浅析水利水电工程滑坡问题及处理措施

摘 要：水利水电工程中的滑坡现象能够直接影响工程的正常运行与道路的通畅性。因此，本文以水利水电工程滑坡力学特征为切入点，分析了水利水电工程产生滑坡问题的基本条件，并重点探讨了水利水电工程滑坡防治的处理措施。

关键词：水利水电工程；滑坡问题；处理措施

滑坡是斜坡上的部分岩土在重力作用下，沿着斜坡内的软弱面间歇地、整体地、缓慢地向下滑动的不良地质现象，滑坡发生频率较高，是我国重点防治的地质灾害之一。近年来，随着我国经济建设的迅猛发展，严重破坏了自然环境，滑坡灾害的发生，为水利水电工程造成了严重的经济损失，所以，探讨滑坡防治处理措施对维护边坡稳定性，保障水利水电工程的安全运行而言尤为重要。

一、水利水电工程滑坡力学分析

水利水电工程滑坡滑动面有弧形、平直形、折线形等，下面针对这几类滑动面展开论述。

（1）在圆形滑动面上，滑动面中心点为O，滑动半径为R，作一直线过滑动圆心O ，将滑坡整体一分为二。铅垂线右侧为滑动部分，其重量以Q1表示，它可以绕滑动面中心O形成滑动力矩Q1d1；铅垂线左侧为抗滑动部分，，其重量以Q2表示，它可以绕滑动面中心O形成抗滑动力矩Q2d2，所以，总抗滑动力矩与总滑动力矩之比形成化滑坡稳定系数K，具体公式为：

K=总抗滑动力矩/总滑动力矩= Q2d2+r*AB*R/ Q1d1，当k>1时，边坡稳定性高，不易发生滑坡问题。

（2）在平面滑动面上，滑动面上的总抗滑力F和岩土重力Q所产生的总下滑力T之比为滑坡体的稳定系数K，具体公式为：

K=总抗滑动力/总下滑力=F/T，当K>1时，边坡稳定性高，滑坡不易发生。

（3）在折线滑动面上，可对其作分段力学分析，将折线滑动面转折处作块段划分，由上至下逐块计算推力，每块滑坡体向下形成的滑动力和岩土体阻挡下滑力之差为称为剩余下滑力，即：

Ei=FsTi-Nif-cili+Ei-1Ψ

当任意一剩余下滑力值为零或负数时，表明该块滑坡体对下一块滑坡体不具有滑坡推力。当最后一块滑坡体的剩余下滑力值为零或负数时，表明整个滑坡体十分稳定。所以，可按照剩余下滑力设计滑坡支挡结构。

二、水利水电工程产生滑坡的基本条件分析

（一）滑坡空间

斜坡体前有滑动空间，两侧存在切割面是水利水电工程发生滑坡问题的首要条件。因水利水电工程多分布在山势陡峻、河谷遍布的地带，所以，存在足够的滑坡空间与大量斜坡提切割面。若某水利水电工程周边山体具备这种滑坡条件，则滑坡发生的几率会大大增加。

（二）岩体结构

控制滑坡发生的重要因素之一为岩体结构面。一般情况下，反向边坡的稳定性要远高于同向缓倾角边坡的稳定性。对同向倾斜角而言，岩层的倾斜角越陡急，边坡稳定性越高。边坡自由度受边坡面走向和同向结构面走向的影响，若边坡面走向与倾斜较陡急结构面处于平行，则整个岩土体都有可能产生自由滑移，如此，会严重降低边坡稳定性；若边坡面走向与倾斜不利结构之间的夹角较大，则边坡稳定性较高。

（三）地下水状态

地下水状态对滑坡的影响主要分力学作用、化学作用、物理作用三类。

1、力学作用

如果滑坡体饱和度较高，其有效应力会及大地减小，则空隙之间的压力值为正；如果滑坡体内的空隙压力较大，则边坡稳定性降低，滑坡失稳。在水利梯度的影响下，水会在滑坡体内产生渗流荷载力，如：渗透力、浮托力等。浮托力向上，会增大边坡失稳的可能性，当滑坡体内有隔水层存在时，渗流荷载产生的净水压力将会作用于隔水层，且压力大小会随裂隙变化而变化，如果力值增大到一定程度，很可能形成树立劈裂，进而出现滑坡问题。

2、化学作用

如果滑坡体内赋含大量易溶于水的矿物质，则滑坡体易被其软化，同时，部分矿物质在水中浸泡后会出现不同程度的膨胀现象，岩体内含水量减少，则会加快岩体风化速度，使得岩体结构被破坏，导致滑坡失稳。

3、物理作用

岩体容重随地下水位变化而变化，当岩体经水浸泡之后，饱和度会提升，尤其是岩体饱和度升高到一定程度后，岩体的内摩擦角与凝集力都会出现不同程度的下降，岩体的抗剪强度被降低，则增大了滑坡发生的几率。一些强度不高的岩石与砂石在逐渐饱和的过程中的，其变形模量会逐渐减少，裂缝则会逐渐在岩体上显现，在渗透水流性的影响下，水流会冲走裂缝中的部分填充物，形成管涌、散侵等现象而导致滑坡失稳。

三、水利水电工程滑坡问题处理措施

（一）浅层滑坡的除险加固处理

浅层滑坡多发生在堤身位置，地基基身破坏度差，这时可考虑将滑坡体全部挖除并重新回填。结合滑坡发生的位置与造成滑坡发生的原因，具体处理方法也有所区别，现进行如下分析：

1、背水坡浅层滑坡处理

（1）以渗流为主要原因造成的浅层滑坡

第一，排除渗流险情，在临水坡坡面覆黏土做截渗处理，或者在堤身中间位置做截渗墙；第二，划定滑坡处理范围，主要包括坡面挖除深度及平面尺寸；第三，把滑坡上部没有发生滑动现象的坡肩进行削坡处理，使其维持在稳定坡度，为确保施工安全，其比例约为1：3，若滑坡弧度已经深入到堤顶，可将其作直接挖除处理；第四，将滑动坡体挖除，由边缘开始，逐级开挖，每级开挖高度约为20cm，一直挖至滑动面之外未滑动土体的0.5～1.0m处，以保证老堤土与新填土完整结合；第五，填筑还坡，在平面位置，由滑边线四周至外延伸2m的范围均需全部挖除，重新填筑。

（2）在堤脚下挖塘为主要原因造成的浅层滑坡

处理措施为：首先，排除挖塘险情，在堤脚下挖塘，削减了堤身堤脚的压重，堤身抗滑力被削弱，导致滑坡发生。消除该类险情的方法便挖除回填，如果挖除回填难度较大，至少在滑坡出口之外5m的范围内作回填处理。所选回填土料应选择透水性能较高的砂石料，将堤脚下挖塘填完后还需填筑还坡。

2、临水坡的浅层滑坡

（1）由崩塌导致的浅层滑坡，在处理时要首先对其作抛石护脚加固处理，消除崩岸险情，并将滑动体挖除，重新填筑还坡。

（2）由暴雨或持续降雨造成的浅层滑坡，雨水量过大会促使雨水沿坝体裂缝直接渗透到堤身内部，导致的堤身抗剪强度降低。此类滑坡通常不需做特殊处理，只需将滑坡体挖除，重新填筑还坡即可。

（二）深层滑坡的边坡加固处理

1、地基加固

地基加固处理方法较多，结合堤防除险加固的实际情况，较为常用的方法为：第一，水泥土拌合法，现场将地基层软弱土与水泥浆搅拌均匀，形成水泥土。经过3个月左右，水泥土强度可达0.5～1HPa。地基被水泥土加固处理后其强度得到极大提升，可有效防止滑坡发生；第二，振冲法。借助专业机械把碎石强行灌注到地下，利用碎石桩置换软土层，以此来增强地基使用强度。

2、滑动面的处理

按滑坡设计之后的稳定断面进行重新填筑，这种处理方式是以增加阻滑体的重量为目的来提高坡体的稳定性。

四、结语

通过对水利水电工程滑坡力学分析，阐述了滑坡发生的基本条件，并从浅层滑坡于深层滑坡两方面探讨了滑坡处理预防措施，以期增强水利水电工程边坡稳定性，降低滑坡发生率。

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