江淮分水岭地区小型泵站出水池滑坡原因浅析及处理方案

时间：2022-11-16 12:11:56 地理毕业论文我要投稿

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关于江淮分水岭地区小型泵站出水池滑坡原因浅析及处理方案

　　论文关键词：江淮分水岭地区　小型泵站　出水池　滑坡原因　处理方案

　　论文摘要：文章对抗旱灌溉站出水池的滑坡原因进行了分析，指出了滑坡的性质及其成因，同时提出了合理可行的滑坡处理方案。

　　一、前言

　　安徽省定远县地处江淮之间，为江淮分水岭缺水地区，同时也是该区也是膨胀土分布地区；三和三级站位于定远县三和乡境内，属女山湖灌区抗旱灌溉站，为IV等小（1）型泵站，设计流量3.20m3/s，总装机960kW，设计扬程19.9m，水泵安装高程41.7m，出水池底高程为58.0 m。三和三级站进水渠、出水物土方工程由附近乡镇于1997、2001年冬修组织民工人工施工，当年土方填筑工作基本完成，2002年6月泵站建筑工程开始施工至次年2月份进水池、泵房、出水池施工基本完成。2003年春夏期间，天气长期连续阴雨，出水坡出现多次土方滑坡现象，已建出水池发生倾斜，滑坡体下部危及电灌站厂房安全。

　　二、滑坡情况简述

　　1．第一次滑坡情况简述及性质

　　2003年3月中下旬，由于连续阴雨，泵房和出水池连接的出水坡（面向泵房方向）及右侧距出水池70~150m段发生大面积滑坡。根据3月27日现场勘察资料，出水坡滑坡体下部脚线距机房约6.0m，上部在距坡面下部约1/3高度处，东西方向长约25.0m，南北方向宽度宽约35.0m，形成圆弧形状。之后，由于连续阴雨，滑坡情况不断加重。4月28日土方下滑坡体顶部滑裂面跌差已超过2.0m，最大处约3.0m。6月中旬按处理方案施工坡脚挡土墙，6月29日挡土墙完工，但滑坡土体未作任何处理。

　　第一次滑坡体按滑坡体厚度可确定为浅层滑动。滑坡体在滑动过程中，滑坡体上部先变形滑动，下部受挤压而向下滑动，按滑坡各部分滑动的先后顺序可确定为推动式滑动。

　　2．第二次滑坡情况简述及性质

　　2003年6月30日后，天气连续降雨，滑坡加剧，滑坡面上部发展到距坡脚2/3处，局部接近出水池基础，巨大的滑坡推力压向挡土墙，由于挡土墙砌筑砂浆未到龄期，7月3日出现裂缝，部分墙体倾斜。7月8日，降大到暴雨，软化的泥土下滑推向挡土墙，墙体断裂，局部倾覆。在7月中旬的阴雨期间，出水池基础附近的土体又滑动，将出水池下1m厚的灰土基础部分带走，出水池产生倾斜至使钢筋混凝土出水池与出水渠浆砌石扭曲坡裂开，止水橡皮破坏。9月26日“三和三级站出水池滑坡处理技术方案讨论会”确定现有的出水池已破坏，不能使用，应予以拆除，以免滑坡体向前发展，倾倒滚落影响泵房安全。

　　根据滑坡体勘测成果分析，两次滑坡形成的滑坡体周界纵向长约40m，横向长约60m，滑弧最大深度为3.7 m。泵房基础高程位于39.8高程处，坐落于④层泥岩泥岩上，滑坡对泵房基础未产生扰动，对泵房没有影响。第二次滑坡剖面示意图见图2-2。

　　第二次滑坡较第一次加剧，滑坡面距坡面上面1/3处，局部接近出水池的基础，滑坡深度地表以下最大深度不超过4m；由于第一次滑坡使上部失去支撑，而使上部土体相继滑下。故第二次滑坡可认为是浅层，牵引式滑动。

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关于江淮分水岭地区小型泵站出水池滑坡原因浅析及处理方案

　　三、滑坡段工程与成因分析

　　1．滑坡段工程地质条件简述

　　测区位于江淮丘陵区，在该区二级及二级以上阶地或岗地上广泛分布着具裂隙性、胀缩性和超固结性的硬塑至坚硬状态的晚更新世冲洪积粘土；滑坡段地层主要为填土层和第四系冲洪积物所组成的粘性土、下第三纪泥岩，于泵房北侧③层粘土层内见暗绿色薄层蒙脱石层（产状280°∠11°）。滑坡地段分层地质条件总述如下：①层素填土，杂色或棕红；不均匀；湿；软塑；土质为混杂，主要为黄褐色粘土、紫红色泥岩；夹浅灰色高岭土，植物根茎、铁锰结核。③层粘土，上层为褐黄色粘土，硬塑状态，含直径1~3mm的球状铁锰结核，露头剖面上可见夹有厚度2~l0cm的水平层状淋滤铁锰富集层，裂隙发育，裂隙一般无充填或被淋滤铁锰质浸染；下层为红褐色粘土，呈硬塑状，近垂直或水平的两组裂隙发育，将土体切割成矩形或方块状，裂隙面被次生青灰色粘土充填。裂隙面极光滑．油腻状，具腊状光泽，裂隙多呈闭合状。③1层粘土混砾砂，红棕褐；湿；硬塑；夹铁锰结核；混杂砂砾、卵石，粒径2mm~100mm，含量35~80%；层厚0.70~2.70m；本层渗透性强，渗透系数3.5×10-3cm/s，可形成出水池顶部的出水渠内积水的排泄通道。④层泥岩，紫红色；稍湿；坚硬，包含有黄绿色砂状风化物，局部裂隙发育，裂隙面光滑，具油脂光泽；该层未揭穿，部分钻孔于孔底发现白色块状石膏晶体；对比三级站附近的三和石膏矿地层知，该层为下第三纪定远组（Ed）陆相碎屑沉积泥岩。

　　2．滑坡成因分析

　　根据安徽省工程勘察院的膨胀土试验成果：①层素填土的自由膨胀率平均值（δef）为46.1%；③层粘土自由膨胀率平均值（δef）为45.7%；④层泥岩自由膨胀率平均值（δef）为48.4%；上述各层均属膨胀(岩)土，膨胀潜势弱。我队根据静探孔所反映出来的滑动面进行，选取埋藏较浅的滑动面进行槽探验证。剥离浅部滑坡体后，发现滑动面分布于①层素填土和③层粘土交接面附近，①层素填土是滑坡体的主体，③层老粘土未发生滑动；在滑动面上有薄层黄褐色流塑状粘土泥浆，有潜水自该层面缓缓渗出。

　　据在施工过程中，出水池及出水渠高填方回填土主要是由民工将进水渠道、进水池及泵房开挖出来的红色泥岩未经夯实直接堆筑而成；没有按规范分层碾压，填土质量极差。从钻孔所揭示的地层来看，①层素填土的干密度最小值为1.22g/cm3，平均值为1.43g/cm3，平均压实度为88%，反映出堆筑时未能做到分层碾压。填土的填筑质量，对出水池高填方段的安全尤为重要，该段平均压实度仅为88%，说明填筑时碾压不密实，不满足有关规范的要求。土质结构松散、土质杂乱，部分地段夹有灰色淤泥质土，包含树根、麦秸；说明填筑时土料控制不严；填土与天然地面接触带均有一层厚薄不均的软塑状的耕作层，该层的存在说明填筑前未清基或清基工作不彻底，接触带构成地下水渗流通道。从剖面图中可看出滑坡体的上部，出水池附近即原始地形的坡顶，分布有中薄层状的③1层粘土混砾砂层（混卵石，渗透性强，形成地下排泄通道），该层在原出水池底板下方尖灭；地下水直接排入位于坡下的素填土内；压实度不足的素填土裂隙发育，不仅破坏了原本土质混杂的填土整体性，而且裂隙为雨水的渗入提供了方便，使水分快速进入土体中并特别使在裂隙周边的土体迅速软化，并逐渐向周围扩展，大大地降低了土的抗剪强度，使土体容易沿薄弱面滑动，形成出水池附近的膨胀土质素填土发生滑坡。

　　综上所述，塌方区的填方高、填土为膨胀土质，同时填土的压实度小，雨季地下水位高，是造成三和三级站出水也滑坡的主要原因。

　　四、结论与建议

　　1．通过槽探和工程地质剖面图揭示：出水池附近的滑坡体的滑动面分布于①层填土和③层老粘土交接面附近，①层素填土是滑坡的主体，③层粘土未发生滑动。

　　2．滑坡区的填方高，填土压实度偏小，地下水沿粘土混砾砂层通入素填土层，饱和填土抗剪强度下降，是造成滑坡的主要原因；

　　3．通过比拟工程区附近，工程地质条件相同的该站出水渠、大官塘水库坝坡及三和二级站的出水池的稳定情况，均未发现滑坡现象；滑坡区虽有膨胀土分布，但滑坡的主要原因不是膨胀土引起，而是由未碾压密实的膨胀土组成的素填土引起滑坡的内因。

　　4．建议全部清除滑坡体及被扰动过的土体（尤其是红色泥岩），换填适宜干密度控制的土料，采用接近天然坡角的1：4的放坡连接泵房和出水池的方法进行处理。由于区域地质条件的限制，可采用弱膨胀土（黄褐色粘土）重塑后重新回填，施工过程中严格控制回填土的质量要求，并做好坡面防渗排水工作。

　　5．按以上方法处理后的三和三级站泵房和出水池连接段，已经历过2个旱雨季的考验，未出现质量问题。

参考文献

[1]滁州市勘测队.《定远县三和三级站滑坡治理初设阶段阶段工程地质报告》.2003.11.

[2]安徽省地质局.《中华人民共和国区域地质调查报告.定运幅》.1978.

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