1 工程簡介和事故后果
清河農場在天津郊區,漢沽與塘沽之間,位于天津但歸北京管轄。農場南北約10km,東西約7.5km,主要作物有棉花、水稻、玉米等,農場內還建有零星魚塘。農場建有較為完善的供排水體系,上水渠為農田和魚塘提供生產用水,排水渠用來排除暴雨造成的內澇。各渠道相互交叉,密布整個農場,主要渠道還配備泵站由于強制供水和排澇,有效維護場區水環境安全。于家嶺揚水站是清河農場排水體系中一座重要建筑物。
2010年8月21日凌晨,于家嶺揚水站進水池東坡,有39米漿砌石護坡發生滑坡,事故發生未造成人員傷亡和其他財產損失。滑坡地段比較穩定,未對周邊建筑物構成威脅,滑塌物也未對揚水站運行造成影響。

邊坡垮塌后情況
2 事故發生后邊坡情況概述
(1)根據滑坡的地表情況,從下挫的高度,滑坡下口離坡腳的距離,隆起等,初步判斷滑坡是淺層局部的,邊坡失穩滑動的形式為淺層滑動,滑動的危害程度為危害性輕微的局部滑動。
(2)滑裂面呈圓弧狀向河道凸出。
(3)滑坡面上有滲透水,土體含水量大。根據坡面土樣實測含水量高達28.9%,飽和度達95.5%。
3工程區域地質條件概述
工程區為近代沉積,屬海積沖積平原,區內地勢平坦。在勘探深度20.0m范圍內,工程區地層分部較為穩定,除表層為人工填土層(mlQ)外,揭露地層均為第四系全新統(Q
4)地層。
據巖性特征、沉積環境、生成時代,自上而下可劃分為人工填土層(mlQ)、第四系全新統第Ⅰ陸相層(alQ
43)、第四系全新統第Ⅰ海相層(mQ
42)和第四系全新統第Ⅱ陸相層(alQ
41)等四大層。
工程區內地下水為孔隙潛水,地下水埋深為1.60~2.60m,高程為0.66~-0.36m,主要由大氣降水和河渠內水補給,以蒸發形式排泄,地下水位隨季節變化。
4事故原因分析
(1)穩定復核
土坡穩定計算方法:由于對土體抗剪強度計算方法的不同分為總應力法和有效應力法。計算簡圖如下:

1)總應力法
施工期抗滑穩定安全系數可按下式計算

水位降落期抗滑穩定安全系數可按下式計算

2)有效應力法
穩定滲流期抗滑穩定安全系數可按下式計算:

式中
b——條塊寬度(m);
W——條塊重力, W= W
1+ W
2+

W
1——在坡外水位以上的條塊重力(KN);
W
2——在坡外水位以下的條塊重力(KN);
Z——坡外水位高出條塊底面中點的距離(m);

——穩定滲流期土層的孔隙壓力(KPa);

——水位降落前土層的孔隙壓力(KPa);

——條塊的重力線與通過此條塊底面中點的半徑之間的夾角(度)

——水的重度(KN/m
3);

——土的抗剪強度指標。
邊坡穩定計算成果表
工作狀態 |
計算方法 |
抗滑穩定安全系數k |
 |
施工期 |
總應力法 |
1.08 |
1.05 |
水位降落期 |
總應力法 |
1.22 |
1.15 |
穩定滲流期 |
有效應力法 |
1.16 |
1.15 |
由上表可看出原設計邊坡為1:1.5可滿足抗滑穩定要求。
(2)事故原因分析
通過對邊坡修建運行情況了解,結合邊坡現狀分析認為本次事故發生的主要原因是滲流。
滑坡東側20m養魚池水滲流及近期多場降雨,使得邊坡土體浸水飽和,土體飽和后,抗剪強度降低,滑動體自重增加,相應的下滑力增大。滲流產生的滲透力,進一步增加了滑動體的滑動力。綜上所述,在滲流作用下邊坡滑動體重量增加,抗剪強度降低和滲透力增加等均是導致滑坡產生的重要原因。另外,原坡面弧型向河道凸出,不利于邊坡穩定,是本次滑坡的不利因素。
5除險加固措施
為消除險情,恢復邊坡。針對邊坡失穩的成因,除險加固措施如下:
(1)挖除滑動體,將滑坡上部未滑動的坡肩削坡至穩定的坡度,填筑恢復邊坡,坡面采用砌石護坡。將坡比由原來的1:1.5放緩至1:2;坡面防護增設排水措施,排除土體滲水;填筑選用內摩擦角較大的土體換填。
(2)樁式防護。可采用木樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁等,加固邊坡,增加邊坡抗滑穩定性,維護邊坡穩定。
6總結
通過本工程實例,作者認為,本次滑坡主要是由于土體含水增加使土體抗剪強度降低,希望設計及施工人員在類似工程設計施工時注意排水措施,排除土體滲水,避免類似事故的發生。
參考文獻:
[1] 董哲仁. 堤防除險加固實用技術. 中國水利水電出版社. 1998.
[2]. 華東水利學院主編. 水工設計手冊.水利電力出版社.1984
[3].《堤防工程設計規范》GB50286-98.
[4].《建筑邊坡工程技術規范》(GB 50330-2002);