水库大坝施工过程中坝体滑坡原因分析及处理

水库大坝施工过程中坝体滑坡原因分析及处理

摘要：东风水库大坝是一座建于上世纪50年代末的小（2）型水库，2012年上游坝坡在拼宽加固过程中发生了滑坡，通过镇脚、固坡、排水等一系列综合措施，滑坡问题得到有效解决，并且在后期的极端运行条件下通过了考验。

关键词：粘土心墙坝；滑坡；原因分析；滑坡处理

Abstract:Dongfengreservoir damis a built inthe 50’s of the last centurythesmall(22012)reservoir,upstream dam slopelandslide occurredin thewidening and reinforcementprocess,through the town offoot,slope, drainageand a series ofcomprehensive measures, landslide problemsbe solved effectively,and throughthe testrunin theextremeunder thecondition oflate.

Key words:clay core dam;landslide;cause analysis; landslidetreatment

中图分类号TV52

一、基本情况

东风水库始建于1958年11月，1964年5月完工，水库大坝为粘土心墙坝，坝顶宽度5.0m，坝长160m，坝顶高程98.8m，最大坝高10.8米。坝址以上集雨面积1.1km2，总库容27.98万m³，是一座以灌溉为主，结合防洪等功能的小(2)型水库。

2009年经安全鉴定水库大坝鉴定为“二类坝”，2012年3月开始除险加固工作，主要建设项目有：大坝防渗加固；大坝上、下游护坡及坝顶改造；溢洪道整修加固处理；老输水涵洞封堵；新建虹吸管；新建堰顶交通桥、水情雨情监测等。

2012年9月，在实施大坝迎水坡拼宽过程中，左坝头发生局部滑坡现象。据现场查看，水库施工过程中水库防空，在迎水坡坡脚约90.0m高程发现有一道老挡墙，墙高约1.5m，由于长期浸没在水下，老挡墙下部及外侧均为淤泥质土，施工时迎水坡用砂壤土填筑，填筑平均厚度约1m，边坡1：2.25。滑坡后，坝脚位置约30m老挡墙被滑坡体向外推出近1m，相应的在迎水坡96.1m高程产生一条横向裂缝，坡面中下部局部有隆起现象。

二、滑坡原因分析

经过现场查看及分析，认为大坝迎水坡产生滑坡的原因主要有以下几个方面：

1、坝体填筑期间该段范围正在实施套井回填，施工震动对坝体稳定影响较大；

2、老坝体迎水坡原填筑料为粘土夹砾石，具有含水量高，渗透系数小的特点，大坝迎水坡在填筑砂壤土的过程中老坝体孔隙水无法快速排出，从而导致老坝体迎水面产生局部滑动；

3、坝脚老挡墙外侧及下部均为淤泥质土，抗滑力不足，导致坝脚失稳。

三、滑坡处理方案

经以上原因分析，本次滑坡处理主要通过加固坝脚及对坝坡进行加固两个方面进行处理。主要措施包括：坝脚打设松木桩并抛石镇脚；坝坡滑动体挖除，回填砂砾料；坝坡面设纵横向砂砾料排水槽。

坝脚打设松木桩并抛石镇脚。迎水坡坡比保持原设计不变，底脚在老挡墙外侧打设两排梢径φ14cm松木桩，桩长4m，横向间距1.5m，纵向间距0.5m；要求采用分段清除淤泥，分段长度4m左右，逐段清除淤泥后立即采用打桩、抛石回填，抛石顶宽4m，外边坡1：0.5，内侧紧贴老挡墙，抛石顶控制在90.0m高程；

坝坡滑动体挖除，回填砂砾料。老挡墙内侧坝脚基面要求挖至坝基老土层，迎水坡坝坡滑动体自上而下分别按1：1和1：2.25边坡挖除，在老挡墙内侧坝脚及坝坡静压打设梢径φ14cm松木桩4排，桩长4m，纵向间距1m，要求木桩静压打入坝体老土层1.5m以上，木桩桩头露出开挖面0.5 m，并采用抛石镇脚，抛石至90.0m高程；

坝坡面设纵横向砂砾料排水槽。坝面开挖纵横向排水槽，其中纵向逐段开挖宽深各1.5m槽体（间距6m），横向逐段开挖宽深各1m槽体（间距5m），开挖槽体逐段回填砂砾料，要求砂砾料分层压实。处理前须采取有效措施防止雨水入侵坝体及裂缝，加固坝脚镇压后，坝坡滑动体表面粘土须挖除，坝面采用砂砾料分层回填，每层回填厚度为30cm，压实后的相对密度要求≥0.7。

四、稳定分析

本文采用简化毕肖普法进行对滑坡处理之后的坝坡稳定进行计算，为了安全起见，仅考虑滑坡处理之后坝坡的抗滑力，不考虑坝坡砂砾料排水槽及松木桩的抗滑力。

（1）计算方法的选择

本次计算采用简化毕肖普法进行计算，具体计算公式如下：

式中：

W——土条重量（包括土条中含水的重量）；

Q、V——分别为水平和垂直地震惯性力（向上为负，向下为正）；

u——作用于土条底面的孔隙压力；

——条块重力线与通过此条块底面中点的半径间的夹角；

b——土条宽度；

——土条底面的有效应力抗剪强度指标；

Mc——水平地震惯性力对圆心的力矩；

R——圆弧半径。

（2）计算参数的确定

利用地勘资料，确定各土层物理力学指标。具体见表1-1。

表 1 1 大坝稳定分析各土层物理力学指标

（3）计算工况

根据规范要求及东风水库的实际情况，大坝稳定分析考虑以下工况：坝体填筑施工期的迎水坡的稳定性。具体计算工况见表1-2。

表 1 2 坝坡稳定分析计算工况表

（4）稳定分析结果

根据上述工况，采用北京《理正——边坡稳定性分析》软件计算得到稳定分析成果见表1-3，图1-1。

表1 3 主坝稳定分析成果表

（5）结果评价

由以上稳定分析成果表，可得出如下结论：

坝坡抗滑稳定系数大于1.15，满足规范要求。

五、结语

在各参建单位的通力配合下，以上处理方案得以全面实施。在滑坡处理完成后，水库坝坡通过了水库蓄满及防空两种极端不利工况的考验，坝坡均没有发生异常，说明本次滑坡处理方案是合理的、成功的，值得广大水利同行的借鉴和学习。

参考文献

1、吴文跑.白鹤渡水库大坝滑坡原因分析及处理.浙江水利科技，2002（05）.