渠道岸坡整體滑移加固處理技術(shù)

翟好科

【摘 要】在城市水環(huán)境治理工程中，河涌渠道開挖疏浚工作尤為重要，根據(jù)不同渠道斷面、地質(zhì)條件，會(huì)出現(xiàn)不同程度的岸坡滑坡，給河渠治理帶來難題，本文以深圳市寶安區(qū)大空港消黑工程中德豐圍涌排洪渠整治為例，介紹在排洪渠整治過程中，處理岸坡大面積、深層整體滑移所采取的各項(xiàng)加固技術(shù)，可作為相似地質(zhì)條件的河渠治理案例參考。

【關(guān)鍵詞】渠道岸坡;滑移;加固;技術(shù)

中圖分類號(hào)： TV68文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）36-0294-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.138

Integral Slip Reinforcement Technique for Channel Bank Slope

ZHAI Hao-ke

（Sinohydro 11th engineering bureau co.， LTD.， Zhengzhou Henan 450001， China）

【Abstract】In the urban water environment treatment project， the dredging work of river channel excavation is particularly important. According to different channel sections and geological conditions， there will be different degrees of bank slope landslides， which will bring problems to the treatment of river channels. Taking the regulation of “De feng wei” flood discharge channel in the “Da kong gang” black odor control project in Baoan District of Shenzhen City as an example， this paper introduces the reinforcement techniques adopted in dealing with the large area and deep integral slip of bank slope in the process of flood discharge canal regulation. It can be used as a reference for canal control cases with similar geological conditions.

【Key words】Channel bank slope; Slip; Reinforcement; Technology

以《深圳市寶安區(qū)2019年全面消黑工程（大空港）項(xiàng)目》為例，提升河道水質(zhì)為根本，結(jié)合片區(qū)治水 “廠、網(wǎng)、源、河”四大策略中河道清淤整治，通過對(duì)岸坡整體滑移問題的治理，達(dá)到河道生態(tài)恢復(fù)、濕地規(guī)劃、景觀提升、美化環(huán)境的目標(biāo)。

1 工程說明

德豐圍涌排洪渠為自然明渠，明渠全長1.28km，設(shè)計(jì)渠道梯形斷面，上口寬10m-16m，底寬4m，坡比1：2，最大渠深4m。明渠上游連接德豐圍暗涵，下游流入德豐圍涌河道。周邊生活污水及散排雨水全部流入渠內(nèi)，淤積、黑臭嚴(yán)重，影響過流安全，是本次黑臭治理的目標(biāo)。明渠清淤整治過程中，渠道岸坡大范圍滑坡，嚴(yán)重的出現(xiàn)渠道兩岸擠壓合攏，因此，渠道滑坡處理也是本工程的施工難點(diǎn)。

2 問題簡介

根據(jù)工作安排，2019年3月7日，我部采用PC220反鏟開始渠道分段排水清淤工作。在清淤過程中，渠道岸坡出現(xiàn)整體滑移現(xiàn)象，沿渠道軸線方向較為嚴(yán)重的連續(xù)最長段200m左右，寬度約30m，受滑坡擠壓渠底淤泥隆起，原渠道擠平，渠道斷面內(nèi)再次清理后，渠道底部快速隆起、淤平斷面。

問題出現(xiàn)后，為避免擾動(dòng)暫停清淤施工，在渠道北側(cè)滑坡體設(shè)置多個(gè)觀測樁，及時(shí)聯(lián)系監(jiān)理、設(shè)計(jì)和業(yè)主方。共同查看現(xiàn)場：

排洪渠北側(cè)岸坡5m以外堆積大量淤泥和雜填土，比渠頂高3-4m，滑移體范圍渠道中間間隔段目前滑移變形較小，渠道北側(cè)岸坡堆積體也出現(xiàn)滑移裂縫，若繼續(xù)清淤不采取加固措施，將造成滑移范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。

渠道北側(cè)岸坡出現(xiàn)兩次整體滑移現(xiàn)象。大面積滑移發(fā)生后，各方現(xiàn)場查看后查閱相關(guān)資料以及專題會(huì)研究，一致認(rèn)為原因：

（1）查閱地勘資料，堆積體及渠道下部淤泥深度約5.2-13.4m，且處于地下水位線以下，淤泥層含水量較大且不穩(wěn)定;

（2）清淤過程中，大范圍地表受雨水沖刷滲透，地表層含水率增大，自穩(wěn)能力較差;

（3）北側(cè)岸坡以外堆積大量淤泥和雜填土，比渠頂高3-4m，含水率較大、大范圍分布荷載和集中應(yīng)力，作用在渠道一側(cè)厚度較大的淤泥層頂部，易產(chǎn)生不穩(wěn)定變形;

（4）外加大型開挖設(shè)備施工擾動(dòng)渠道地層。

3 滑坡處理方案比選、確定

經(jīng)過參建各方實(shí)地查看，提出如下幾個(gè)措施：

（1）在渠道北側(cè)岸坡頂部2m位置打設(shè)12m鋼板樁抗滑防護(hù);

（2）渠道北岸坡大范圍堆積體，開挖外運(yùn)，減壓卸荷穩(wěn)定;

（3）在渠道北側(cè)岸坡頂部布置一排20m長砼灌注樁，抗滑防護(hù);

（4）渠道北岸坡堆積體分臺(tái)階整體卸荷，將堆積體倒運(yùn)出滑移范圍線以外，后開挖渠道斷面過程采用原木樁抗滑穩(wěn)固。

經(jīng)過專題會(huì)研究，方案比選，否定了前三個(gè)方案：

（1）根據(jù)地勘資料，堆積體及渠道下部淤泥最大深度13.4m，12m鋼板樁無法穿過滑移面起到抗滑作用，鋼板樁設(shè)備噸位較大，打壓過程中擾動(dòng)地層，渠道完成開挖后，鋼板樁拔出仍有滑移的風(fēng)險(xiǎn);

（2）堆積體范圍較大、開挖工程量2萬多方，無場地接受堆存，運(yùn)輸車輛同樣易擾動(dòng)地層;

（3）砼灌注樁，施工過程設(shè)備大、易擾動(dòng)地層，成本高，工期長。

確定方案：第一步，根據(jù)現(xiàn)場周邊環(huán)境，因地制宜采取措施，北側(cè)坡積體向北方向開闊場地，采用多臺(tái)反鏟倒運(yùn)出滑移范圍線;清理北側(cè)岸坡滑移體頂部堆積的大量淤泥和雜填土，卸荷保持穩(wěn)定。第二步，卸荷后，在進(jìn)行渠道開挖清淤過程中，采用淺層打插原木樁作為表層抗滑樁，減少表層因擾動(dòng)產(chǎn)生小面積滑移，而帶動(dòng)大范圍滑移;第三步，渠道清淤開挖完成后，采用拋石護(hù)腳永久防護(hù)。

4 岸坡滑移問題處理過程及說明

4.1 工藝

測量原始地形→設(shè)計(jì)規(guī)劃→堆體頂部場地平整→分層、分段開挖→倒運(yùn)→修坡、平整→截水溝開挖→壓腳防護(hù)→渠道清淤開挖→打設(shè)原木樁抗滑→渠底拋石護(hù)腳。

4.2 卸荷解除岸坡滑移主要誘因

4.2.1 測量原始地形

四方聯(lián)合對(duì)該段排洪渠滑移嚴(yán)重段整體段長，北岸坡北側(cè)50m范圍進(jìn)行了原始地形測量，以及定位滑移面開挖坡腳線。

4.2.2 設(shè)計(jì)規(guī)劃

根據(jù)詳細(xì)測量數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)開挖斷面、開挖坡度、截水溝位置等相關(guān)參數(shù)，經(jīng)監(jiān)理確認(rèn)后施工。

4.2.3 堆體頂部場地平整

在滑移體開挖清理之前，在北側(cè)堆積體頂部、開口線以外50m范圍進(jìn)行場地平整，便于開挖料均勻堆存，擬采用PC220反鏟進(jìn)行場地平整。場地大的地勢按照北低南高修正，以防堆場大面積雨水匯流、沖刷開挖坡面，造成失穩(wěn)。

4.2.4 分層、分段開挖

根據(jù)測量地形圖得知，清理滑坡體最大開挖高度4m，最大開挖寬度35m，橫向最大倒運(yùn)距離90m，順渠道軸線方向長度280m，考慮施工范圍較大、工作面較長，且目前開挖料內(nèi)部含水率大，除表層1m厚稍干，其余均為淤泥，擬采用分層、分段開挖，分層厚度2m，分兩層完成開挖倒運(yùn);擬分3段作業(yè)，分段長度100m，完成開挖。根據(jù)施工規(guī)劃最遠(yuǎn)的距離需要反鏟4次倒運(yùn)，大部分土料需要3次倒運(yùn)，最近的也需要2次倒運(yùn)。

4.2.5 倒運(yùn)

渠道滑移體最大開挖倒運(yùn)寬度90m，土質(zhì)為稀軟淤泥，大型設(shè)備無法進(jìn)入，擬采用PC220反鏟開挖倒運(yùn)，根據(jù)設(shè)備工作范圍20m，在一個(gè)開挖倒運(yùn)斷面布置3臺(tái)反鏟，3臺(tái)反鏟從渠道邊向滑移體方向依次分布，渠道側(cè)2臺(tái)反鏟主要負(fù)責(zé)開挖倒運(yùn)，滑移體頂部開口線以外1臺(tái)反鏟負(fù)責(zé)倒運(yùn)、平整。

4.2.6 平整、修坡

各分段部位開挖、倒運(yùn)完成后，及時(shí)平整、修坡，避免土料集中堆存時(shí)間過長，應(yīng)力集中造成滑坡。平整修坡采用PC220反鏟，倒運(yùn)后的土料堆存平整原則：為減小土體的均布荷載，北岸坡頂?shù)惯\(yùn)土料堆存高度不超過2m，平整坡度大面盡量北低南高，以保證地表水流向不直接沖刷開挖坡面。

修坡坡度1：3，坡面保持平整，盡量采用反鏟擠壓密實(shí)，避免較大高低起伏，頂部開口線平順、美觀。詳見“堆料場平整示意圖”。

圖1

4.2.7 截水溝開挖

在倒運(yùn)土料平整的同時(shí)，在開挖坡面頂部開口線3m以外挖一條斷面1.2m*0.8m（寬*深）截排水溝，截水溝水流分渠首、渠尾兩個(gè)方向匯流排出，排水溝內(nèi)面采用反鏟斗子壓實(shí)。

4.2.8 壓腳防護(hù)

考慮開挖坡面為淤泥，自穩(wěn)能力較差，底部有隆起的可能，沿渠道軸線方向，在坡腳線處進(jìn)行壓腳防護(hù)處理，經(jīng)商議臨時(shí)采用豎向2層沙袋、碼高0.8m壓腳防護(hù)。

4.2.9 測量收方

滑移體開挖倒運(yùn)完成后，再次四方聯(lián)合測量，對(duì)開挖斷面進(jìn)行驗(yàn)收，并計(jì)算工程量，另行上報(bào)。

4.2.10 坡面防護(hù)

由于開挖坡面較長，馬上進(jìn)入雨季，雨水對(duì)邊坡面會(huì)造成沖刷破壞，擬采用土工膜對(duì)整個(gè)坡面進(jìn)行防護(hù)，中間間隔設(shè)置壓條固定。

4.2.11 揚(yáng)塵治理

由于大面積對(duì)土料平整后，擾動(dòng)面較大，為防止揚(yáng)塵，擬采用綠網(wǎng)全覆蓋，滿足環(huán)境部門檢查要求。

4.3 渠道坡面增設(shè)原木抗滑樁

利用抗滑樁插入滑動(dòng)面以下的穩(wěn)定地層形成滑動(dòng)抗力，增加其穩(wěn)定性。當(dāng)滑坡時(shí)受到抗滑樁的阻抗，樁前滑體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)?？够瑯堵袢氲貙由疃?，一般經(jīng)驗(yàn)，土質(zhì)滑床為設(shè)計(jì)樁長的二分之一;當(dāng)土層沿基巖面滑動(dòng)時(shí)，錨固深度樁徑的2～5倍;抗滑樁的布置采用相互連接的樁排;樁距取樁徑的3～5倍，以保證滑動(dòng)土體不在樁間滑出為原則。通過抗滑樁的平面布置形式、計(jì)算寬度、地基系數(shù)的確定，進(jìn)行抗滑樁的受力計(jì)算，選取原木直徑以及木材品種參數(shù)。

渠道北側(cè)岸坡大面積坡積體雜填土荷載卸除，排除了渠道整體滑移的誘因。為減少在渠道清淤開挖過程中對(duì)地表層的擾動(dòng)，開挖一段，在渠道左側(cè)坡面垂直壓入兩排原木抗滑樁。抗滑樁參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和受力驗(yàn)算確定：采用直徑15cm的杉木原木，長度6m，兩排抗滑樁間排距50cm，采用PC220反鏟垂直靜壓植入開挖完成的渠道岸坡坡面。

4.4 渠底拋石護(hù)腳防護(hù)

在完成渠道坡面抗滑樁植入后，在已清淤完成渠道底部拋塊石，采用PC220反鏟按壓密實(shí)，滿足渠底拋石護(hù)腳防護(hù)厚度達(dá)到1.0m，以防止渠道開挖清淤后坡面受力和地下水形式突然發(fā)生改變而失穩(wěn)。

5 加固后變形觀測檢驗(yàn)

滑坡體處理完成后，在北岸堆積體開挖坡面頂部每隔30m設(shè)置一個(gè)觀測樁，測量人員定時(shí)觀測、記錄邊坡變形情況，隨時(shí)關(guān)注開挖坡面是否繼續(xù)滑移變形，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)分析，是否采取進(jìn)一步的措施進(jìn)行加固處理。

6 施工工期安排及資源投入

根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作業(yè)戰(zhàn)線較長，范圍較大，根據(jù)分段單個(gè)工作面每天的施工效率，30天時(shí)間完成全部施工項(xiàng)目。根據(jù)工期安排，配備兩組施工設(shè)備每組3臺(tái)PC220反鏟挖掘機(jī)，以及裝載機(jī)和交通車輛等。人員方面包括管理人員、操作手、測量員、普工等，共計(jì)30人。

7 結(jié)束語

本文詳細(xì)論述了明渠清淤過程中，岸坡整體滑移的加固處理措施，從根源卸荷、正面抗滑樁、防御拋石護(hù)腳三個(gè)方面，快速、有效、徹底的解決了不良地質(zhì)條件下的渠道岸坡整體滑移現(xiàn)象。經(jīng)過加固處理后的岸坡，根據(jù)后期3個(gè)月變形觀測資料分析，未出現(xiàn)新的岸坡滑移現(xiàn)象，因此，表明本次岸坡整體滑移的加固整治是成功有效的，同時(shí)也說明了在復(fù)雜地質(zhì)條件下全方位加固整治的必要性，也驗(yàn)證了抗滑樁技術(shù)在岸坡滑移治理工程中的關(guān)鍵作用，為以后同類工程施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

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