燃灯寺水库大坝滑坡分析与处理

2022-01-08倪竹鞭

安徽水利水电职业技术学院学报 2021年1期

倪竹鞭

(凤阳县水务局，安徽凤阳 233100)

燃灯寺水库位于淮河流域右岸支流小溪河上游,凤阳县小溪河镇境内,是一座重点中型水库。该水库始建于1958年9月,历经1967、1975、1986、2004年4次除险加固。1967年自迎水坡培厚,高程37.50m以下为1∶3.5,37.50m处设一宽3.00m的戗台,37.50m以上为1∶3.0,干砌块石护至坝顶45.20m,新建防浪墙顶高程46.20m。1975年对大坝又一次加高培厚,坝顶高程46.80m,顶宽8.00m～9.00m。1986年对大坝进行加固,坝顶加高到47.50m,另做20cm泥结碎石路面,坝顶最终高程47.70m。上游新建防浪墙,顶高程48.70m。2004年除险加固,坝基防渗采用高压旋喷墙,坝身防渗采用粘土井柱。对迎水坡干砌块石重新翻修,坝顶做砼路面,用浆砌块石建下坝肩。下游坝面从坝顶开始,用原坡比加厚坝坡,并在39.00m高程设3.00m宽平台和35.00m高程设5.00m宽平台。重新做坝后排水沟及草皮护坡,原贴坡反滤用横向砂沟接到坝脚排水沟。水库大坝为土坝,坝体填土主要由粉质粘土、重粉质壤土和轻粉质壤土组成。坝基地质从上至下可分为5层:淤泥质粉质壤土层,硬塑状粘土层,软塑状重粉质壤土层,中密状中细砂夹壤土层,全～强风化的泥质粉沙岩。现状坝顶宽6.00m,坝顶高程47.70m,防浪墙顶高程48.70m。大坝迎水坡为干砌石护坡,坡比1∶3.0 ～1∶3.5。背水坡39.00m高程以上坡比为1∶2.75,39.00m高程以下坡比1∶3.5,均为草皮护坡。2018年8月下旬,燃灯寺水库组织工程技术人员巡坝时,发现大坝老河槽段背水坡出现滑坡,为了保证水库大坝运行安全,需要对滑坡进行处理。

1 滑坡特征及成因分析

滑坡位于燃灯寺水库大坝老河槽段背水坡,桩号0+950～1+040(大坝偏东端),一级平台(39.00m高程平台)以上的2004年加固部分。滑坡裂缝位于大坝背水坡接近坝顶的部位,最宽处开口宽约0.05m、长约90.00m,部分裂缝两侧形成错台,最大落差约0.50m,经淋石灰水开挖,裂缝深约1.00m。对滑坡范围内的排水沟进行排查,未发现异常,滑坡范围内背水坡也未见隆起,滑坡部位现状如图1所示。

图1 滑坡部位现状图

经走访当年燃灯寺水库除险加固工程项目施工人员,初步分析滑坡是2004年除险加固时,开挖粘土井柱弃土堆于背水坡未压实,前一段时间强降雨(2018年8月12日～18日降水量累计为272.2mm)如表1所列,土壤含水量饱和,抗剪强度降低所致。根据2004年除险加固设计资料,初步判断该滑坡体厚度在10.00m以内,属于浅层滑坡。

表1 2018年8月12日～18日日降水量表(凤阳县燃灯寺水库雨量站)

2 滑坡处理方法

2.1 本滑坡段处理原则

先采取应急措施,后期对滑坡体进行处理。

2.2 土源选择及开挖

经现场勘察,位于燃灯寺水库非常溢洪道下游的田块土料性质及储量符合要求。清除土料场表层40cm深度内的腐殖土,包括表层杂草、树木及其它杂物。为了控制土料含水量,防止土料含水量过大,沿土料场周围开挖排水沟,起到排水、滤水作用,同时采用平面开挖的方法开挖土料。

2.3 处理措施

(1) 在滑坡段土方清除前。采用花雨布将裂缝部位盖实,避免雨水渗入，将裂缝桩号范围内的高秆植物清除,便于观察。

(2) 处理范围内。将处理范围内(滑坡段)的2004年加固填筑的土体全部挖去,清除树根、杂草、石块等垃圾,满足规范规定的要求后,按1∶2.75的坝坡填筑土料,压实度不小于0.96。

(3) 填筑土料。采用粉质壤土,且应满足如下要求:① 渗透系数不大于1×10-4cm/s;② 水溶盐质量含量不大于3.0%;③ 有机质质量含量不大于5.0%。

(4) 土料填筑。将结合面由下至上开挖成台阶状,每级台阶高约20cm。铺设上层土前,在下层土连接层面上洒水并刨毛,后沿水平层面铺设新土,沿水平层面进行碾压,控制含水量在最优含水量附近。

(5)土方填筑结束后。应修复施工过程中损毁的排水沟及坝肩,在新填筑的坝坡上满铺草皮护坡。

(6)巡查。在险情排除前,水库管理单位加强观测巡查,落实安全责任制,做好应急预案,控制水位运行,确保水库安全,同时做好记录。

滑坡部位大坝处理如图2所示。

图2 滑坡部位大坝处理横断面图(0+950～1+040)

2.4 施工工艺

清除原滑坡段土方时,在滑坡段(顺坝轴线方向)两端开挖1∶3的斜坡,以利于新老土方结合。土料开挖采用1.0m3挖掘机开挖,土料运输采用5t自卸汽车运输,平整和碾压机械采用55kW推土机(55kw推土机碾压不到的地方,用蛙式打夯机碾压)。一个作业段,分层填筑,分层碾压。测定土料含水量,虚铺土料厚度30cm,从桩号1+040向桩号0+950铺土,施工时采用进退错距法碾压,推土机沿坝轴线方向行驶,碾压搭接宽度大于10cm。先铺筑试验段,测定压实土料压实度,确定碾压遍数,然后按试验参数进行施工。施工机械在工作面上错辙行驶,严禁在铺筑面上急转弯调头,同时采用进占法卸料,防止土料剪切破坏。如果土料出现剪切破坏,彻底进行返工处理。铺料至坝边时,在设计边线外侧超填30cm余量。蛙式打夯机碾压时,行走方向平行坝轴线,夯实采用连接环套打法,夯迹搭接宽度不小于1/3夯径。遇施工期间下雨时,在雨前做好所铺松土的压实,并保持填筑面平整,以防积水。雨后晾晒并测定所铺筑上层土料含水量符合要求后才能继续填筑。填筑过程中严格进行填筑高程、宽度、坡度、压实度的控制,每一层都进行高程、宽度、坡度、压实度的测量工作。检查合格后,才能进行上层填筑。