第３７卷 第５期 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 ２０１６拄 １０ 月 反压平台法成功处理深厚软基土坝的滑坡 汪金卫 （中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌３３００３１） ［摘要］在软基上筑土坝难度较大，施工过程中坝体可能会出现不同程度的滑坡等问题。通过工程实例 说明，当在软基上填筑坝体过程中先后出现倾向上游和下游的裂缝时，在上、下游坝脚采取加宽反压平台进 行处理，能有效地控制坝坡的滑移，阻止裂缝的扩展，由此坝体得以填筑至最终设计高程。竣工后对坝体的持 续监测，验证了反压平台法治理坝体滑坡是非常有效的。 （关键词］反压平台；软基；裂缝；滑坡；累积沉降 中图分类号：ＴＵ４７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—４３４５（２０１６）０５—０１０３—０３ Ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｆｏ Ｄｅｅｐ Ｓｏｆｔ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｅａｒｔｈ－ｄａｍ ｂｙ Ｕｓｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｐｌａｔｆｏｒｍ ＷＡＮＧ Ｊｉｎｗｅｉ （Ｃｈｉｎａ Ｎｅｒｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ；，Ｎａｎｃｈａｎｇ，Ｊｉａｎｇｘｉ ３３００３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｅａｒｔｈ—ｄａｍ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｄｅｇｒｅｅｓ ｏｆ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｍａｙ ｂｅ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄａｍ ｂｏｄｙ．Ｔｈｏｕｇｈ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｘａｍｐｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃｒａｃｋ ａｐｐｅａｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｕｐｓｔｒｅａｍ ａｎｄ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｉｌｌｉｎｇ ｏｆ ｄａｍ ｂｏｄｙ Ｏｎ ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｅｒ ｌ￣：ｅｓｓｕｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｗｉｄｅｎｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｄａｍ ｆｏｏｔｓ ｏｆ ｕｐｓｔｒｅａｍ ａｎｄ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ，ｂｙ ｗｈｉｅｈ ｉｔ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｓｌｉｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｍ ｓｌｏｐｅ，ｐｒｅｖｅｎｔ ｃｒａｃｋ ｅ￣ｅｎ＆ｏｎ，ｔｈｅ ｄａｒｎ ｃａｌｌ ｂｅ ｆｉｌｌｅｄ ｕｐ ｔｏ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ．Ｂｙ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｍｏｎｉｔｏｒｉｒｉｇ ｏｆ ｄａｍ ｂｏｄｙ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ，ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅ￣ ｏｄ ｏｆｔｈｅ ｃｏｕｎｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｓ ｖｅｒｙ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｏｔ ｔｅｒａｔ ｔｈｅ ｄａｍ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｃｏｕｎｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ；ｓｏｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅａｒｔｈ－ｄａｍ；ｃｒａｃｋ；ｌａｎｄｓｌｉｄｅ；ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ 在软基上筑土坝难度较大，施工过程中坝体可 文拟对反压平台法处理深厚软基土坝的滑坡问题进 能会出现不同程度的滑坡、裂缝等问题。二十世纪 行介绍，以期为类似工程设计施工提供参考。 五六十年代国内四明湖水库、英雄水库、湖漫水库、 溪口水库、秀岭水库等在施工过程中均出现不同程 度的滑坡、裂缝、沉陷等问题。当坝体出现裂缝、滑 ０Ｘ Ｃ ０Ｘ童 ０ 囊 坡。应采取相应的有效措施处理。反压平台法是一种 图１反压平台示意 施工简单方便、见效快，就地取材的处理方法［１１，即在 土石堤坝两侧用土、砂、砂砾石、石渣等在软土上填 １ 工程概述 筑镇压台，形成反压荷载［２］，构成坝脚处的反压平台 坝址位于湖区，湖水深度约３ ｍ，湖底有深厚的 （图１）。反压平台的作用是提高地基抗滑力，防止地 湖积相软土。主要地层为：全新统湖积相淤泥质土 基软土侧向挤出而破坏，增加堤坝的抗滑稳定性。一 （Ｑ４】），厚度１．９—１８．６ ｍ；全新统冲洪积相粉质粘土 级反压平台压载不满足要求时，可采用两级压载。本 （Ｑ ），厚度０￣８．１ ｍ。湖底高程约１２．０ ｍ。坝体坝顶 收稿日期：２０１６—０４—１１ 基金项目：江西省“赣鄱英才５５５工程”专项资金资助。 作者简介：汪金卫（１９８２一），男，工程师，主要从事尾矿等固体废物堆存的水工、环境岩土的设计研究工作。 ・１０４・ 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 ２．３下游坝坡出现滑坡 第３７卷 高程２５．０ ｍ、坝高１３．０ ｍ、坝轴线长７９３ ｍ，为均质 土坝。坝基采用塑料板排水固结法进行处理。 采用砂石桩处理完成后，当坝体施工到坝顶 ２２．０ ｍ高程时，出现倾向下游滑移的多条裂缝。裂缝 最大宽度１．２ ｍ，纵向长度约１３０ ｍ（图３）。经分析． ２坝体施工期间发生滑坡及处理 ２。１ 上游坝坡出现滑坡 应该是由于短期内砂石柱的作用未发挥出来而 导致 坝体前期水中抛填土施Ｔ至１７．０ ｍ高程．高于 湖水位，抛填形成顶宽１２ ｍ的临时围堰。在已形成 的ｌ７．０ ｍ高程的作业面铺设水平排水砂垫层，打插 塑料排水板，以加速坝基软土固结。当筑坝高程达到 １９．２ ｍ时，在监测断面５—５和６—６之间坝段上游坝 坡发生滑坡，出现多条裂缝。裂缝倾向上游呈纵向水 平张拉状态．裂缝初期宽约３０ ｍｍ。继续扩展至８０ ｍｍ，纵向长度约为３５ ｍ。在坝体施工监测成果控制 下继续填筑到２０．０ ｍ，此后坝体又｝ｆＪ现裂缝，继而停 止施丁。上游坝面裂缝从观测断面５—５开始，向左岸 １３０ ｍ范围内出现滑坡裂缝，裂缝多达ｌ５条左右。 裂缝最宽的约２ ｍ，其上缘距上游坡肩约２０ ｍ处。 上游坝脚处的淤泥往外挤开，影响范围约５８ ｍ。裂 图３ 游坝面滑移形态分布示葸 ２．４下游坝坡滑移相应的处理措施 此次下游坝坡发生严重的滑移．但并未往上游 缝主要发生在上游坝面，形态及分布详见图２。 发生滑移．这也说明上游加宽反压平台的措施是有 效的。虽然之前采取过打插塑料排水板的排水固结 方法进行处理，但由于筑坝加载速度过快、重型车辆 一直在已压实的同一区域掉头回转等多种原因导致 地基软土结构破坏，从而引起坝体滑坡。在裂缝区域 下游坝脚采用加宽反压平台的方式进行处理。新增 反压平台宽度为５０ ｍ，长约２５０ ｍ，平台顶高程为 １６．５ ｍ，后期铺设碎石、块石护坡至ｌ７．５ ｍ高程。通 过该项措施处理后，对裂缝处的坝体开挖重新填筑， 最终坝体填筑至设计坝顶高程２５．０ ｍ。坝体从施工 完成至今已有３年，运行正常。 ３现状稳定分析 图２上游坝面滑移形态分布示意 ２．２上游坝坡滑坡相应的处理措施 将裂缝区坝体上游侧反压平台加宽３０ ｍ，滑坡 选择现状典型的剖面进行稳定分析。坝基原淤 泥质土的厚度约１４ ｍ，经过填筑施＿Ｔ之后，填筑土 料挤入原淤泥质土的深度约３ ｍ。在受上部填筑土 料的荷载条件下，坝基原有淤泥质土性状出现不同 程度的变化．部分淤泥质土变更为粉质粘土，工程强 度也有所提高。坝体的地基土层分布详见图４。稳定 计算的土层参数详见表１。稳定分析选定正常运行 和洪水运行两种工况，分析结果见表２，通过稳定分 中心区域局部反压平台加宽５８ ｍ。施工完反压平台 后．坝体原裂缝没有｝ｆＪ现进一步的扩展，保持稳定。 由于项目进度原因，需要加快施工速度，所以采 取在裂缝区坝段１００ ｍ×１３０ ｍ范同内采用砂石桩 的工程措施进行地基加固处理。反压平台呈正方形 布置，边长１．５ ｍ，桩径５０ ｃｍ，桩长１８．０－２０．５ Ｉｌｌ。 析的结果显示坝体是安全稳定的。 第５期 反压平台法成功处理深厚软基土坝的滑坡 ・ｌ０５・ 图４坝基的地层分布 表１坝体稳定计算参数 图６原坝体滑移处倾向下游累积水平位移曲线 ５结语 ４坝体后期监测 综上．在深厚软基上筑土坝难度较大，施工过程 坝体施＿Ｔ完成后，对坝体的表面位移与沉降进 行持续的监测。图５、图６所示为原发生滑坡裂缝位 置的坝体持续的沉降、位移的变化曲线图。从监测结 果可知坝体沉降呈较均匀缓慢地增加趋势，竣工后 截至 前的工后沉降约７ ｃｎｌ。坝体往下游的水平位 置移较瑗地增加并趋近稳定。通过监测数据显示坝 中坝体可能会出现不同程度的滑坡等问题。反压平 台法是一种有效的控制继续滑移的方法。通过丁程 实例的介绍，当坝体｝｝｛现大量倾向上游的裂缝时，采 取加宽反压平台进行处理后．能有效地控制坝坡的 滑移，阻止裂缝的扩展。继而填筑坝体出现倾向下游 的滑移而并未出现倾向上游的裂缝。随即在下游坝脚 体运行ｉ 常。现状坝体上游水位约２１．０ ｍ，下游水位 约１５．０ ｎ，上、下游水位差为６ ｎｌ。 采用同样方法进行处理，裂缝得到控制，坝体得以填 筑至最终设计高程。这说明在深厚软基上筑坝过程中 当一侧出现滑坡时．坝体两侧均应同时采用反压平台 进行加同处理。竣工后对坝体的持续监测，监测结果 显示坝体在缓慢、均匀地沉降、变形并逐渐固结，这也 说明施Ｔ中采用反压平台法治理坝体滑坡是非常有 效成功的。同时，鉴于深厚湖积相软土上筑坝的特殊 性，建议依据《土石坝安全监测规范》（ＳＬ ５５１－２０１２）ｔ 加强和完善软土上筑坝的后期监测，包括水平位移、 沉降、孔隙水压力和渗流，以及定期地进行后评价。 参考文献 ［１］钱家欢．土力学［Ｍ］．南京：河海大学ｆ｝Ｉ版Ｆｔ．，１９８８． 图５原坝体滑移处累积沉降曲线 ［２］林昭．碾压式土石坝设ｉｆ［Ｍ］．郑州：黄河水利出版社，２００３． １ ３］ＳＬ５５１－２０１２，土石坝安全监测技术规范［Ｓ］．