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水利工程论文-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.doc

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水利工程论文-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.doc

水利工程论文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58.0m。三和三级站进水渠、出水建筑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70150m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3.7m。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22。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。三、滑坡段工程地质与成因分析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13mm的球状铁锰结核,露头剖面上可见夹有厚度2l0cm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2mm100mm,含量3580层厚0.702.70m本层渗透性强,渗透系数3.5103cm/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46.1③层粘土自由膨胀率平均值(δef)为45.7④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。据调查在施工过程中,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14的放坡连接泵房和出水池的方法

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