南水北调中线工程滑坡处理措施

时启军

（南水北调中线干线工程建设管理局河北分局，石家庄050000）

1 工程概况

1.1 气象特征

该渠段沿线多年平均气温13.6℃，月平均最高气温32.2℃，多出现在6月，月平均最低气温-6.3℃，出现在1月；极端最低气温-18.3℃，多出现在1月，极端最高气温41℃，出现在6月份。多年平均日照时数2504h，无霜冻期202d，初霜期一般在10月下旬，终霜期在3月26日～4月22日。 封冻期在11月23日～1月22日，解冻期在12月23日～2月23日。最大冻土深36cm。多年平均相对湿度64%。多年平均蒸发量1724mm（Φ20cm蒸发皿）。多年平均风速2.6m/s，最大风速19m/s，多为北风或西北风，多年平均降雨量550mm。

1.2 暴雨特征

本区域属暖温带大陆季风气候区，6～9月份受太平洋暖湿气流及太行山地形影响，温湿多雨，为本流域的多雨季节。7月中下旬及8月上旬为太平洋副热带高压加强北上极盛时期，容易形成暴雨。8月下旬脊线一般南退，暴雨期也基本结束。降水的年内变化较大，70%～80%集中在汛期，多以暴雨形式出现在7，8月。

本区域暴雨的年际变化是我国暴雨变化最大的地区之一，年最大24h暴雨的变差系数（Cv值）可达到0.6～0.8。单站年最大24h降雨量的最大值与最小值之比达8～23倍。3d和7d暴雨的年际变化更为突出，个别站一次大暴雨就可能接近本站多年平均年降水量，甚至超过多年平均降水量的1～2倍。

1.3 渠段情况

该渠段纵坡采用1/25000，渠道横断面为梯型断面，过水断面边坡1∶3.25，一级马道及以上边坡1∶2.75，设计渠底宽18.5m，一级马道宽5m。渠道过水断面采用现浇混凝土衬砌，衬砌混凝土等级为C20W6F150；衬砌板下部采用复合土工膜防渗，采用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料保温板措施防冻。该段为深挖方渠段，过水断面渠基排水采用上下双层排水的内排型式。一级马道以上边坡采用预制混凝土六角形空心框格防护，并设混凝土护肩，框格内填土并植草。

2 工程地质

2.1 施工中地质

（1）黏土岩。棕红色或棕黄色杂灰绿色，稍湿，致密，不均匀，夹粉细砂透镜体，成岩差，发育节理裂隙，节理面具蜡质光泽，有皂感，以弱～中等膨胀潜势为主。

（2）黏土。灰绿色为主，杂棕红色或棕黄色，稍湿，致密，硬塑～坚硬状态，节理面具蜡质光泽，有皂感，具黑色浸染，以中～强膨胀潜势为主。

（3）粉砂。 棕黄色，密实，稍湿～湿，含泥质。

一级马道及以上渠坡未见地下水，且渠道开挖至黏性土换填时间内一级马道以上未见地下水渗出。一级马道以下局部有渗水。经复核，该段属于强膨胀土岩段。

2.2 水毁后地质勘查

水毁段揭露的地层岩性（自上而下）为换填土、杂填土、黄土状壤土、黏土岩、粉砂。

2.2.1 换填土（rQ）

水毁发生后，对水毁段渠坡换填土进行了取样试验。现场揭露渠坡换填土料为壤土，棕黄色或棕色，上部呈稍湿状态，下部含水率较高，多呈较湿状态。

2.2.2 杂填土（rQ）

灰黑色，稍湿，松散，大部为矿渣，含有黏土岩、壤土等，为路基土，主要分布于右渠坡坡顶，为原施工道路，厚0.3m。

2.2.3 第四系上更新统上段（al+plQ33）黄土状壤土

棕黄色，稍湿～湿，硬塑，含少量钙核及白色条纹。分布于右渠坡坡顶浅层，厚度0.3～0.8m。

2.2.4 上第三系中新统（N1）

（1）黏土岩。棕红色或棕黄色杂灰绿色，稍湿～湿，致密，不均匀，夹粉细砂透镜体，成岩差，发育节理裂隙，节理面具蜡质光泽，有皂感，以弱～中等膨胀潜势为主。本次未取原状土样，其物理力学参数仍采用初设地质建议值。

（2）粉砂。棕黄色，密实，湿～饱和析水，含泥质较多，稍有胶结。薄层分布于黏土岩层中，厚度0.3～0.4m。

水毁发生后，采用洛阳铲探孔勘察时，在二级坡半坡以下的探孔中，均揭露地下水。

3 滑坡概况

2016年7月19日～20日，南水北调中线一期工程沿线某市突降特大暴雨。7月21日上午管理人员发现渠段右岸二级边坡出现局部滑塌。滑动体上缘位于二级马道及以上，边坡出现约70cm深裂缝，下缘位于一级马道附近，出现挤压变形。经现场查勘，滑动体后缘位于二级马道以上，呈驼峰型，峰点在二级马道向上6.5m（平面距离），多处错台及开裂，最低点在二级马道外坡脚附近。

3.1 原因及处理措施

根据现场开槽探查及相关试验成果分析，原因主要有：

（1）“7·19”特大暴雨强度大，右侧林带及永久占地外地面积水严重。

（2）强降水侵蚀性强，致换填土与原状土结合部位积水。

（3）隔离网外侧，有一条田间作业路与水毁区斜交，且路面高程低于两侧田间及绿化带地面高程，路面两侧雨水通过该田间路汇入总干渠。

综合分析，其一是由于降水自渠道右岸外侧地面入渗，顺地势沿黏土岩裂隙及粉砂夹层向渠道方向潜渗，至换填土受阻，在换填土底部汇集；其二是降水自换填土面下渗，饱和软化换填土，并在换填土底部汇集。两者都造成换填基面处孔隙水压力升高。换填土在自身饱和软化，以及内水压力作用下，产生蠕变、滑动。

3.2 主要采取措施

3.2.1 一级马道以上卸载

由于滑动体仍存在下滑风险，进一步发展可能会影响过水断面安全，必须先对滑动体进行卸载。

考虑一级马道以上换填厚度1.5m，为了防止完全清除滑动体后对原基面的影响，挖除厚度可按1m控制，留出保护层，待下一步处理。如开挖过程中，滑动体不能留出保护层，开挖后要及时进行苫盖，防止外界环境对膨胀土基面的影响。

3.2.2 抗滑桩

为了防止滑动体对过水断面的进一步破坏，在卸载的同时，在二级边坡距一级马道水平距离大于5m位置设置一排钢筋混凝土抗滑桩 （布置位置尽量向上）。加固段总长100m，共布置21根抗滑桩，桩间距5m。

3.2.3 黏性土换填

发生滑动后，土体较为松散且裂隙增多。由于该段以中～强膨胀潜势为主，一级马道以上渠坡换填厚度仍采用1.5m，换填层底部按照渠基排水要求布设排水盲沟和软式透水管。

渠道上开口线以外地表为少量的黄土状壤土和膨胀土，雨季在局部地段可形成上层滞水，对边坡稳定不利，上开口线至右侧隔离网范围地表采用黏性土进行换填处理，换填厚度1m，并向隔离网栏一侧倾斜，坡度1%。

绿化带换填时遇局部地形低洼、高岗时进行整平，形成由南向北倾斜。

3.2.4 排水

在渠坡换填土后设置排水盲沟、纵横向集水管，通过PVC-U管排入排水沟，最后通过路基排水管排水入渠。水毁段新增排水沟与原排水沟相连，构成排水网体系。

在渠道内坡设置纵向排水沟，拦截坡面雨水；在一级马道以上边坡间隔60m设置横向排水沟；排水沟采用预制混凝土结构，纵、横向排水沟连通布置，在一级马道处通过集水井和排水管集中排至总干渠渠内。

3.2.5 边坡防护

边坡衬砌采用混凝土框格植草护砌，预制混凝土六边形框格强度等级为C20F150。

二级马道防护型式与边坡相同，采用预制混凝土六边形框格植草护砌。一级马道运行路面采用5cm厚沥青路面、20cm厚3∶7灰土垫层并与混凝土纵向排水沟及集水井结合。

4 结语

（1）该水毁是在不利的地质条件、受强降雨及地下水影响等多种因素共同作用下产生的，其中强降水是最重要的影响因素。

（2）通过采取截流、排水、防护、加固等多种措施，有效排除了工程隐患，目前工程运行安全。

（3）针对该段出现滑动原因、机理进行了初步分析，提出针对性治理措施，可供渠道设计参考，同时可结合外部条件与影响因素，对类似工程的地质条件发生危险情况进行提前预测。