江淮分水嶺地區(qū)小型泵站出水池滑坡原因淺析及處理方案

關(guān)于江淮分水嶺地區(qū)小型泵站出水池滑坡原因淺析及處理方案

　　論文關(guān)鍵詞：江淮分水嶺地區(qū)　小型泵站　出水池　滑坡原因　處理方案

　　論文摘要：文章對(duì)抗旱灌溉站出水池的滑坡原因進(jìn)行了分析，指出了滑坡的性質(zhì)及其成因，同時(shí)提出了合理可行的滑坡處理方案。

　　一、前言

　　安徽省定遠(yuǎn)縣地處江淮之間，為江淮分水嶺缺水地區(qū)，同時(shí)也是該區(qū)也是膨脹土分布地區(qū)；三和三級(jí)站位于定遠(yuǎn)縣三和鄉(xiāng)境內(nèi)，屬女山湖灌區(qū)抗旱灌溉站，為IV等�。�1）型泵站，設(shè)計(jì)流量3.20m3/s，總裝機(jī)960kW，設(shè)計(jì)揚(yáng)程19.9m，水泵安裝高程41.7m，出水池底高程為58.0 m。三和三級(jí)站進(jìn)水渠、出水物土方工程由附近鄉(xiāng)鎮(zhèn)于1997、2001年冬修組織民工人工施工，當(dāng)年土方填筑工作基本完成，2002年6月泵站建筑工程開始施工至次年2月份進(jìn)水池、泵房、出水池施工基本完成。2003年春夏期間，天氣長(zhǎng)期連續(xù)陰雨，出水坡出現(xiàn)多次土方滑坡現(xiàn)象，已建出水池發(fā)生傾斜，滑坡體下部危及電灌站廠房安全。

　　二、滑坡情況簡(jiǎn)述

　　1．第一次滑坡情況簡(jiǎn)述及性質(zhì)

　　2003年3月中下旬，由于連續(xù)陰雨，泵房和出水池連接的出水坡（面向泵房方向）及右側(cè)距出水池70~150m段發(fā)生大面積滑坡。根據(jù)3月27日現(xiàn)場(chǎng)勘察資料，出水坡滑坡體下部腳線距機(jī)房約6.0m，上部在距坡面下部約1/3高度處，東西方向長(zhǎng)約25.0m，南北方向?qū)挾葘捈s35.0m，形成圓弧形狀。之后，由于連續(xù)陰雨，滑坡情況不斷加重。4月28日土方下滑坡體頂部滑裂面跌差已超過2.0m，最大處約3.0m。6月中旬按處理方案施工坡腳擋土墻，6月29日擋土墻完工，但滑坡土體未作任何處理。

　　第一次滑坡體按滑坡體厚度可確定為淺層滑動(dòng)。滑坡體在滑動(dòng)過程中，滑坡體上部先變形滑動(dòng)，下部受擠壓而向下滑動(dòng)，按滑坡各部分滑動(dòng)的先后順序可確定為推動(dòng)式滑動(dòng)。

　　2．第二次滑坡情況簡(jiǎn)述及性質(zhì)

　　2003年6月30日后，天氣連續(xù)降雨，滑坡加劇，滑坡面上部發(fā)展到距坡腳2/3處，局部接近出水池基礎(chǔ)，巨大的滑坡推力壓向擋土墻，由于擋土墻砌筑砂漿未到齡期，7月3日出現(xiàn)裂縫，部分墻體傾斜。7月8日，降大到暴雨，軟化的泥土下滑推向擋土墻，墻體斷裂，局部?jī)A覆。在7月中旬的陰雨期間，出水池基礎(chǔ)附近的土體又滑動(dòng)，將出水池下1m厚的灰土基礎(chǔ)部分帶走，出水池產(chǎn)生傾斜至使鋼筋混凝土出水池與出水渠漿砌石扭曲坡裂開，止水橡皮破壞。9月26日“三和三級(jí)站出水池滑坡處理技術(shù)方案討論會(huì)”確定現(xiàn)有的出水池已破壞，不能使用，應(yīng)予以拆除，以免滑坡體向前發(fā)展，傾倒?jié)L落影響泵房安全。

　　根據(jù)滑坡體勘測(cè)成果分析，兩次滑坡形成的滑坡體周界縱向長(zhǎng)約40m，橫向長(zhǎng)約60m，滑弧最大深度為3.7 m。泵房基礎(chǔ)高程位于39.8高程處，坐落于④層泥巖泥巖上，滑坡對(duì)泵房基礎(chǔ)未產(chǎn)生擾動(dòng)，對(duì)泵房沒有影響。第二次滑坡剖面示意圖見圖2-2。

　　第二次滑坡較第一次加劇，滑坡面距坡面上面1/3處，局部接近出水池的基礎(chǔ)，滑坡深度地表以下最大深度不超過4m；由于第一次滑坡使上部失去支撐，而使上部土體相繼滑下。故第二次滑坡可認(rèn)為是淺層，牽引式滑動(dòng)。

[1]   

　　三、滑坡段工程與成因分析

　　1．滑坡段工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)述

　　測(cè)區(qū)位于江淮丘陵區(qū)，在該區(qū)二級(jí)及二級(jí)以上階地或崗地上廣泛分布著具裂隙性、脹縮性和超固結(jié)性的硬塑至堅(jiān)硬狀態(tài)的晚更新世沖洪積粘土；滑坡段地層主要為填土層和第四系沖洪積物所組成的粘性土、下第三紀(jì)泥巖，于泵房北側(cè)③層粘土層內(nèi)見暗綠色薄層蒙脫石層（產(chǎn)狀280°∠11°）�；�坡地段分層地質(zhì)條件總述如下：①層素填土，雜色或棕紅；不均勻；濕；軟塑；土質(zhì)為混雜，主要為黃褐色粘土、紫紅色泥巖；夾淺灰色高嶺土，植物根莖、鐵錳結(jié)核。③層粘土，上層為褐黃色粘土，硬塑狀態(tài)，含直徑1~3mm的球狀鐵錳結(jié)核，露頭剖面上可見夾有厚度2~l0cm的水平層狀淋濾鐵錳富集層，裂隙發(fā)育，裂隙一般無充填或被淋濾鐵錳質(zhì)浸染；下層為紅褐色粘土，呈硬塑狀，近垂直或水平的兩組裂隙發(fā)育，將土體切割成矩形或方塊狀，裂隙面被次生青灰色粘土充填。裂隙面極光滑．油膩狀，具臘狀光澤，裂隙多呈閉合狀。③1層粘土混礫砂，紅棕褐；濕；硬塑；夾鐵錳結(jié)核；混雜砂礫、卵石，粒徑2mm~100mm，含量35~80%；層厚0.70~2.70m；本層滲透性強(qiáng)，滲透系數(shù)3.5×10-3cm/s，可形成出水池頂部的出水渠內(nèi)積水的排泄通道。④層泥巖，紫紅色；稍濕；堅(jiān)硬，包含有黃綠色砂狀風(fēng)化物，局部裂隙發(fā)育，裂隙面光滑，具油脂光澤；該層未揭穿，部分鉆孔于孔底發(fā)現(xiàn)白色塊狀石膏晶體；對(duì)比三級(jí)站附近的三和石膏礦地層知，該層為下第三紀(jì)定遠(yuǎn)組（Ed）陸相碎屑沉積泥巖。

　　2．滑坡成因分析

　　根據(jù)安徽省工程勘察院的膨脹土試驗(yàn)成果：①層素填土的自由膨脹率平均值（δef）為46.1%；③層粘土自由膨脹率平均值（δef）為45.7%；④層泥巖自由膨脹率平均值（δef）為48.4%；上述各層均屬膨脹(巖)土，膨脹潛勢(shì)弱。我隊(duì)根據(jù)靜探孔所反映出來的滑動(dòng)面進(jìn)行，選取埋藏較淺的滑動(dòng)面進(jìn)行槽探驗(yàn)證。剝離淺部滑坡體后，發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)面分布于①層素填土和③層粘土交接面附近，①層素填土是滑坡體的主體，③層老粘土未發(fā)生滑動(dòng)；在滑動(dòng)面上有薄層黃褐色流塑狀粘土泥漿，有潛水自該層面緩緩滲出。

　　據(jù)在施工過程中，出水池及出水渠高填方回填土主要是由民工將進(jìn)水渠道、進(jìn)水池及泵房開挖出來的紅色泥巖未經(jīng)夯實(shí)直接堆筑而成；沒有按規(guī)范分層碾壓，填土質(zhì)量極差。從鉆孔所揭示的地層來看，①層素填土的干密度最小值為1.22g/cm3，平均值為1.43g/cm3，平均壓實(shí)度為88%，反映出堆筑時(shí)未能做到分層碾壓。填土的填筑質(zhì)量，對(duì)出水池高填方段的安全尤為重要，該段平均壓實(shí)度僅為88%，說明填筑時(shí)碾壓不密實(shí)，不滿足有關(guān)規(guī)范的要求。土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散、土質(zhì)雜亂，部分地段夾有灰色淤泥質(zhì)土，包含樹根、麥秸；說明填筑時(shí)土料控制不嚴(yán)；填土與天然地面接觸帶均有一層厚薄不均的軟塑狀的耕作層，該層的存在說明填筑前未清基或清基工作不徹底，接觸帶構(gòu)成地下水滲流通道。從剖面圖中可看出滑坡體的上部，出水池附近即原始地形的坡頂，分布有中薄層狀的③1層粘土混礫砂層（混卵石，滲透性強(qiáng)，形成地下排泄通道），該層在原出水池底板下方尖滅；地下水直接排入位于坡下的素填土內(nèi)；壓實(shí)度不足的素填土裂隙發(fā)育，不僅破壞了原本土質(zhì)混雜的填土整體性，而且裂隙為雨水的滲入提供了方便，使水分快速進(jìn)入土體中并特別使在裂隙周邊的土體迅速軟化，并逐漸向周圍擴(kuò)展，大大地降低了土的抗剪強(qiáng)度，使土體容易沿薄弱面滑動(dòng)，形成出水池附近的膨脹土質(zhì)素填土發(fā)生滑坡。

　　綜上所述，塌方區(qū)的填方高、填土為膨脹土質(zhì)，同時(shí)填土的壓實(shí)度小，雨季地下水位高，是造成三和三級(jí)站出水也滑坡的主要原因。

　　四、結(jié)論與建議

　　1．通過槽探和工程地質(zhì)剖面圖揭示：出水池附近的滑坡體的滑動(dòng)面分布于①層填土和③層老粘土交接面附近，①層素填土是滑坡的主體，③層粘土未發(fā)生滑動(dòng)。

　　2．滑坡區(qū)的填方高，填土壓實(shí)度偏小，地下水沿粘土混礫砂層通入素填土層，飽和填土抗剪強(qiáng)度下降，是造成滑坡的主要原因；

　　3．通過比擬工程區(qū)附近，工程地質(zhì)條件相同的該站出水渠、大官塘水庫壩坡及三和二級(jí)站的出水池的穩(wěn)定情況，均未發(fā)現(xiàn)滑坡現(xiàn)象；滑坡區(qū)雖有膨脹土分布，但滑坡的主要原因不是膨脹土引起，而是由未碾壓密實(shí)的膨脹土組成的素填土引起滑坡的內(nèi)因。

　　4．建議全部清除滑坡體及被擾動(dòng)過的土體（尤其是紅色泥巖），換填適宜干密度控制的土料，采用接近天然坡角的1：4的放坡連接泵房和出水池的方法進(jìn)行處理。由于區(qū)域地質(zhì)條件的限制，可采用弱膨脹土（黃褐色粘土）重塑后重新回填，施工過程中嚴(yán)格控制回填土的質(zhì)量要求，并做好坡面防滲排水工作。

　　5．按以上方法處理后的三和三級(jí)站泵房和出水池連接段，已經(jīng)歷過2個(gè)旱雨季的考驗(yàn)，未出現(xiàn)質(zhì)量問題。

參考文獻(xiàn)

[1]滁州市勘測(cè)隊(duì).《定遠(yuǎn)縣三和三級(jí)站滑坡治理初設(shè)階段階段工程地質(zhì)報(bào)告》.2003.11.

[2]安徽省地質(zhì)局.《中華人民共和國區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告.定運(yùn)幅》.1978.

   [2] 

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