大园包崩滑体的成因及治理方法,水利工程论文.docx

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1、大园包崩滑体的成因及治理方法,水利工程论文大园包崩滑体位于嘉陵江亭子口水利枢纽左岸，滑体物质主要为滑移松动岩体、粘土夹块碎石。左岸非溢流坝段将崩滑体分为上下游两个部分，顺江总长1160m，宽 200m 360m，面积约 28 万 m2，体积约560 万 m3，厚度3m 63m。崩滑体的稳定性关系到亭子口枢纽工程左岸建筑物的施工和运行安全。本文主要介绍该崩滑体的成因及其治理方式方法。 1 崩滑体的成因 1. 1 崩滑体周围地形地貌 崩滑体前缘为嘉陵江，河谷深切，河床与前缘之间为坡度 20 25 的基岩斜坡，局部较陡可达30 ，坡体上多零星分布第四系残坡积物，坡底则零星堆积砂岩大块石，块径一般 1

2、m 3m，最大8m 12m。大园包崩滑体与周围岩土体地形断面见图 1。 崩滑体后缘山体为苍溪组 K4 31c K6 11c地层的粘土岩、粉砂岩及细粒岩屑砂岩构成的互层状基岩斜坡，坡高 40m 60m，坡度一般 25 35 ，少数地段可达 45 以上，局部因岩屑砂岩出露构成高 3m 8m 的陡崖，基岩未出露地段多分布厚1m 3m 的残坡积或崩坡积物。受岩体风化及自然卸荷的影响，过去经常发生岩块崩落现象，坡底则大量堆积砂岩巨块石，块径多在 3m 以上，一般3m 8m，最大近 15m，原岩成分多系 K5 11c及 K6 11c地层的岩屑砂岩。 1. 2 崩滑体与周围岩土体的关系 大园包崩滑体属于亭子

3、口李家咀坝址左岸第四系松懈堆积体的一部分，从物质组成与来源两方面分析，大园包崩滑体与周围岩土体基本一样。大园包崩滑体主要由 A、B、C 三类物质组成，即 A类: 粘性土及粘性土夹碎块石; B 类: K4 31c与 K5 11c或 K6 11c地层岩屑砂岩构成的块石及块石夹土; C类: K4 21c K6 11c地层构成的大园包滑移松动岩体。 受地形地貌、地层岩性、风化卸荷以及大气降水的影响，斜坡物质极易分解、崩塌，并就近堆积于坡底，成为堆积体的主要物质来源。 1. 3 成因机制分析 崩塌堆积初期，由于坡体高陡，崩积物以大块石为主且崩塌频率较快，多来不及风化或风化较轻，这与拉裂槽覆盖层下部岩性以

4、块石及块石夹土相吻合。随着崩塌的延续，坡体稳定性加强，崩积物逐步变小且崩落频率减慢，堆积于拉裂槽后，有足够时间进行风化水解，使得颗粒变细，这与拉裂槽覆盖层上部岩性以粘性土夹碎、块石为主相一致。 由大园包崩滑体成因机制能够看出，其构成经历了崩塌、堆积、滑移三个循环往复的经过，滑移形式为推移式。 2 崩滑体稳定性分析 纵观崩滑体所处的地质环境及其成因机制，自构成以来，一直处于稳定状态，无二次整体滑移，局部也没有变形迹象。即便受人类活动的影响，也只是对崩滑体表层进行改造，没有改变崩滑体的稳定条件。 按亭子口水工建筑规划布置，崩滑体地段将布置左岸非溢流坝段和左岸电站厂房等水工建筑，华而不实左非坝段将崩

5、滑体分为上下游两个区，由于工程施工期及水库运行，导致崩滑体稳定影响因素发生变化，其稳定状态也将相应发生变化。 (1) 工程施工期间，左岸厂房进厂公路边坡开挖对崩滑体下游区前缘构成切脚，进而改变了崩滑体前缘地下水运移方向，地下水集中向坡面聚集，水力坡降增大，在外界因素如暴雨的诱发下，可能导致边坡失稳。另外由于前缘切脚，崩滑体整体抗滑力减小，对整体稳定产生不利影响;(2) 水库运行期间，崩滑体上游区受库水位周期性涨落的影响，很可能会改变稳定状态，由稳定向不稳定转化。由于上游区坡度平缓，加之前缘地段厚度小且地形无剧烈变化，因而只要一种失稳形式，即整体滑移式失稳。而崩滑体下游区由于不受库水位影响，其稳

6、定性与工程施工期一样。 3 崩滑体治理方式方法 3. 1 上游滑体治理方式方法 根据设计院稳定计算结果，上游滑体在水库蓄水运行后，基本处于稳定状态。为保卫水下坡面不被库水淘刷，对上游滑体高程 464m 下面坡面采用预制混凝土块护坡，混凝土块厚 15cm。 3. 2 下游滑体治理方式方法 由于进厂公路边坡开挖，对下游崩滑体前缘构成较大范围切脚，当滑体内地下水位较高的工况时，前缘局部沿潜在滑移面发生失稳毁坏，产生较大下滑推力。因而，下游区治理主要考虑降低滑体地下水位，同时在前缘采取支挡措施。 主要治理方式方法: 前期崩滑体下覆基岩中布置 两纵两横 地下排水洞，洞内设排水仰孔; 前缘设置抗滑桩及重力

7、式挡墙支挡加固，墙后碎石土回填区采用格构植草支护、崩滑体地表采取地表排水。 但后期施工完后，崩滑体范围内布置的毛料堆场加载太快，导致部分抗滑挡墙变形，后经多方专家论证后，下游崩滑体治理在原有基础上加设了下面处理方式: 挡墙桩号坝0 +296. 00m 坝0 +468. 00m 段172m 己出现变形及影响区，沿挡墙每个分缝段(10m 12m) 墙面布设 3 列(竖向) 2 排(横向) 钢筋混凝土格构梁系和 2 排 1500kN 级预应力锚索，锚索布置于格构梁节点处。墙顶垂直布置 1排 336mm 锚筋桩，孔距 2. 0m。挡墙桩号坝0 +228. 00m 坝0 +296. 00m 和坝 0 +

8、 468. 00m 坝 0 + 828. 00m 段未变形区428m，在抗滑挡墙墙顶布置 1 排 3 36mm 锚筋桩，孔距 2. 0m。 墙后布置排水砂井: 坝 0 +296. 00m 坝 0 +468. 00m 段变形及影响区段，沿挡墙后缘每个分缝段(10m 12m) 布设 1 个城门洞形排水砂井;坝 0 + 240. 00m、坝 0 + 270. 00m 和 坝 0 +490. 00m、坝 0 + 520. 00m、坝 0 + 550. 00m、坝 0 +580. 00m、坝 0 + 630. 00m 各布设 l 个城门洞形排水砂井。砂井内回填粗砂，与墙体排水孔一起构成挡墙排水系统; 在

9、与砂井对应位置的墙体上增设砂井排水孔，上、下各 1 个，孔径 91mm，排水孔深切进入砂井内 50cm，伸入井内段采用塑料花管，外包过滤土工布，且所有排水孔孔深一律调整为8m，孔径调整为 91mm，排水孔采用塑料花管外包过滤土工布进行孔内保卫。 在桩号坝 0 +335m、坝 0 +405m、坝 0 +435m三个断面相邻的上、下格构节点锚索墩槽中，安装锚索测力计，共计 6 台，分别编号为 D0lZDQ D06ZDQ; 与桩号坝 0 + 295m、坝 0 + 335m、坝 0 +405m、坝 0 + 435m、坝 0 + 505m、坝 0 + 585m、坝 0+ 705m 七个断面的挡墙墙顶，设

10、置水平位移监测点，分别编号为 TP01ZDQ TP07ZDQ。 3. 3 主要施工项目 3. 3. 1 抗滑挡墙 抗滑挡墙顶宽 2m，墙背直立，墙面坡度 10. 55，墙高为 6. 5m 8. 5m，可根据崩滑体前缘开挖坡高适当调整挡墙高度。为疏排挡墙后渗水，墙体设排水孔，孔径 91mm，间距 3m。 根据岩性特征，开挖完后尽快采用混凝土或砂浆覆盖基岩，防止基岩风化。 3. 3. 2 地下排水洞 下游崩滑体范围共设置 两纵两横 地下排水系统。在后缘山体侧设置一道纵向排水洞和排水孔幕，拦截 K1C4 2 层山体地下水补给; 同时为降低滑体前缘地下水位，提高局部稳定性，在距离开挖前缘 100m 左

11、右处设一道纵向排水洞及排水孔幕; 在滑体滞水丰厚的大园包下伏岩体及纵向排水洞的下游末端处各设一道横向排水洞和排水孔幕，以降低滑体地下水位。 排水洞净断面尺寸为 2. 5m 3. 0m，城门洞形，局部地质条件较差部位采用钢筋混凝土衬砌或喷锚支护。排水洞顶设排水仰孔，深度平均为25m，孔径 91mm，孔距 3m; 洞壁设一排浅排水孔，深度 1m，孔径 56mm，孔距 3m。排水孔全孔采用 PVC 滤水管外包土工布进行孔内保卫。 3. 3. 3 墙顶锚筋桩与预应力锚索 (1) 墙顶锚筋桩施工。在坝 0 + 228. 00m 坝 0 +828. 00m 段锚筋桩，为混凝土挡墙和岩石锚固抗倾覆抗滑设置。

12、根据工程立面图，按设计要求，将锚杆位置准确测放在墙顶面上，孔位应准确，放线时按每伸缩缝为分界限，按孔距 2m 依次布置，距伸缩缝段为 1m，若碰到与锚索重合，应做调整，尽量避开锚索施工。 锚筋桩的制作是将 3 根 36mm级钢筋 品 字型连接，不弯勾，孔径 130mm 间距 2m，挡墙锚筋桩总长 12m，带注浆管一次注浆;(2) 预应力锚索施工。挡墙桩号坝 0 +296. 00m 坝 0 + 468. 00m 段(己出现变形及影响区段) ，沿挡墙每个分缝段(10m 12m) 墙面布设3 列(竖向) 2 排(横向) 钢筋混凝土格构梁系和 2排 1500kN 级预应力锚索，锚索布置于格构梁节点处。

13、 1500kN 级预应力锚索型式为粘结式，使用有粘结钢绞线，采用二次注浆(先注锚固段，张拉结束后注张拉段) 。 锚索张拉在一次注浆到达强度及锚墩混凝土等的承载强度到达施工图纸规定值后进行。 3. 3. 4 钢筋混凝土格构锚梁 在挡墙已出现变形及影响区段加设钢筋混凝土格构锚梁，沿挡墙每个分缝段(10m 12m) 墙面布设 3 列(竖向) 2 排(横向) 钢筋混凝土格构梁。 3. 3. 5 墙后排水砂井 在抗滑挡墙背后全线每隔一定距离增设排水砂井，排水砂井为城门洞形。 砂井采用人工自上而下分段开挖，每 50cm开挖后采用钢筋护壁。为知足砌筑后直径为1. 2m，砂井开挖尺寸为 1. 7m 1. 7m

14、。砂井挖至混凝土基础后，为确保施工安全，立即采用多孔砖砌筑，多孔砖孔向应水平布置以利于排水。砂井砌筑完成以后，进行砂井回填，砂井内回填粗砂，与墙体排水孔一起构成挡墙排水系统。 对穿过井壁的排水孔内端，采用塑料花管保卫后，在井内分层回填粗砂，粒径范围 0. 5mm 2mm，且级配良好，为防止松懈砂的沉降，回填时应分层洒水。 4 滑坡体监测 4. 1 监测布置 大圆包崩滑体与抗滑挡墙所安装埋设的监测仪器有位移计、锚杆计、锚索计、应变计、无应力计、测压管、渗压计、测斜管以及观测墩，分布在 0 121. 50m、0 + 184. 00m、0 + 328. 00m、0 +458. 00m、0 + 561

15、. 30m 五个监测断面上(见图 2) 。 4. 2 监测成果 施工期时，大园包监测频率每 3 天测一次，测值变化平稳时每周或每月监测一次，碰到特殊情况增加测次。施工期大园包与抗滑挡墙的主要荷载为施工砂石的堆载与自然变形，随着抗滑挡墙及砂石料堆载的科学设计，监测数据显示: 大园包各深度分层变形减小，且变化量值趋于稳定与收敛; 抗滑挡墙受力均匀，未见异常数据，异变观测期间稳定、收敛; 位移变形与堆载变化、自然季节关联，与库区水位变化尚未明显数据关联，表示清楚该滑坡治理有效、可行。 5 结束语 通过对崩滑体的成功治理，确保了亭子口枢纽工程左岸建筑物的施工和运行安全，并有下面认识: 5. 1 地下水是影响崩滑体稳定性的重要因素，地下水作用、尤其是在滑体长期饱和地下水工况下，稳定安全系数大幅度降低。对滑体采取有效的排水措施，降低滑体地下水位，避免饱和地下水等极不利工况出现，能够有效提高滑体的整体稳定性。 5. 2 对崩滑体范围内场地实行保卫型利用时，一定要科学设计，严禁超载，以免影响崩滑体整体的稳定性。 5. 3 崩滑体防治工程的发展趋势将是新材料、新方式方法、新工艺等的不断开发和利用，同时应加强稳定监测，并强调与环境相协调的新理念。