枞阳县唐山联圩堤防滑坡段工程地质与加固设计
Abstract： The foundation of dikes built in soft foundation often have problems in anti-sliding. Tangshan Lianwei Dike in Zongyang County is a representative. By means of drilling and laboratory test， the engineering geological condition of the dike body and foundation in the landslide segment is found out. The causes of landslide are analyzed and reinforcement design scheme is proposed.
Key words： Tangshan Lianwei；landslide segment；engineering geology；reinforcement design
中图分类号：U216.41+9.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）14-0146-03
1 概述
根据第一次全国水利普查资料，截止至2011年12月31日，全国堤防总长度413679km，5级及以上堤防长度275495km，其中已建堤防长度267532km，在建堤防长度7963km。堤防为长条形或带状建筑物，常跨越阶地、漫滩、古河道、冲沟等多个地貌单元，堤基多为第四系松散沉积物，其物质组成、分布及厚度变化大，地质条件较复杂。
随着堤防工程建设的发展，软土地基上修筑堤防在东部尤其沿海地区很多。软基上筑堤常发生滑坡、过大沉降或不均匀沉降、穿堤建筑物失事等，不但增加了处理投资，而且延长了工期。
本文以枞阳县唐山联圩滑坡段为例，采用钻探、室内试验手段，查明了滑坡段堤防堤身、堤基工程地质条件，分析发生滑坡险情原因，并提出了加固设计方案，供同行参考，不足之处敬请批评指正！
2 堤防概况与历史险情
唐山联圩位于枞阳县项铺镇境内，白荡湖水系罗昌河左岸，堤防长度8.084km，为4级堤防，堤顶高程14.7～16.2m（吴淞高程系，下同），堤顶宽度2.5～13.9m，迎水坡坡比1∶1.5～1∶2.8，背水坡坡比1∶1.0～1∶3.2，圩内地面高程9.1～12.4m，沿坡脚沟、塘密布，底高程7.4～8.6m。
堤防自筑堤开始滑坡险情频发，据统计，1983～1999年间，桩号0+050～2+450、5+550～6+350、6+800～7+400（桩号起点位于下游安咀头大闸）段迎水坡或背水坡发生滑坡险情，总长度3.8km，占堤防总长度的47%，1994年和2001年对堤防沿线进行了吹填处理，情况有较大改善。
2009年和2010年汛期罗昌河河水位分别为12.61m、12.92m时，桩号1+897～2+387段迎水坡发生滑坡险情，2010年汛后对该段迎水坡采用抛石进行了加固处理，抛石区宽度12～19m，顶面高程10.4m左右。
2012年汛期罗昌河水位12.47m时，桩号2+174～2+325段背水坡发生滑坡险情。
3 滑坡段工程地质条件
3.1 地形地貌
滑坡段在地貌上位于河流及白荡湖湖积圩畈区，现有堤防堤顶高程15.5～16.2m，堤顶宽度2.5～7.4m，迎水坡坡比1∶3.0，罗昌河河底高程8.0m，背水坡坡比1∶3.2，沿圩堤堤脚现状为农田和水塘，农田地面高程一般9.3～9.8m，宽度17.2～24.4m，水塘塘底高程8.0～8.4m。
3.2 地层结构
根据野外钻探成果，滑坡段揭露的土体包括：侏罗系上统双庙组（J3sh）（由安山岩组成），第四系上更新统冲洪积（Q3al）（由粉质粘土组成），第四系全新统（Q4）（由粉质粘（壤）土、粉质粘（壤）土夹细砂、淤质粉质粘（壤）土组成），人工填土（Qml）（主要由粉质粘（壤）土组成），典型地质断面见图1。
现有堤防组成堤身填土主要成份以碎石土、黄色粉质粘（壤）土（①1层）、灰～灰黑色粉质粘土（①2层）为主，碎石土主要分布于堤身填土表层，厚度0.2～0.4m，黄色粉质粘（壤）土主要分布于堤身上部，土体一般呈可塑状态，野外标准贯入击数2.7～4.0击，平均3.1击，灰～灰黑色粉质粘土主要分布于堤身下部，土体一般呈软塑～软可塑状态，野外标准贯入击数1.8～2.7击，平均2.3击。
灰色淤质粉质粘（壤）土（②层）属第四系全新统冲积、淤积层（Q4al+l），主要分布于堤基上部，土体呈软塑～流塑状态，野外标准贯入击数1.1～1.8击，平均1.5击。
灰色粉质粘（壤）土夹细砂（②1层）属第四系全新统冲积层（Q4al），呈透镜体状分布于堤基中部，细砂呈薄层状分布，土体呈软塑～可塑状态，野外标准贯入击数2.3～6.9击，平均4.5击。
灰～灰褐色粉质粘（壤）土（③层）属第四系全新统冲积层（Q4al），主要分布于堤基下部，土体呈可塑～硬可塑状态，野外标准贯入击数3.5～10.5击，平均7.9击。
黄色粉质粘土（④层）属第四系上更新统冲洪积（Q3al），主要分布于堤基中下部，土体呈硬可塑～硬塑状态，野外标准贯入击数10.8～12.6击，平均11.7击。 侏罗系上统双庙组（J3sh）（⑤层）分布于堤基下部，岩性以安山岩为主，在钻孔深度范围内岩体一般呈全～强风化状态，红色。
3.3 土体物理力学性质
根据室内试验成果，各种土体主要物理力学性质指标见表1。
4 滑坡原因分析
经现场查勘，滑坡段未见2009年和2010年滑坡痕迹，仅见迎水坡加固处理抛石；2012年滑坡段上口沿堤防延伸，基本位于堤顶轴线上，滑坡体位置堤顶上下错动超30cm左右，堤坡上部发现滑坡体边线，堤坡中下部、堤脚水田（无水已干）及田埂上未发现滑坡体边线。
滑坡段位于罗昌河左岸老河道处，堤身主要为粘性土，易发生干裂现象，堤基主要由粘性土组成，具有弱～微透水性。受白荡湖湖水顶托、地表水和地下水长期浸泡影响，堤基土体一般呈饱和状态，排水不畅，土体固结速度慢。堤基上部广泛分布有软弱的淤质粉质粘（壤）土，野外标准贯入击数仅1.1～1.8击左右，厚度一般6.8～15.6m左右，该层软土贯穿于堤基内外，土体抗滑能力弱；在堤身荷载作用下，堤基出现压缩变形，随时间变形量累积变大，堤顶出现裂纹，甚至开裂，未及时进行封堵处理，降雨时雨水下渗，增加了堤防滑动主动荷载。在堤身荷载、罗昌河水压力等共同作用下，软弱堤基发生滑动。
根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）的规定和滑坡段的实际情况，堤防稳定分析采用中国水利水电科学研究院编制的《土坝边坡稳定计算程序STAB2008》进行计算，有关成果见表2。
滑坡段堤防在设防水位时，设计工况下，迎水坡抗滑稳定安全系数满足规范要求；水位降落工况下，迎水坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求；在设防水位时，设计工况下，背水坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求。
5 加固设计
根据工程实际情况、地质条件，现场滑坡调查和工程加固经验，初步拟定滑坡段加固方案为迎水侧抛石压重，背水侧压重固脚。根据现状堤防断面和抗滑稳定复核试算，确定滑坡段堤防标准断面为：堤防堤顶宽4m，顶高程超设计洪水位1m，为15.6～15.62m，迎水坡不陡于1：2，堤基抛石宽12m，其中堤脚外5m段顶高程11.5m，之后抛7m长斜坡段至11m高程，11m高程外以1：2坡与河床连接，背水坡坡比1：3，在距堤防设计洪水位以下2.9m处设压重平台，平台顶高程11.7～11.72m，平台坡脚线距堤脚线10m，平台外坡比1：1，见图2。
滑坡段堤防在设防水位时，设计工况下，迎水坡抗滑稳定安全系数满足规范要求，对加固后堤防抗滑稳定复核主要是进行迎水坡水位聚降和背水坡在设计挡水情况下的稳定复核，有关成果见表3。
6 结束语
采用钻探、室内试验手段，查明了唐山联圩滑坡段工程地质条件，滑坡内因为堤基分布厚层软弱淤质粉质粘（壤）土，为加固设计提供了全面、详细的地质资料；滑坡段加固采用迎水侧抛石压重，背水侧压重固脚方案，加固后堤防抗滑稳定满足规范要求。
目前，滑坡段堤防加固施工已完成，加固后的堤防经受了2013～2015年汛期洪水考验，未发生滑坡险情。
