库岸加固是指采用截、排、堵、引、护等多种方法对库岸进行加固,防止库岸出现滑坡和崩塌等破坏。对库岸进行加固需要考虑坡度、岩性、坡体结构、降雨量、人为活动、地质条件、库水位变化、岩土力学性质、植被覆盖等因素的影响,根据库岸实际情况,选择合适加固方案。
简介水库依河流山川而建,库岸地质条件复杂,加上受降雨、库水及地震等因素的影响,容易产生滑坡和崩塌。库岸加固是指通过利用力学有关性质和一些加固方法(如打抗滑桩、抗滑挡墙和灌浆)提高库岸稳定性和安全系数,防止库岸出现崩塌和滑坡等破坏,避免影响水库的正常运行和造成经济财产损失。库岸加固的方案的选择必须有针对性和选择性,要遵循有所为有所不为的理念,贯彻及早发现、预防为主、加强监测、因地制宜、综合治理的基本原则。如开展库岸滑坡防治来进行库岸加固时,从以下几点进行:
1、选择库岸滑坡治理措施时,应针对滑坡体的未来工作状态,科学合理选定岩土体力学参数进行稳定计算分析。考虑到水库库岸滑坡点一般都交通不便且治理施工难度大,选定治理方案时要充分考虑施工条件,选择成本低、便于实施的治理对策。
2、在滑坡区或潜在滑坡区进行工程建设时,应先治坡,后建设。位于滑坡区范围内的建筑物基础宜采用桩基础或桩锚基础,使建筑物荷载能够直接传递到滑床内的稳定地层中,避免因为人为建设造成库岸滑坡。为了减少削坡减载外运土石方,可结合造地,将削坡土石方堆存在滑坡体前缘或挡土墙后形成平台,以利滑坡体的稳定。
3、对危害工程设施安全和人身安全,短期内难以查清的滑坡,可分期进行治理,优先选择易实施、见效快的地面及地下排水、消坡减载、压坡加载等措施和方法作为应急工程进行处理,先稳住滑坡,再构造其他永久工程进行处理。 应针对导致滑坡滑移的主导因素进行治理,采取有针对性的相应工程处理措施。当水为主要诱因时,应以排水为主,辅以支挡措施;切割坡脚导致的牵引式滑坡,应以支挡为主,辅以排水、减重等措施;推移式滑坡的主滑段、牵引段宜优先采用削坡减载、拆除已有建(构)筑物,阻滑段采用压坡加载,辅以支挡、排水等措施。
4、库岸滑坡治理宜早不宜迟,宜在水库建设期尚未蓄水前进行,蓄水后对涉水边坡治理难度会增大很多。工程施工时宜安排在枯水季或诱发因素弱的期间进行,并尽可能少扰动滑坡体,施工过程中应加强滑坡体动态监测。
加固方法水是引起水库库岸失稳的最主要因素之一,由于水的作用,导致库岸岩土体物理力学参数改变。水对滑坡体的影响主要表现为两个方面:一是直接影响,即库岸土质浸水后强度下降;另一是间接影响,即水位上升造成浸水滑面上有效应力减少或抗滑阻力减少,导致蠕滑复活或加速过程中滑带土强度随剪切变形产生变化。治理水是库岸的重要思路,包括截、排、堵、引、护等多种方法。
截水方法主要是在库岸坡体可能发展的边界 2.0~4.0m 以外的稳定地段依地形变化趋势设置截水沟,拦截库岸滑坡体以外的地表水进入库岸滑坡体内,避免直接冲刷库岸坡体。
排水方法是在滑坡区域范围内充分利用自然地形,开挖明沟、明槽,形成网状畅通的排水系统,减少雨水下渗和表层冲刷。
引水方法是将库岸坡体内的积水库岸或滑坡体外进入体内的地下水(包括承压水等)通过盲沟、盲管、排水孔等引出滑坡体内或阻止其进入滑坡体内。
堵水方法是用黏性土、水泥浆等防渗材料堵塞库岸坡体内或周边的土体裂缝,减少地表水(包括雨水、生活水等)渗入库岸坡体内。
护坡防冲刷包括生态措施和工程措施。生态措施主要有植树、植草等;工程措施包括浆砌块石护面、干砌块石护面、喷混凝土护面、网格护面、抛石护面或在水流较急、冲刷严重地段修筑丁坝改变水流流向,以防止地表水对滑坡坡面冲刷或江河水流对滑坡体坡脚的冲刷1。
阻滑件对阻止滑坡岩石体层面间滑动作用效果明显,主要是在滑带或滑面处设计混凝土结构件,阻止滑坡体沿滑带或滑面处滑动。
锚固方法是通过安设在岩土层深处的受拉杆件而起作用,它的一端与工程构筑物(或支挡结构)相连,另一端锚固在岩土层中,必要时对其施加预应力,以承受土压力、水压力等所产生的拉力,用以有效承担滑坡体下滑力,防止滑坡体变形,维护滑坡体的稳定。
板桩是一般为两边有凹凸槽榫的木板,或两边有锁口的槽形钢板,成排地沉入土中,作为挡水、挡土的临时性围墙。用于较深坑槽、地下管道的施工,也可用钢筋混凝土板桩作为永久性的挡土结构。板桩是深基坑开挖时的专用支护结构,在基坑开挖前将板桩打入土中,基坑开挖后,靠板桩来抵抗水平向土压力及水压力。为保持其稳定,可在板桩的适当高度设置支撑或拉锚。钢板桩由于强度高,打设方便并可回收,是应用较广泛的一种支护结构。为了减小施工对邻近建筑物的影响,降低工程造价,采用灌注排桩挡墙作为支护结构的工程也越来越多。
灌浆加固法是在墩台基础之下,在墩台中心直向或斜向钻孔或打入管桩,通过孔眼及管孔,用一定压力把各种浆液(加固剂)灌人土层中,通过浆液凝固,把原来松散的土固结为有一定强度和防渗性能的整体,或把岩石裂缝堵塞起来,从而达到加固地基、提高地基承载力的一种加固法。灌浆加固一般可分为静压灌浆和高压喷射灌浆二类。静压灌浆又可分为填充灌浆、裂缝灌浆、渗透灌浆和挤压灌浆等;高压喷射灌浆又有旋转喷射灌浆和定向喷射灌浆之分。
支挡方法是通过支挡体来平衡滑坡体的下滑力,抵抗滑坡体的滑动,来确保库岸滑坡的稳定安全。支挡方法很多,包括重力式挡墙、拉钉挡墙、加筋土挡墙、格构框架挡墙、“L”型悬臂挡墙、抗滑桩等。支挡结构较少破坏滑坡体植被,且能有效地改善滑坡体的力学平衡条件,是用来稳定滑坡体的有效措施之一。
滑坡与崩塌滑坡。滑坡是库岸破坏的主要形式之一,是岸坡蠕变的发展结果,在大部分水库蓄水后都会发生。近坝的库岸滑坡一旦高速滑入库中,会激起几十米甚至上百米的涌浪,致使库水漫过坝顶泄向下游,损失巨大。对山区水库来说,需高度重视近坝的库岸滑坡。
崩塌。崩塌( 岩崩) 是峡谷型库岸常见的破坏形式,常发生在由坚硬岩体组成的高陡库岸地段。水库蓄水后,由于坡脚岩层软化或下部库岸的变形破坏,而引起上部库岸的岩体崩塌。
影响因素库岸的物质组成、结构
组成库岸的岩土体类型直接影响到塌岸的宽度和破坏形式。颗粒细小、孔隙率大的人工填土、粉土和砂土等,在外力作用下容易产生较大范围的塌岸,且在短时间内会造成较大的危害;物理力学性质较好的黏性土和由沉积岩风化形成的残坡积土体,在外力作用下,较长时间内会形成宽度相对较小的塌岸;对于节理裂隙不发育、性质稳定的中等风化沉积岩,在外力诱发下不易形成塌岸。
库岸形态及地质构造条件
库岸形态对库岸稳定性有重大的影响。在河水的侧蚀作用下,库岸下部岩土体会发生破坏或形成局部深槽,直至库岸上部失稳产生滑移型破坏。库岸坡面越陡,其下部经河水浸蚀后形成的塌岸土体部分就越大。
库岸地质构造条件主要指库岸岩层产状与库岸形态间的关系,可分为顺向坡、逆向坡和切向坡。其中,顺向坡变形强度最大,逆向坡次之,切向坡变形强度最小。
降水作用
库岸的降水作用指一定时间内暴雨对岸坡稳定性的影响。大规模、持续时间长的暴雨对渗透系数较小、孔隙率大的岩土体,尤其是人工填土影响较雨水渗入土体后,使得土体由天然状态变为饱和状态,土体的重度增大,内摩擦角和抗剪强度降低,从而导致库岸更易发生滑移型破坏。
库水位的变化
库区水位每年都要经历一个涨落的过程,在库水位变化的过程中,库岸的稳定性会受到较大的影响。枯水期库水位较低,在降雨和水库蓄水的作用下,库水位逐渐升高,岸坡的地下水位也逐渐升高,部分土体趋于饱和,内摩擦角和抗剪强度降低。当库水位由洪水位降回枯水位时,库岸土体会形成地下水位浸润线,产生相应的渗流压力,加之土体自身性质和空隙水压力等的改变,库岸稳定性进一步降低,最终发生破坏。
本词条内容贡献者为:
王宁 - 副教授 - 西南大学库岸加固
图文简介
库岸加固是指采用截、排、堵、引、护等多种方法对库岸进行加固,防止库岸出现滑坡和崩塌等破坏。对库岸进行加固需要考虑坡度、岩性、坡体结构、降雨量、人为活动、地质条件、库水位变化、岩土力学性质、植被覆盖等因素的影响,根据库岸实际情况,选择合适加固方案。
- 来源: 科普中国科学百科
- 上传时间:2018-06-21
科普中国公众号
科普中国微博

帮助