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河道清淤工程中滑坡成因及应对措施

0193水利工程2021-07-15 10:58:56


 河道清淤工程中滑坡成因及应对措施

一、滑坡的成因分析  

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。  

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,造成堤身安全稳定系数下降,就可能导致失稳。  

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干墙身,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。

二、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:  

选择合理的琉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通。在设计时应注意以下几点: 

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。  

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。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,跟施工方法有直接的关系,所以选择合理的施工方法是预防滑坡产生的主要措施。  

施工前要对照设计资料深入工地调查,按照实地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,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。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。  

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≥(10H/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人河,防止积水通过地表裂缝渗透入河。

三、滑坡处理措施  

滑坡的处理措施一般分为两个阶段,一是控制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。

应急处理措施提高水位稳定滑体。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。这种方法通常用在断水作业中。  

上卸下加法。上卸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。

封闭裂缝。发生滑坡后,坝面将产生一组纵横向的裂缝,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。

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