成马道下的土体减荷，使其体积产生膨胀，再加上马道土体没有及时采取隔离保护措施和开挖截流沟，坡水不能及时排出，开挖后的土体长期暴露在空气中，使膨胀土在夏季表层干燥产生裂缝，降水后雨水浸入，产生多次胀缩循环，同时新开挖后的膨胀土受到一个冻融周期的作用及一个供水期渠水的浸泡，多方面因素导致土体抗剪强度降低产生滑坡，因此施工方法及方案也是造成滑坡的原因之一。

［1］王世玉，万连宾，彭玲.总干渠滑坡原因分析［J］.水利建设与管理，2002(06):41－42.

［2］申时钊，刘晓燕，朱国良.龙滩水电站右岸航道滑坡原因分析及治理办法［J］.水利水电技术，2003(10):19－23.