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牛运光：宁省汤河水库土石坝滑坡及处理 辽

滑坡处理实例连载之三

辽宁省汤河水库土石坝滑坡及处理 牛运光

(利部建设与管理司北京 10 5 )水 0 0 3 中图分类号： V 9 . T 68 2文献标识码：B 文章编号：6 1 19 (0 2 3 0 5 - 2 17- 02 20) - 07 0 0

l工程概况 汤河水库位于辽宁省辽阳市太子河支流汤河上，控

高度约 O5I右，面上并有漫水现象，时未进行水 . n左 冰当下检查。滑坡残迹在 17 9 7年 5月 2日库水位降低至滑坡 顶缘时，逐渐显露出来。随后，续放水，到滑坡坑内才继看有铁锈，明滑坡属于陈旧型的。判定为 17说 9 5年 2月 4日 海城地震所造成。坡范围位于桩号 0 17 0 2 2顺坝轴 滑+ 9-+ 5,方向最大宽度为 5 ,时库水位为 19 3 n库面结冰 5I当 n 0., 2 I厚度约 06 n滑坡顶缘高程不低于 12 4I,坡最大深 .I。 0. n滑 7度为 48n滑坡砂料总方量近 7 1 3 .I, 3 m。滑坡只在水位以 00下饱和区的保护层内产生，见图 1。详 滑坡面形态，本上成折线形，段与水平面成 3。基上 0~ 4。俯角，至粘土斜墙表面，后沿斜墙表面下滑， 5的交然斜墙裸露长度约 1.I,部伸至粘土斜墙中，约 1 , O0 n局 深 .I 0n在高程 9 . n又折回到砂砾层内，滑出角平缓，水平 O0 l 与面约成 5~ 0,高程 8 .I滑出坝体以外。坡堆物。 1。在 2 0 n处滑 分布情况，潜水员水下探查发现，坝面有小陷坑。近坝经

制流域面积 12 8k 总库容 72 2 m, . 3亿 I,库下游有辽 n水 阳市、山市、大、溪铁路、大公路、阳化纤厂及鞍长辽哈辽

鞍钢弓长岭铁矿等重要工矿企业，库位置非常重要。工水程于 16 9 8年 1 0月动工兴建，9 9年 1 16 2月完工。大坝为粘土斜墙砂砾石坝，高 4 . I,顶高程 l8 ,长坝 8坝 5n l. I坝 5n 4 5 I,顶宽 6I。水库防洪标准为 1 1 遇洪水设 5. n坝 0 n

3 a一 00计，能最大洪水校核。坝基础上部为厚 5 1 n的砂卵可主~ 0I石夹淤泥、炭透镜体，部基岩以古老的片麻花岗岩为草下主。坝端分布有花岗岩，岸山麓及河床有闪长岩侵入。右左

2上游坝坡滑坡情况 17 9 5年 2月 4日辽宁省海城发生 7 3级强烈地震， _

角处有大块石和大卵石。经在船上进行水下测量，坝脚 近

震害鉴定汤河水库坝址区烈度为 6度。地震时，库管理 水人员曾听到库内冰层破裂挤压声，并发现坝中部上游坝坡附近的冰面上有 3条较大的裂缝，块互相挤压隆起，冰

堆积物较高，越往坝脚上游越低，直至离开坝脚 4 . I 00 n 外，积物仍有 2 n多高，由此可见滑下的砂砾料分布较堆 I远，说明滑移时的砂砾料处于液化流动状态。也

l砂砾料；粘土斜墙；砂砾透水料；岩基；滑坡线； 17: 2: 3: 4: 5: 6:9 5年 2月 4日地震时水位； ‘

7 17:9 7年 4月 2日开始放水时水位；滑坡顶高程；反滤排水体 5 8: 9:

图 l汤河水库土坝滑坡 F g r hdam l ndsl i 1 Ea t a i i an de n T ghe Res v r er oi

收稿日期：0 1 0— 7 2 0— 9 2

作者简介： i牛 g￣ ( 9 4,,南固始人，K￣部建管司原总工程师，授级高级工程师。 1 2一)男河 7, J教

20 .大坝与安全● 023

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B y N i Y u n gu a n g:T r ea t u m . . . .

e n tf r e a r t o h . . . . . . . . . . . . . .。 ———————————— ————

d m l ndsi e i ng s r o ri Li o ng Pr v nc a a ld n Ta he Re e v i n a ni o i e ———————

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3上游坝坡滑坡原因分析 经现场试验分析，要原因是：主 ( )砾料级配的组成 1砂经试验分析，、粒含量组成和含泥量

大小，决粗细是

料。石碴与斜墙之间加填过筛砾料过渡层，压实后粘土

表面干容重要求达到 1 m。 .t 6/ 第二方案，于已发生滑坡与裂缝部位均在高程 8 鉴 5m以上，库死水位 8 .0m以下的保护层受库水位下降的水 51影响较轻，且保护层最低高程为 7 . m,于输水洞进 而 38 低口底高程 7 . m的 2m,修筑施工围堰及排水均有困难。 58 为此，高层 8 以下的保护层，再换料，用块石压在 5m不采重的措施，决稳定问题，高程 8 .以上处理与第一解在 50m 方案同。

定砂砾料渗透性能及骨架结构稳定性的主要因素。在土 石坝施工时，坝料物为砂砾料与砂壤土的混合物。砂砾上料的粗料含量平均只有 4%- 7,说明砂砾料中主要 4 4%这

是细料起骨架作用。细料 d 04 m,。 01勋= . m do .0mm,均 7=不匀系数 = .- .。当海城地震时，护层形成很大范围 42 79保 的液化区。砂砾料渗透系数为 1x 0 l~~l 0 c s渗透 x1 m/,性能差，且含泥量过大，平均为 7 1 .%-1 .%,最大达到 6 1

第三方案，翻修保护层的原有砂石料，放缓坝坡不以 与压实石碴达到稳定的要求。

经过以上三个方案比较分析，认为第二方案因在高程 8以下砂砾料不做翻修，块石压重可在水下抛填， 5m 较第一方案显然施工简便，较为经济。第三方案就施工且条件来看，第一、二方案更为简单易行，工程费用比第但略大，对原有保护层砂砾料的物理力学性质改善不多。且 为此，用第二方案，把原有砂砾料保护层在高程 8 采即 5m以上全部换成石碴，程 8 以下不换料，用水下抛高 5m采石压重放缓坝坡的方法，确保上游护坡保护层的稳定。以 对上坝石碴要求有较好的级配，止细料集中。为此，防限 制上坝石碴的细料含量 (于 5mm的粒径，中含有石小 其

1 .% - 31因此，地震时孔隙水不易排出，使抗剪 4 4 2 .%。在致强度降低，液

化能力减弱，成大范围的液化区，生抗形产 滑坡。

(砂砾料填筑质量差 2)

在库水位以下饱和的砂砾料通过地震荷载往复作用下，颗粒骨架结构有进一步压密的趋势，孔隙水不能其如及时排出，会造成孔隙水压力逐步上升时，到一定数将达量，体内的应力和抗剪强度趋于极限平衡状态，地震土在荷载作用下，于密实度低 (试验相对密度为 D= .对经 r0 5左 右，于中、密度状态 )饱和砂土。排水不良，极属下的且从限平衡发展到液化是很快的，是造成滑坡的又一原因。这 ( )水条件不良 3排

粉 )超过 1%,泥量不超过 5不 0含%。上坝石料应有足够的强度，少变形，碴填筑干容重指标不应低于 1 m,减石 .t 9/ 石碴间的摩擦角不应低于 3。 5,渗透系数不应小于 l l x0 c s在处理中铺筑厚度不应大于 12m,用 1振动 m/。 .采 3t

饱和砂砾料的排水条件包括砂砾料本身的渗透性及 其周围是否存在低透水性土层等。如前所述，护层砂砾保料透水性较差，施工中砂砾料又混有砂壤土，成连续在形或不连续的低透水性的砂壤土夹层，地震时孔隙水不易

碾碾压 8 1~ 0遍，容重都大于 1 m,均干容重达到干 . t平 9/ 21 m,透系数为 2 6 1~ m s满足了设计要求。 . t渗 2/ . x0 c/, 4 为防止粘土斜墙表层细颗粒被带走，设计要求粘土 与石碴之间设有砂砾料过渡层，直厚度采用 05m,控垂 .

排出，导致孔隙水压力迅速上升，剪强度大幅度下降，抗 部分砂砾料保护层液化失稳，生滑坡。产

制含泥量小于 5,摩擦角≥3。渗透系数 K≥ l l之%内 2, x0 c s m/,相对紧密度 Dr 07粗粒 (径> >/ .5,粒/5 mm)量≥含

4滑坡处理措施 坝坡上游保护层砂砾料滑坡处理，出三个方案：提

6%。处理后，样检查，均干容重为 2 6tm,粒含 0取平 . 粗 2/量为 6 .,泥量为 3 2%,透系数为 1 6x 0 m s 7%含 6 . 7渗 . l

之c/, 9 均满足设计要求。处理工程于 18 9 2年完工，入运行后，投 没有发生异常现象，行情况良好。运 ■

第一方案，原有保护层砂砾料全部翻除，填石碴把另

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