抗滑桩在南水北调中线工程磁县段滑坡中的应用

2015-12-26檀书琨付明军

河北水利 2015年6期

檀书琨付明军

南水北调中线工程河北省磁县所经渠段地质条件复杂，其中膨胀土渠段长度约15.43km，膨胀土开挖卸荷后，裸露边坡遇强降雨易产生边坡失稳，依据膨胀土失稳渠段的膨胀土特性、失稳原因，采取了抗滑桩方案对滑坡进行处理，经连续3年的位移监测,变形已趋于稳定，处理效果满足设计要求。

1. 膨胀土滑坡段设计情况

南水北调中线一期工程总干渠河北省磁县段总长40.056km，其中膨胀土渠底线以上分布长度15.43km，滑坡段位于总干渠桩号12+880～13+340，处于圆弧段的凸岸，滑坡段前渠道线路走向为NW351°,经过一段直线渠段后左转 75°，走向 NW276°,圆弧段后接一段直线渠段，滑坡位于该弯道的凸岸段和部分直线段。该渠段横断面为挖方断面，左侧挖深约18m，右侧挖深11m左右，过水断面设计边坡1∶2.0，一级马道以上边坡为1∶2.25，二级马道以上边坡为1∶2.0，膨胀土渠坡处理采取换填措施，换填粘性土厚度为1.0m，发生滑坡时桩号12+880～13+000开挖至渠底高程，桩号13+000～13+340开挖至一级马道以下2m左右。

2. 滑坡原因分析

2012年7月底，邯郸磁县连续遭受暴雨袭击,全县平均降雨量达131.9mm桩号12+880～13+340渠段左坡发生滑坡，滑面呈蜡状光泽。滑坡体主要为棕红色粘土岩，带动后缘上部的泥砾，滑坡形状近似呈扇状。滑壁位于西南侧，受一组 NE11°＜50°的节理裂隙控制，渠线走向为圆弧形，NW276°～307°,两者走向交角较小。最北侧滑坡后缘位于坡顶处，其他滑坡后缘位于一级马道附近，前缘为粘土岩与细砂交界部位，向前鼓起。几处坡面都有不同数量的纵向贯通剪切裂缝，裂缝宽度1～50cm，裂缝深度1～3m。滑裂面为膨胀土与细砂层界面及粘土岩节理面。

经分析，渠段左坡上部泥砾透水性大，大量雨水下渗，在泥砾下部的弱膨胀岩顶面形成上层滞水，该处存在原生结构面，渠坡开挖又存在临空面，导致左坡发生滑坡。

3. 滑坡段边坡稳定复核

3.1 滑带抗剪强度参数反演

参考《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006），滑带力学参数可采用试验、经验数据类比与反演相结合的方法确定。由于滑面为原生结构面，现场试验和室内试验难度较大，采取反演分析计算滑面的抗剪强度参数，依此作为稳定性分析的依据。根据地质探槽的布置，基本查明了滑面走向、倾向和倾角等要素，按照勘探结果确定地质计算模型，沿主滑方向中部选取地质剖面作为计算典型剖面进行计算，本滑坡为土质滑坡，由于膨胀土存在原生结构面、连降暴雨、前缘边坡开挖临空等综合因素致使前缘失稳。滑坡体的成分、结构及性状复杂，均一性差。反演计算底滑面采用推测的底滑面，安全系数取 0.95～1.00。

由于弱膨胀岩的分布范围不同，反演分析计算依据拟定的地质模型，分别采用不同的计算简图，对于桩号12+880～13+175过水断面渠坡分布弱膨胀岩的滑坡渠段和桩号13+175～13+340一级马道以上渠坡分布弱膨胀岩的滑坡渠段分别采用不同的计算简图，进行反演分析。

经反演分析，滑面强度综合取值c=4kPa，φ=10°。