摘要:堤防工程是防洪的第一道屏障,也是最重要的屏障。土坝在许多堤防工程中仍然占有很大的比例。土坝具有结构简单、造价低廉的优点,但大部分坝基为砂基,导致坝坡稳定性差。长期浸泡易导致堤防工程稳定性恶化,甚至严重影响堤防工程运行的安全。在堤防工程整治过程中,要做好堤防工程边坡加固,确保堤防工程的安全运行。
关键词:水利堤防;边坡稳定性;加固措施
1堤防工程边坡失稳破坏原因分析
由于周边环境和河流冲刷的影响,堤防工程边坡易失稳,对堤防工程的安全影响较大。为保证堤防工程的安全运行,有必要对堤防工程的边坡失稳进行详细分析,并根据具体原因采取相应措施,完成堤防边坡加固。边坡失稳的原因主要有:(1)堤防工程渗漏。在汛期,河水长期高水位运行,导致大部分堤身浸水,特别是堤防工程饱和线以下的堤身土,长期浸水主要是饱和的,对粘性影响较大。土的粘聚力和性质的降低将导致堤防本身的抗剪承载力降低,从而增加堤防土的滑动力。另外,堤身的渗漏将导致堤身的滑动重量增加,渗透力的增加和抗剪能力的降低将导致堤身边坡发生滑坡的概率显著增加。此外,当河流迅速退却时,堤身内的水不会迅速渗出,从而导致堤身重量显著增加,容易出现退缩和滑坡问题;(2)河流侵蚀。当冲刷力超过堤防边坡承受的最大冲刷力时,地基边坡将逐渐破坏;(3)堤防地基缺陷。地基失稳会影响堤防边坡的稳定性。堤防基础强度不足容易导致堤防边坡滑坡。另外,如果堤基的截水能力不足,容易造成大量的渗流和管涌,管道的存在会对堤防边坡的稳定性产生很大影响,且极易引起堤坡坍塌。除上述因素外,堤防边坡也易受其他因素的影响,导致堤防边坡失稳。
2常见的集中堤防失稳破坏问题
2.1依据滑动形式将其划分为浅层滑动和深层滑动
浅层滑动指代的是滑动堤仅仅局限在堤身或者略带小部分堤基,详细情况如图1所示。
图1浅层滑动
深层滑动指代的是滑动堤已经进入到堤基相当深入的位置上,比方说深入到5-8m位置上的滑动,如图2所示。
图2深层滑动
依据危害程度可以将其划分为危害轻微的局部滑动以及危害性比较强的整体滑动。危害轻微的局部滑动指代的是某些浅层滑动,对堤基的危害性比较弱,处理起来也相对比较容易。危害性比较强的整体滑动指代的是深层滑动或者沿堤纵向长度超过100m的大范围浅层滑动,这一滑动问题的影响范围比较大,并且危害性比较强,应当立即对问题形成原因进行分析,切实依据问题形成原因,找寻有效性比较强的措施来处理问题,以免带来较为严重的负面影响。
依据滑动位置可以将其划分为临水面滑坡、背水面滑坡以及崩岸等问题,临水面滑坡一般是在发生崩岸、塌陷之后出现;背水面滑坡一般会在渗流破坏险情或者汛期高水位堤段当中发生。在汛期及非汛期当中,临水坡比较陡峭的堤段上,都是有可能发生崩岸问题。
3堤防边坡加固措施
3.1科学合理的设置混凝土抗滑桩
这一技术实际应用的过程中,会在边坡之外打抗滑桩,既可以是一排也可以是多排。但是桩体一定是需要深入到边坡当中,这一技术的原理是利用地质稳定层,提升对滑体的限制能力。抗滑设计可以有效提升抗滑动力,对边坡加固效果做出一定保证。并且在混凝土抗滑桩设置工作进行的过程中,可以依据边坡实际情况应用不同类型的布置方法,既可以是单排桩也可以是多排桩。原则是上在土体不会滑出的情况下,尽可能提升各个桩体之间的距离。这一方法实际应用的过程中,展现出来了工期短暂、设备需求量少以及挖掘出的土方量小等特征,可以对浅层及深层滑体边坡做加固处理。
3.2科学合理的设置沉井
这一方法的原理和抗滑桩大致一样。相较于抗滑桩来说,沉井加固法的工艺更为复杂一些。沉井加固法的内容是沉井下沉、混凝土封底以及毛石混凝土填心等。这一方法实际应用过程中,应当注意到的问题是,在沉井下沉过程中,应当尽可能减少对外壁的摩擦,以免在沉井下沉的过程中出现沉井悬挂问题。与此同时,还应当施行一些防偏斜措施,相较于抗滑桩这一方法来说,沉井加固法的加固效果更好一些,但是工艺的复杂性也更强,会对设备及工序提出比较高的要求,因此应当交由专业素质水平较高的施工队伍来完成这一项工作。
3.3喷混凝土护坡
喷混凝土护坡是一种生产效率高、施工效率高,无需在施工环节中使用模板,并将混凝土运输、浇筑以及振捣等环节融合起来,机械化施工的创新型混凝土施工工艺。因为是依靠一定的冲击速度喷射而成的,所以这一种混凝土临时支撑的强度是要比木结构高一些,比钢结构的经济性强。将其当成永久性支护的情况下,要比现浇混凝土衬砌的早期强度高。和锚杆相互配合使用,能够有效控制洞室的开挖量,降低衬砌厚度,节省下来一定数量水泥。尤其是在喷混凝土施工环节当中,不需要使用任何形式的模板,不需要设置拱架,因此会让孔洞内的有效空间大幅度提升,在施工过程中可以紧紧跟随开挖面开展喷射工作,促使岩石暴露风化的时间得到有效地控制,在此背景之下,围岩变形问题出现几率自然是可以得到有效的控制。
3.4排水、栽水加固措施
针对水利水电工程边坡结构,如果滑坡结构当中被地表水浸泡,不单单会让滑体的质量及滑动力提升,并且岩层和滑体表面之间的摩擦阻力也难以维持在一定水平上,因此滑体结构的稳定系数难以得到保证。应用排水、栽水措施开展边坡加固工作,其实就是构建排水、栽水系统,促使边坡滑体范围内的水量得到有效的控制,切实降低滑体滑动力及质量,促使滑体结构内部摩擦阻力得到大幅度提升,形成一定抗滑动力,在此背景之下自然是可以实现边坡加固这一目标。在排水、栽水加固措施实际应用的过程中,其所涉及到的栽水对象应当包含地表和地下,边坡地表排水工作可以通过明渠来完成。针对处于滑体外部的地表水,可以分层构建排水沟及拦水沟,来对排水效率及排水效果做出保证。针对坡体当中的地表水,可以将开裂位置用黄土进行封堵,并将低洼积水的区域用废渣来填平,针对地表水集中性比较强的区域,可以设置排水沟来开展排水工作,为了能够让地下水量及渗水压力得到有效的控制,在地下排水工作进行的过程中,可以使用设置排水洞以及井点降水措施,以此为基础自然是可以对边坡运行安全性及稳定性做出保证,促使水利堤坝实际运行的过程中,将自身的作用充分发挥出来,从而也就可以在我国社会经济发展进程向前推进的过程中,做出一定贡献。
结论
边坡失稳对堤防工程的安全运行有很大影响。积极做好土坝的防护加固工作,确保堤防工程的安全运行。本文在分析引起堤防边坡失稳因素的基础上,详细介绍了如何采取有效措施加固堤防边坡。
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论文作者:查龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/9
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