虎跳门水道堤岸滑坡的成因与治理
□河海大学交通海洋学院 杨明远
摘要:岸坡稳定问题在航道整治工程中经常遇到但尚未很好的解决.文章对虎跳门航道整治工程中堤岸滑坡的原因进行了分析,对治理措施进行了总结,也对岸坡失稳的预防提出了几项具体建议.
关键词:堤岸滑坡 成因 治理
1 引言
岸坡稳定问题在航道整治工程中经常遇到但尚未很好的解决.近些年在航道裁弯切嘴工程中发生的滑坡事故仍然为数相当可观,如西江下游虎跳门水道实施裁弯切嘴过程中,狗尾山工地于2000年3月发生切嘴堤岸滑塌,横坑裁弯工地于2001年10月左岸堤顶平台出现纵向裂缝,南镇切嘴工地于2001年12月在搅拌桩施工过程中发生长约40 m岸坡坍塌.
本人认为造成这种状况的原因主要为:
(1)土质情况因地而异十分复杂,加之取样,运输,试验等过程引进了一系列误差,更增加了问题的复杂性.遗憾的是并不是每个设计师都认识到这种复杂性.
(2)到目前为止人们使用的岸坡稳定分析方法,仍然是经验性的.虽然进行分析和计算,岸坡稳定的真正安全储备还是不知道的,而经验在没有上升为理论之前,既不完全可靠也并非每个人都能掌握.
2 工程所在地地质概况
狗尾山,横坑,南镇等工地所属河段――虎跳门水道,是在地质构造运动和河流冲积的相互作用下形成的,沿河道两岸分布着较窄的河流冲积平原,高程一般不足十米,地势低洼,系由人类围垦而成,现多为鱼塘和水田.工程所在地土层自上而下大致分为:素填土,淤泥及淤泥质土,粉质粘土,砾砂,风化砂岩.而淤泥及淤泥质土普遍厚度较大,如横坑段淤泥层厚达20.3 m,南镇段厚达16.4 m;淤泥最大含水率达82%,空隙比达1.3～2.6;该类土属高含水量,高压缩性,抗剪强度低,渗透性差,在附加荷载作用下压缩变形将产生不均匀沉降或造成蠕变.
3 岸坡失稳的原因分析
(1)狗尾山切嘴工程.该工程在设计上对堤基淤泥土的物理力学指标取值不合理,因而岸坡稳定的真正安全储备比设计计算值要小,当航道挖深使得岸坡变陡之后趋于不安全状态,由于退潮渗流力等外力因素的影响便发生滑坡现象.
(2)南镇切嘴工程.该工程在搅拌桩施工过程中,下游新旧堤围连接处由于搅拌桩施工扰动了淤泥土体,淤泥强度降低而搅拌桩强度尚未形成,再加上退潮时的渗透压力,于是发生岸坡坍塌事故.
(3)横坑裁弯工程.该工程左岸开挖时是在无水作业条件下进行的,随着开挖的进行,开挖区在一天内即有渗透积水形成.这说明地下水在开挖过程中在不断流动,地下水渗流场亦随之变化.这种变化的最主要特征是在坡体内部形成一个明显的水力坡降.在边坡开挖形成后,该水力坡降使地下水向边坡外侧流动,在水头差的作用下,加快了土体的侧向变形.另外边坡坡顶新填植草平台及坡后堆填弃土等新增荷载在一定程度上加大了侧向土压力及土体变形,本来开挖前在岸坡位置施打了碎石桩,由于碎石桩抗剪强度达不到稳定原设计边坡的要求导致出现浅层滑移,平台出现纵向裂缝.
4 处理措施
(1)狗尾山切嘴工程.滑坡后再按原设计的堤型修复比较困难,根据滑塌段的地形,其后面山体已起到防护作用,在征得有关部门同意后,无需再建堤,改为削坡处理,并抛设块石棱体压脚及抛石护坡.
(2)南镇切嘴工程.因堤后为大片鱼塘,发生岸坡坍塌后在原设计的堤防位置修复较困难,改为将堤围作后移处理.
(3)横坑裁弯工程.由于碎石桩抗剪强度达不到原设计要求,结合不同的防洪条件,调整左岸和右岸的平面走向.左岸因无防洪要求只将土堤改为抛石堤,右岸因有防洪要求,对于已施工的碎石桩仅视作安全储备,放缓边坡调整设计断面,将还未施工的碎石桩调整为旋喷桩,在堤基增设袋装砂井.
5 预防岸坡失稳的几项具体建议
在这些年的航道整治工程中时而发生一些滑坡事故,有的虽未滑动,但在施工,使用期间产生了很大变形,影响了堤岸的正常使用.在这些事故的处理过程中,我们对提高岸坡稳定性以及防止滑坡的工程措施等方面积累了不少经验,现提出几项具体建议.
(1)加强地形,地貌,水文,地质以及与岸坡稳定有关的地质现象的调查工作,是防止滑坡的一个重要环节
表1为横坑工地的监测资料统计表,在开挖施工结束后,第7监控断面附近出现明显裂缝,第6监控断面出现的裂缝则相对微小而不明显,这表明两监控断面附近的边坡稳定性存在明显差异.然而从现有提供的资料来看,两监控断面的工程地质和水文地质条件并无重大差异,这是为何 两断面的稳定性差异似乎反映了两处场地尚未查明的某些工程地质或水文地质条件的差异,如粉砂粉土夹层的多寡及其空间分布差异等.

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