搜索
浅谈土坝滑坡的成因及治理闫国利(陕西省绥德县水保工作队)[摘要]土坝是人类利用和改造自然的产物，由于取材简便，随着社会经济的发展和各种基础设施的建设，其在工农业等基础设施建设中得到广泛应用。土坝滑坡是一种危害较为严重的工程地质灾害，对受影响区域内的人民生命财产安全、交通运输及工程建设等构成较大的威胁，本文将对土坝滑坡的成因和治理作简要的论述。[关键词]土坝；滑坡；治理1滑坡概念土工建筑物滑坡防治是堤、坝、渠堤等土工建筑物滑坡的预防和处理措施。滑坡是土工建筑物边坡本身或边坡连同一部分地基土体，由于滑动面上的滑动力超过了抗滑力而沿着一定的滑动面向下滑动的一种破坏现象。土工建筑物的滑坡面有圆弧形、折线形或两者相混合的形式。大部分滑坡发生在建筑物的施工期或工程运用初期，但也不排除老工程出现滑坡的可能性。渠道滑坡将使输水中断，堤防滑坡将有决口的危险，土坝滑坡严重时可能导致垮坝失事。对于滑坡的首要关键是监测和预防。土工建筑物，除突然遭受地震或其他剧烈震动、滑动外，一般在滑坡前均有先兆和发展过程,首先是在坡面、顶面出现纵向裂缝,裂缝不断扩展，变成弧形，裂缝两侧错距加大，同时在滑坡体下部坡面或底脚出现带状或椭圆形隆起，以后滑坡体移动加快，终于脱离原来位置而滑出。因此，在土工建筑物的检查观测中发现滑坡裂缝等类先兆，应及时采取措施，预防滑坡的发生或缩小滑坡的危害。2土坝滑坡特点2.1陡坡处最易发生滑坡坡度大于25。的陡坡，只要具备一定的土质条件，暴雨季节发生滑坡的可能性极大，而滑动面的形状往往以圆弧面居多。2.2集水坡面处易于发生滑坡呈现凹型地貌单元的坡面具有明显的集水作用，其地下水位上升的高度和速度一般高于其他类型坡体。因此，从地形上看，集水坡面易于发生滑坡。2.3土的蠕变土的蠕变土坝在建成后一段时间才开始破坏，而不是建成后很快就产生滑坡。12.4水位陡涨陡落。水位陡涨陡落不利于土坝的稳定，易产生滑坡。3成因分析3.1外界力的作用破坏了土体内原来的应力平衡状态。3.2土的抗剪强度由于受到外界各种因素的影响而降低，导致土坝失稳，产生滑坡。从力的平衡角度来说，土坝在自重应力作用下，存在着向下运动的趋势，当滑动面上的剪应力达到并超过了土的抗剪强度，即滑动力超过抗滑力时，就要发生滑坡。在土坝的勘测设计、施工、运行管理过程中，即使是一些微小的疏漏，如筑坝土料的强度指标选用偏高、施工时土料的含水量未达到设计要求、坝前水位陡涨陡落形成较大的孔隙水压力等，都有可能导致土坝产生滑坡。4滑坡预防运行期的土坝迎水面滑坡往往是由于库水位骤降，即水位降落速度过快而产生，或由于受地震、爆破震动影响以及顶部载重过大而产生。因此，在运行中要严格控制库水位的降落速度，发现迎水面有滑坡迹象，应立即减缓或停止水位降落，并采取相应措施；在土坝附近要严禁任意爆破；在土坝顶要严禁任意加重荷载；位于地震高发地区的土坝，还应加强抗震措施。土坝背水面滑坡的主要原因是坝坡过陡,土质不合要求,碾压不实或有软弱带，以及缺乏排水设施或排水设施效果不好，坝基内有软弱层未彻底处理等，当水库蓄水位较高，持续时间较长时，就可能滑坡。因此，为了预防滑坡，要注意检查观测，发现浸润线过高、背水坡大面积渗水、渗水量增加等情况，经分析判断认为有滑坡可能时，即应上部减载、下部压重、放缓坝坡以及加强防渗、改善排水条件、降低库水位。此外，有些土坝坝面排水不良，一遇持续降雨，使坝体饱和，也可能形成局部滑坡，故应设置坝面排水系统，减少雨水向坝体入渗等预防措施。土坝滑坡的成因及其预防措施，主要是主流线冲刷坝基，容易造成滑坡，故应设法保护坝基。有些坝体土质含沙量太大，渗水严重，应加强防渗、导渗措施预防滑坡。有些坝内存在隐患，应及时消除隐患（见堤防隐患处理）。还有些旧坝背水坡脚有深塘并长期积水，最容易滑坡，多采用填塘固基的处理方法。坝体滑坡多数是由于边坡太陡、土质松散而产生，应适当放缓边坡，沙土段应做防渗处理，如用粘土、土工织物等防渗。5土坝滑坡处理2土坝产生滑坡以后，要认真分析原因，有的滑坡是单一因素造成，有的则是综合因素造成，要全面分析，分清主次，采取有针对性的修复加固措施。对已经滑坡的土坝，应重新研究其原断面，进行抗滑稳定核算，从而考虑是否改善坝体结构和排水系统，以降低坝体浸润线和渗透压力，增强抗滑能力。土坝护坡应重视质量和垫层级配。如砂壳或坝基为易液化材料，应加固处理。坝体滑坡后，最好是彻底清理，重新翻修加固。加固措施如更换土料、改进断面、加固地基等，应根据滑坡原因确定。整治已发生的滑坡或防止潜在滑坡的发生，主要任务在于减小推动滑坡发生的力(简称为滑动力，[t])和加大阻止滑坡发生的力(简称抗滑力，[t]d)，从而提高滑坡的稳定性。造成滑坡的原因是滑动力超过了抗滑力。因此，在处理滑坡时，应当掌握的原则是:设法减少滑动力，增加抗滑力。其做法是:“上部减载”与“下部压重”。如因渗流作用而增加滑动力时，必须采取“前堵后排”的措施。“上部减载”就是在滑坡体上部的裂缝上侧陡坝部分进行削坡，以保持稳定;“下部压重”就是放缓下部坝坡、坡脚处筑镇压台及滑被段或滑坡体下部做压坡体等。当滑坡稳定后，应当及时进行滑坡处理。5.1开挖回填。滑坡体的开挖，应视滑动方量大小而定。如体积较小的滑坡，最好全部开挖，再用与原来坝体相同的土料分层回填夯实。如滑坡体方量很大，全部开挖回填确有困难，可以将松土部分挖掉，然后进行回填夯实。对松土开挖，可先将裂缝两侧松土挖掉，坑底应挖至缝底以下l.5米，其边坡不陡于1:1，挖坑两端的边坡不陡于l:3，井做好结合槽，以利于防渗。回填土应分层将土夯实。开控回填前，应洒水湿润，将表层刨毛或耙松，再填土夯实，以利结合。对地基淤泥层(或其它高压缩性土层)尚未消除或清除不彻底而引起的滑坡，应在坝址处挖穿淤泥层，回填透水料(背水坡脚)，做成固脚齿槽，同时采取压重固脚的措施。5.2放缓坝坡对设计坝坡陡于土体的稳定边坡所引起的滑坡，在处理时，应考虑放缓坝坡，并将原有排水体接触到新坝址。如滑坡前浸润线逸出坡面，则新旧土体之间应设置反滤排水层。放缓坝坡必须通过稳定计算，在没有试验资料确定计算指标时，也可参照滑坡后的稳定边坡，确定放缓的坝坡。5.3压重固脚严重滑坡，滑坡体底部往往滑出坝趾以外。在这种情况下，就需要在滑坡段下部采取压重固脚的措施，以增加抗滑力。一般采用镇压台，如同时起排水作用时，也有称为压浸台的。压重固脚的材科最好用砂石料。在砂石料缺乏的地区，也可用土工织物，代替反滤，3以达到排水的要求。镇压台的尺寸，应根据使用材料和压实程度，通过试验和计算确定。5.4防渗设施水库蓄水后，因浸润线抬高产生的滑坡，一般都需解决防渗问题。在高水头作用下，产生渗透破坏，引起背水坡滑坡，或者由于水位骤降引起迎水坡滑坡，使防渗体受到破坏，均应根据具体情况降低库水位或放空水库，彻底修复防渗体，对由于浸润线过高而逸出坡面或者由于大面积散浸引起的滑坡，除结合下游导渗设施外，还应考虑加强防渗。必要时可以进行坝身劈裂灌浆、加强防渗斜墙等。5.5排水设施对由于渗漏引起的背水坡滑坡，当采用压重固脚时，应新旧土体以及新土体与地基间的接合面应设置反滤排水层并与原排水体相连接。对由于排水体堵塞而引起的滑坡，在处理时应重新翻修原排水体，使其恢复作用。对因减压井堵塞引起地基渗流破坏而造成的滑坡，应对减压井进行处理，以恢复其效能。6结语滑坡是当前工程中一个非常复杂的课题，有许多不确定因素有待人们进一步研究，滑动面形式的确定、按实际情况合理地取用土的抗剪强度参数、土的非均匀性以及土坝内有水渗流时的影响等。土坝滑坡的整治，并非是单纯采用支挡就可以奏效的纯工程问题，应对其特有形成条件、产生原因、变形破坏机制、几何边界条件综合考虑，采用支挡、排水、刷方等措施综合治理，以达到最好的效果。