红旗干渠滑坡段处理和加筋设计

潘广良

(方正县河湖运行保障中心，黑龙江 方正 150800)

1 工程概况

红旗干渠(0+000-39+430)是黑龙江省引嫩扩建骨干一期工程的主要工程内容之一，干渠起自北引总干渠乌南段末端桩号(113+472)红旗干渠进水闸，途经东城水库，到红旗水库进水闸止，全长39.43km。地理坐标起点E125°12′、N46°38′，终点E125°26′、N46°54′。渠道内外边坡均采用1∶2.5，渠堤顶超高取1.0m，渠道两侧渠堤设计堤顶宽度为4m。交通道路布置在右侧堤顶，设泥结石路面，厚度为20cm。红旗干渠采用全线全断面混凝土板护砌。护砌高度为设计水位加0.5m，护砌以上至渠顶设置草皮护坡；渠堤背水坡采用草皮护坡。设计渠道护砌型式及范围见表1。

表1 渠道护砌范围统计表

2 坍塌现状

红旗干渠渠堤内侧坡脚发生滑坡坍塌破坏，坍塌段位于渠道左侧渠内坡脚处，坍塌形状基本为扇形，在堤坡处呈陡坎状出露，坍塌面呈直立状，直立高度约0.5-0.8m，直立面基本平行于渠道轴线，坍塌体顶部、渠坡常伴有不规则竖向裂隙，坍塌段呈不连续段分布。总渠停水之后，渠道内水位降落，红旗干渠局部位置出现滑坡，渠道堤坡出现整体滑动，属深层滑坡，影响渠道安全。滑坡位置统计见表2。

表2 红旗干渠滑坡段统计表

3 渠道工程地质条件

渠道位于松嫩平原低平原区，地势东高西低，地面高程149.02m-160.31m。地层主要为第四系全新统沼泽堆积层(fQ4)、第四系上更新统冲积层(alQ3)。岩性主要为低液限黏土、粉土质细砂等。地下水主要为第四系松散层微孔隙潜水及孔隙承压水两种类型。微孔隙潜水含水层岩性为低液限黏土，属微透水。勘察期间地下水埋深1.66m-4.00m，水位高程148.37m-156.91m。孔隙承压水含水层岩性为粉土质细砂，属弱透水。勘察期间地下水埋深1.73m-3.45m，水位高程147.33m-148.42m。地下水年变幅在2.00m左右。

4 加筋土坡设计

4.1 确定最危险滑弧面及潜在危险滑弧面

根据地质勘探和测量成果以及土体含水量变化，大致确定滑动面的位置后，又用理正软件中圆弧滑动计算程序按土体残余抗剪强度C、φ值进行试算，找出最危险滑弧位置，计算最小滑动安全系数为0.558，<设计安全系数1.35，依此滑弧面确定需要的加筋力值[1]。计算结果见下图1。

图1 最危险滑弧面

根据最小设计抗滑安全系数值1.35，确定潜在的危险滑弧面，依此滑弧面确定加筋范围。见图2。

图2 潜在危险滑弧面

4.2 需要的加筋力

将滑动土坡看做一个整体，先求出所需的总加筋力Ts，假设它作用位置在坡高的1/3处，如下图3，为此，针对上述滑动圆弧按下式计算对应的Ts：

图3 确定加筋力的圆弧滑动计算

(1)

4.3 加筋力的分配

将求得的加筋力Ts分配到沿坡高的各个高程上去，对于低于6m的土坡可均匀分配，两层加筋的垂直间距选为0.30m，加筋层11层，每层加筋力为68.18/11=6.20KN。

4.4 加筋料需要的长度

每层筋材为满足抗拔要求需要伸出滑动面的长度Le按下式计算：

(2)

计算成果见表3。

表3 加筋料长度计算

根据以上计算结果加筋料伸出滑裂面长度最大为1.05m，考虑渠道左侧截流沟近期不能施工，地下水及地表水将对渠坡的渗透和冲刷作用仍将持续一段时间，为安全起见，设计加筋料伸出滑裂面长度取1.5m，即设计加筋总长度平均5m，复核加筋力<一般编织布的抗拉强度。

4.5 加筋技术要求

1)土工织物的设计指标

筋材采用抗老化长丝类机织土工布，技术指标见表4。

表4 长丝类机织土工布技术指标

2)土料设计指标

根据《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)，黏性土土堤的填筑标准应以压实度确定，本工程渠道为2级建筑物，按2级堤防考虑，设计压实度≥0.93，如用原土料填筑必须进行翻晒处理，使之达到设计最优含水量后再行填筑压实，坍塌土体需全部挖除，左侧堤体开挖范围为加筋区域[2]。

4.6 加筋土坡工程量

加筋土坡处理方案工程量见下表5。

表5 加筋土处理工程量