清淤工程河岸滑坡成因分析和处理措施

清淤工程河岸滑坡成因分析和处理措施摘要：通过清淤工程中河岸滑坡的成因分析，提出清淤工程建设中滑坡预防和治理措施及对策。关键词：河岸滑坡；成因分析；处理措施平原河网地区，绵长的堤线存在着土层地质变化复杂、堤防质量参差不齐、个别地段堤身单薄、回填土料质量差和长期失修等情况，在外力的作用下极易产生滑坡、沉陷、位移等现象。如瑞安市2000年12月至2001年5月底进行的温瑞塘河水系河道清淤工程中就造成多起堤防的滑坡、沉陷和开裂现象，给清淤工程建设带来较大的影响。1滑坡的成因分析1．1渗流的原因平原河网河道堤防工程大部分为群众性工程，堤身比较单薄，排水设备、回填土料的质量难以保证。特别是回填土料为淤泥质粘土的，这部分土料长期处在浸水饱和状态，强度弱而自重大，其下滑力较大。当退水时，由于淤泥质粘土的渗透性较差，水不能及时地排出，将产生反向渗透力，而退水后原堤防临水侧的阻滑压力在减少。所以当断水清淤作业时，堤身内的渗流力和自重等主滑动力不断增加，而阻滑水压力在减少，一旦堤身强度不够就易引起渗流失稳。1．2清淤过甚的原因河道清淤断面尺寸由防洪规划和稳定分析确定，一旦确定下来就不能随意改变，但在实际操作中很难做到，这是因为：①由于清淤一般由机械操作，加上其对象是粘土，在施工中要完全按设计进行几乎是不可能，所以断面尺寸很难控制；②如果河床中的土质较软弱为淤泥质土或者垃圾沉积物等，在机械器具的扰动和高压水力泵枪的冲刷下（断水作业）会带动周边土体的塌方和淤泥土的流动。如果在稳定中起阻滑作用的镇压部分被挖除，造成堤身安全稳定系数下降，就可能导致失稳。1．3施工附加外力作用的原因带水作业的工程，当施工机械抓斗放下时堤前水位瞬时壅高，产生水浪波，强大的水体动力冲击墙身；当抓斗沉到水下后，水回落，堤身受到负压的拖吸力作用；当抓起淤泥时，抓斗外侧和河床淤泥之间短时产生“真空”区，此时土体受到负压的拖吸力作用；同时受一股强大的水流来填充，产生强大的冲击力冲刷淤泥；当抓斗离开水面时，又产生强大的拖吸力。在每抓一斗淤泥的过程，水位高低相差有时达1m左右，此时堤身除受到较大的主动土压力作用外，还要受到水浪的冲击动力及水位回落产生的拖吸力；水下的淤泥受到水力的冲刷和拖吸力等，在这些力的综合作用下，如果墙身或上体强度不够，就可能产生失稳现象。这种现象多发生在带水作业施工中。1．4其它原因除上述几种原因外，如果施工地段的地基基础较软弱或遇古河道上筑砌的堤身；堤身的填筑质量存在问题；新旧堤界面处理不当，通过裂缝渗水；堤前开挖过深等在施工前又没有进行处理等，均有可能引起失稳。上述各项原因也并非是独立的，其中任何一种或两种原因，甚至多种原因组合都能引起堤防失稳。2滑坡的预防措施清淤工程滑坡的产生一般是内外因素作用的结果，只要及早预防，采取适当措施，消除滑坡发生的外在因素，多数滑坡是可以防止的。比如在地质钻探、设计阶段、施工前和施工中加强观察分析能够及时地发现问题，根据实际情况及时改变施工方法和施工机械等，都是防止滑坡的有效措施，具体方法有：2．1选择合理的疏浚断面由于疏浚断面的设计忽略，施工时造成的滑坡现象较普遍。在设计时应注意以下几点：（1）要根据土质、沿岸建筑物和堤防稳定情况分段进行设计。对于堤脚埋深较浅的，要采取修缓河岸边坡方式或以留平台和提高平台高程的方法。对于软弱基础或遇古河道地段，要考虑基础加固措施，将河床的比坡由1∶3放缓至1∶5左右，以保证边坡本身的安全。（2）设计的标准断面，通过稳定分析确定后，还要充分考虑施工中可能产生的超挖情况，要采用规范允许的超宽、超深值进行校核。2．2选择合理的施工方法清淤工程产生的外因主要是施工作业产生的，跟施工情况和机械设备及施工技术做出详细施工组织设计，对存在问题提早做出处理预案。（2）对软弱地基础要采取机械带水作业，施工时要控制开挖的速度和施工顺序，严格控制超挖的数值。将常规的先掏槽后扩坡的施工方法改为由上而下，按梯形断面开挖。对河面较窄，基础土质较好或滑坡后产生影响不大的地段，可以采用断水作业，利用水力机组冲填结合人工开挖施工，这种方法清淤较彻底，效果较好。（3）施工中要注意观察，及时发现堤面开裂、沉陷变形、土质变化情况，作出相应的应急措施。（4）施工弃土及时远运，不能堆放在沿岸。一是防止雨天淤泥回淤；二是防止堤防在淤泥的堆压下产生滑坡。外运确实有困难的做好围堰集中堆放，而围堰离河岸保持一定的距离，弃土坡脚至河岸边缘的最小距离按≥（10＋H／2）m，（H为弃土顶至河底高差）控制为好。围堰内的积水要按照疏浚施工规范的要求通过明沟或暗沟及时排放入河，防止积水通过地表裂缝渗透入河。3滑坡处理措施滑坡的处理措施一般分为两阶段，一是控制和防止滑坡的继续扩展延伸阶段；二是在滑体达到稳定后修复处理阶段。3．1应急处理措施3．1．1提高水位，稳定滑体水位提高后将降低渗流的出口比降和堤身的浸润线，达到降低渗流的破坏能力，提高后水位还可以增加堤前的阻水压力，起稳定堤身作用。这种方法通常应用在断水作业中。3．1．2上御下加法上御即减少滑体的滑动力，将产生滑动力的滑动体开挖削坡，放缓边坡。下加指在阻滑体部分（一般在堤脚处）抛石增加压力，以达到阻滑力增加。3．1．3封闭裂缝发生滑坡后，坝面将产生一组纵横向裂缝，这些裂缝都是产生滑体时土体之间产生拉应力式互相挤压应力开裂而成。要就近取材（粘土或薄膜材料等），及时封闭裂缝，以防渗水形成集中渗漏产生冲刷破坏或加宽裂缝，再次沿裂缝产生滑动或塌落。在实际工作中以上几种方法很少独立使用，要根据实际情况组合选用，以达到控制滑体的延伸和发展。3．2修复处理措施3．2．1挖除回填法堤脚开挖过甚，堤身填筑质量不好等产生浅层滑坡的，一般开挖工程量不是很大。这类滑坡应优先考虑将滑动体全部挖除，重新回填还坡。开挖回填应注意几点：（1）首先查明滑坡体的上下口准确位置，划定处理范围，全部挖除滑体。（2）挖除滑动体。挖除应从上边缘开始，逐级开挖，每级高度20cm，沿着滑动面挖成锯齿形。在每一级深度应1次挖到位，每级高度＜1m左右，并且必须一直挖至滑动面以外未滑动土中0．5～1．0m，以便保证回填新老土的良好结合。（3）开挖坡要根据回填料的土质，一般保证在1∶3左右。（4）在平面上滑坡边线四周向外沿伸2m左右范围均应挖除，重新填筑。（5）填筑施工必须按GB5000286－98《堤防工程设计规范》要求进行。（6）回填土料以透水性较好的砂粒土为宜，并保证入仓的速率和分层加高。3．2．2削坡填压法削坡填压法是处理深层滑坡的最常用办法。深层滑坡往往滑体的出口在水下边坡或者河底，滑体方量相当大，全部开挖滑动体有一定困难，开挖附加的外力作用还有可能产生滑动。处理这些滑体采取堤顶开挖削坡，堤前抛石加压方法是比较有效的，在施工中应注意几点：（1）首先查明滑坡体的上下口准确位置，划定处理范围。（2）挖除部分滑动体，开挖方法、顺序同上。（3）开挖不应采用推土机、挖掘机等大吨位机械，最好采取先抛石后开挖。（4）抛石填压层要求：①抛石范围要根据滑体范围和河床抗冲刷的要求确定，一般抛在滑体出口至堤脚处；填压层要求分层设置，最下层为石渣垫层作为反滤层，一般厚度＜30cm，上层为抛石体，保护抛石层及其下部泥土的稳定，其厚度应不少于抛石粒径的2倍，一般为0．6～1．0m，重要段为1．0～1．5m，台顶高程要高于枯水位0．5～1．0m，保证堤脚埋深1．0m左右。填压层坡度要根据河床比坡的具体情况设置，一般控制在1∶1．5～1∶4之间；②填压层石料要采用新鲜、坚固、无风化的乱石，单粒重量为5～50kg，粒径为0．15～0．33m左右。3．3．3打桩处理适用于土质堤岸或者河面较窄，不能采用填压法或留平台办法处理的河段，主要是利用桩加强基础承载力和抗滑力。这种处理办法要求：（1）打桩采用松木桩或者预制混凝土柱桩，桩长应满足贯穿滑动面3m深以上，方能达到阻滑作用。（2）桩排数和条数根据抗滑和承载力计算确定。（3）对于抗滑桩桩之间采用混凝土梁拉结共同受力，对于承载为主的桩要设置混凝土承台让桩共同承受负重。4结语文中分析了清淤工程中的滑坡成因和几种常见的处理措施。面对几十公里、几百公里的河道清淤工程，完全避免滑坡、沉陷、开裂等变形几乎是不可能的。然而只要在工程建设的各个环节中按照有关程序、规程进行开挖，开展文明施工，大部分的滑坡事故是可以避免的。当出现险情后如果处理及时、方法得当，就能较好的防止滑坡的扩大和延伸，提高处理效果。但是滑坡处理技术性比较强，处理过程也比较复杂，在实际操作中一定要根据滑坡的成因、类型，因地制宜，通过方案比较选择合适的治理方案，达到综合处理的目标。