渠道高边坡处理技术方法研究

2020-01-11□李鹏

河北水利 2020年5期

□李鹏

渠道建设中会遇到较多的天然的或人工开挖的边坡，边坡稳定性对渠道安全构成一定的威胁。尤其是高边坡，有时关系到工程建设的成败。主要对南水北调总干渠邯邢段岩质渠段高边坡的处理措施进行分析，探讨高边坡的处理方案。

1.工程概况

南水北调中线总干渠河北省邯邢段起自河北省与河南省交界处的漳河北岸，止于邢台与石家庄市交界的梁村村西，全长172.751km，本渠段地处太行山东麓与华北平原过渡带，穿越倾斜平原、岗地、丘陵3 类地貌区。邯郸段以岗地为主，邢台段以倾斜平原为主，丘陵主要分布在邢台内丘、临城等局部渠段。

邯邢段总干渠渠道横断面均为梯形断面。受地形起伏变化影响，渠道分为全挖、全填、半挖半填3 种型式。本段渠道中全挖方渠道长85.450km，全填方渠道长10.433km，半挖半填渠道长 66.224km。其中土质渠道147.114km，岩石渠道长14.993km。挖深大于10m 的渠段长42.29km，其中大于15m 的渠段长15.93km，大于20m 的渠段长6.25km。

2.边坡稳定性分析

渠坡稳定主要受边坡土体的岩性组合、土的工程特性、坡高、坡度、地下水和地表水以及施工、排水方式等因素的影响。对于不同的渠坡，影响渠坡稳定的因素会有所不同。由于邯邢渠段渠道线路较长，沿线地质条件较为复杂，根据地质资料对总干渠按照地层岩性进行地质分段，划分为岩体段、土岩体段、土体段3 种类型。岩体段依据岩石组成成分和岩性特征划分为火成岩、碳酸岩以及碎屑岩段；土岩体段依据上部土体的颗粒组成、土体物理力学指标和下部岩体的组成成分、岩性特征划分为不同的渠段；土体段依据地层和土体结构划分为均一结构、双层结构和多层结构。依据渠坡岩性特征，在每一段中选择若干个代表断面，采用有限元法进行渗透稳定、边坡稳定计算，拟定边坡坡比。

3.高边坡主要处理措施

3.1 岩质渠段边坡处理措施

岩质边坡的失稳模式根据不同岩体类型存在不同的失稳型式。对块状结构边坡，其失稳模式一般为沿某一结构面或复合结构面滑动，某一节理或裂隙面组成楔体滑动，陡倾角易形成崩塌；对层状结构面，其失稳型式为沿层面或软弱夹层，形成滑动面，坡脚切断后易形成滑动，倾角较陡或层面与节理组成楔体，产生滑动或崩塌；对碎裂结构边坡，其失稳模式多由于边坡稳定性差，由于岩块间结构不紧密、咬合力差，而形成以圆弧滑动为主的失稳状态。在设计中，除根据不同坡高、不同岩性采取不同的边坡坡比外，为保证工程安全性，根据具体情况采取了一些必要的工程措施。

3.1.1 坡面保护措施

渠道边坡经开挖后，其原有的稳定条件和环境受到影响和破坏，在自然引力作用下极易发生变形、松动、塌滑等现象，应采取措施控制其发展以免危及到边坡整体安全，邯邢段岩质坡面一般均采取喷射混凝土防护，表层有破碎岩石的采用挂网喷护，这些保护措施可以有效的减少大气环境对岩质边坡的影响，可以起到防水，防止坡面岩体风化、崩解、泥化破坏等。

3.1.2 锚杆

对于节理裂隙发育的岩质渠段，根据岩体裂隙发育程度、产状、块体规模布置系统锚杆，系统锚杆长3.0m，间距3.0m，梅花形布置。对于系统锚杆不能兼顾的随机不稳定岩体，采用加强锚杆、深层水泥砂浆锚杆进行加固。

3.1.3 抗滑桩

主要应用于渠道开挖过程中的滑坡处理，如邢台内丘县段146+700～147+200，渠道最大挖深38m，本渠段地层上部黄土状壤土，下部为全弱风化砂岩或泥岩，属于土岩双层结构，以泥岩为主，岩层多倾向渠内或下游，在渠道开挖过程中，由于汛期降雨量大，降雨频繁，岩质渠段土体浸水饱和，高边坡受降雨影响，基岩裂隙浸水，沿泥化结构面发生失稳，发生滑坡。由于受限占地，采取抗滑桩措施，在一级马道二级坡脚布置一排抗滑桩，直径1.8m，桩长22m，顺渠道方向间距4.5m；二级马道三级坡脚处布置一排抗滑桩，桩径0.4m，桩长10m，间距2.5m。同时二、三级岩质边坡设置钢筋混凝土框格梁防护。

3.1.4 挡墙

挡墙一般用在岩质渠段，为保证渠道设计的连续性，渠道过水断面一般不宜频繁变化，在岩质渠段中，一般边坡坡比较陡，对于过水断面内小范围的较为破碎的岩石，为保证边坡稳定，同时与上下游岩质渠道边坡坡比一致，采取钢筋混凝土挡墙结构型式。一般以重力式挡墙、仰斜式挡墙为主。

3.1.5 排水

岩质渠段边坡排水包括地表水和地下水排水两部分。为了使坡顶降水迅速排走，在总干渠外侧设置截留沟，地表水通过截流沟排入附近左岸排水建筑物，截流沟采取混凝土衬砌结构型式，以减少地表水入渗。为降低岩质渠道坡体内浸润线，在边坡上设置排水管将地下水排入渠道内，排水管布置密度根据地层岩性、断裂带分布、裂隙分布、补水条件确定。