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摘 要：引黄济青工程是山东省境内为解决青岛市及工程沿线地区生产生活用水、农业用水及生态补水而投资兴建的大型跨流域、远距离调水工程。本文以地质条件较差、渠底为冲积沼泽堆积黏土、渠坡多为粉土的昌邑阜康河倒虹出口至远东庄南路明渠深挖方段为例，受强降雨影响，造成部分边坡滑坡、塌陷至渠底及两岸边坡砌筑稳定性影响较大等。根据工程实际及地质条件，分析了滑坡的原因，借用有限元软件并采用简化毕肖普法进行典型断面抗滑稳定性分析，根据分析结果给出了边坡治理措施和方案，以保证运行安全。
关键词：引黄济青;滑坡;边坡;抗滑稳定性
中图分类号：U416.1+4 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2021）06-0148-04
1引黄济青工程简介及当前运行现状
引黄济青工程是山东省境内为解决青岛市及工程沿线地区生产生活用水、农业用水及生态补水而投资兴建的大型跨流域、远距离调水工程。工程自滨州市博兴县打渔张引黄闸引取黄河水，途经滨州、东营、潍坊及青岛4市，开辟输水明渠253多公里。工程1986年4月15日开工，1989年11月25日建成通水。2003年，开辟了向胶东烟台、威海输水的胶东地区引黄调水工程，利用现有引黄济青段工程172余公里，新辟输水线路长310公里，形成了引黄河水、长江水与当地水的联合调配工程体系。
为解决引黄济青引水困难、渠道衬砌受到不同程度的损坏、泵站设备老化等问题，满足引江、引黄及引当地水的需要，2014年至2020年实施了引黄济青改扩建工程。
引黄济青工程通水30余年来，累计调引水超过一百亿立方米，工程发挥的社会效益、经济效益及生态环境效益等日趋明显，强力地保障了青岛市及工程沿线地区的用水安全与社会稳定。
2滑坡体工程地质及原因
2.1地形地貌
昌邑明渠阜康河倒虹出口至远东庄南路（设计桩号131+938～136+202段）地形平坦，地面高程一般3.0～4.0m，最高5.2m。上部为沼泽相粘土、壤土、砂壤土，下部为海相的粉砂组成。
2.2工程地质分段及物理学指标
依据地貌类型和第四系地层成因类型，本渠道段主要涉及2个工程地质亚段，分别为：Ⅱ3寒亭北冲积滨海平原：桩号131+938～135+830;Ⅱ4山前冲洪积平原：桩号135+830～136+202。
根据前期地质资料，各工程地质段地层的物理力学指标见表1。
2.3强降雨影响
由于长时间运行，明渠两侧土壤含水量已形成饱和，强降水时，不能及时下渗，堤外水位超过田地0.5m以上，渠内水位与堤外水位差远超规范及设计值，超过规范规定的最不利工况。渠道内外水头差过大，衬砌板受地下水扬压力顶托，出现鼓板、塌陷、滑坡等质量事故。
2.4其他原因
潍坊阜康河倒虹出口至远东庄南路为集中滑坡段，渠底为冲积沼泽堆积黏土，渠坡多为粉土。1989年引黄济青工程施工时，河道左坡做抛石加固地基处理，河道右岸未实施。受强降雨影响，左岸未发生严重鼓板滑坡事故，右岸渠道则出现整体滑坡。
3边坡稳定性分析
选取桩号131+938右堤的设计断面进行堤防抗滑稳定计算分析。
3.1计算工况
（1）临水侧低水位运行，背水侧无水时;
（2）临水侧设计水位运行，背水侧无水时;
（3）临水侧由设计水位骤降至低水位，背水侧无水时;
（4）临水侧由设计水位骤降至低水位，背水侧平堤顶水位。
3.2计算方法
采用加拿大GEO-SLOPE公司开发的有限元软件GeoStudio中的SLOPE/W（抗滑分析模块），并采用《水利水电边坡设计规范》（SL386 - 2016）中的简化毕肖普法进行典型断面抗滑稳定计算分析。
3.3计算结果及分析
桩号131+938右堤设计断面抗滑稳定计算结果见表2，计算成果图见图2。
根据上述计算可知，原设计条件下，边坡正常运用工况和一般非常规工况，稳定计算均满足规范要求;但遭遇超标准洪水条件，如背水侧平堤顶水位时，临水侧由设计水位骤降至低水位工况时，边坡稳定不满足规范最低安全数值，即此时可能发生边坡破坏的危险。
4渗漏流量分析计算
根据《山东省引黄济青改扩建工程初步设计报告》中河床岩性、渗透系数、地下水埋深及断面尺寸，按考斯加可夫半理论公式计算输水渠渗漏损失流量。
根据《山东省引黄济青改扩建工程初步设计报告》， 通过渗漏计算可以看出，渠道进行全断面防渗后，经计算损失流量比引黄济青原设计明显减小。长期调水运行后随着地下水位升高逐渐减小，故本段采取一定的防渗措施后对线路调水能力损失影响较小。
5排水计算分析
根據《山东省引黄济青改扩建工程初步设计报告》，排水计算选择对渠道衬砌工程设计工况最不利的水位组合，即输水渠与河床地下水位高差发生最大的时期。
5.1排水流量计算
排水流量根据沿线新调整的地下水位、土质与渗透系数的大小计算，参照国际土地开垦和改良研究所著《排水原理和应用》（Ⅱ）中的霍赫浩特方程式计算：
5.2排水器出水管出流计算
排水器出水管出流按水力学中短管出流的情况计算，计算公式为：
根据《山东省引黄济青改扩建工程初步设计报告》及以上公式计算， 本次针对水毁严重的整体滑坡段按超标准降雨工况进行分析，地下水按平地面高程计算，计算设计间距16.6m，实际采用间距为15m，因引黄济青渠道输送降水，微生物丰富，会对排水器可能产生一定比例的淤堵，排水器水能力小于渗漏量，在超标准工况下排水不能满足。 6 处理措施
基于以上原因及对边坡稳定、渠道渗漏和排水分析得知，超标准降雨造成地下水位过高，同时因引黄济青工程调水长期运行，沿线河道渠坡土质已达到饱和状态，渠道边坡地下水引起的内水压力过大，超过保证设计安全的边界条件，导致渠坡内水不能及时排除，最终造成衬砌板鼓板、滑坡、塌陷等破坏。
6.1发生整体滑坡的部位
根据本段地质情况，结合施工质量，采用现浇混凝土衬砌方案，具体为：
原堤坡淤泥粉砂土清除，為增加地基安全，采用抛石和抛旧板挤淤方案，壤土回填，每层敷土厚度30cm。渠坡采用现浇12cm厚C30混凝土（抗硫酸盐性）+300g/m2土工布+3cm保温板+10cm中粗砂方案，在渠道设置排水管3行，间距2m一处，梅花布置。在预制板下设中粗砂积水槽，尺寸为长╳宽╳高（0.3╳0.45╳0.3，m），50塑料花管绑扎土工布埋入中粗砂中，塑料管比降5%。顺水流方向在中泓设一道纵缝，沿垂直水流方向从封顶板、渠坡沿渠坡放线每隔3.0m设一道横缝。
6.2渠坡、渠底局部破坏段
发生滑坡和塌陷渠段的下部边坡，为防止发生位移用脚手架撑起边坡上部未破坏的预制板，拆除土工膜和保温板，平坡面。齿墙以上沿坡面（5-10行板）分别铺设10cm中粗砂、土工布、聚苯乙烯保温板（带孔透水）、6cm厚预制混凝土板。
发生隆起、滑坡渠段的上部边坡，多行砌筑缝开裂，利用完整的旧预制板重新砌筑，用厚1-3cm的水泥砂浆找平，重新采用M15 水泥砂浆砌筑，预制板下层土工膜和保温板保持原样。为了防止扬压力破坏，砌筑缝仅设置横向缝，纵向不设置砂浆勾缝。
7结语
通过计算结果分析，采取一定的措施能保证边坡的稳定性，确保输水顺通，满足边坡的运行安全要求。
参考文献：
[1]山东省引黄济青改扩建工程初步设计报告[Z].
[2]SL386 - 2016，水利水电边坡设计规范[S].
[3]葛文辉，马豪豪.长距离输水明渠滑坡处理[J].中国水运（下半月），2011，11（07）：138+140.
[4]王新奇，罗毅，于澎涛.南水北调中线穿黄工程黄土高边坡稳定性分析[J].人民黄河，2009，31（11）：130-131.
[5]汪军，刘海波.边坡稳定性的有限元数值模拟建模[J]. 华北科技学院学报，2011.8（1） ：60-63.
[6]濮声荣，刘斌，邢丁家.宝鸡峡引渭塬边渠道工程滑坡的缘由及防治处理[J].资源环境与工程，2008（1）：149-154.
关键词：引黄济青;滑坡;边坡;抗滑稳定性
中图分类号：U416.1+4 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2021）06-0148-04
1引黄济青工程简介及当前运行现状
引黄济青工程是山东省境内为解决青岛市及工程沿线地区生产生活用水、农业用水及生态补水而投资兴建的大型跨流域、远距离调水工程。工程自滨州市博兴县打渔张引黄闸引取黄河水，途经滨州、东营、潍坊及青岛4市，开辟输水明渠253多公里。工程1986年4月15日开工，1989年11月25日建成通水。2003年，开辟了向胶东烟台、威海输水的胶东地区引黄调水工程，利用现有引黄济青段工程172余公里，新辟输水线路长310公里，形成了引黄河水、长江水与当地水的联合调配工程体系。
为解决引黄济青引水困难、渠道衬砌受到不同程度的损坏、泵站设备老化等问题，满足引江、引黄及引当地水的需要，2014年至2020年实施了引黄济青改扩建工程。
引黄济青工程通水30余年来，累计调引水超过一百亿立方米，工程发挥的社会效益、经济效益及生态环境效益等日趋明显，强力地保障了青岛市及工程沿线地区的用水安全与社会稳定。
2滑坡体工程地质及原因
2.1地形地貌
昌邑明渠阜康河倒虹出口至远东庄南路（设计桩号131+938～136+202段）地形平坦，地面高程一般3.0～4.0m，最高5.2m。上部为沼泽相粘土、壤土、砂壤土，下部为海相的粉砂组成。
2.2工程地质分段及物理学指标
依据地貌类型和第四系地层成因类型，本渠道段主要涉及2个工程地质亚段，分别为：Ⅱ3寒亭北冲积滨海平原：桩号131+938～135+830;Ⅱ4山前冲洪积平原：桩号135+830～136+202。
根据前期地质资料，各工程地质段地层的物理力学指标见表1。
2.3强降雨影响
由于长时间运行，明渠两侧土壤含水量已形成饱和，强降水时，不能及时下渗，堤外水位超过田地0.5m以上，渠内水位与堤外水位差远超规范及设计值，超过规范规定的最不利工况。渠道内外水头差过大，衬砌板受地下水扬压力顶托，出现鼓板、塌陷、滑坡等质量事故。
2.4其他原因
潍坊阜康河倒虹出口至远东庄南路为集中滑坡段，渠底为冲积沼泽堆积黏土，渠坡多为粉土。1989年引黄济青工程施工时，河道左坡做抛石加固地基处理，河道右岸未实施。受强降雨影响，左岸未发生严重鼓板滑坡事故，右岸渠道则出现整体滑坡。
3边坡稳定性分析
选取桩号131+938右堤的设计断面进行堤防抗滑稳定计算分析。
3.1计算工况
（1）临水侧低水位运行，背水侧无水时;
（2）临水侧设计水位运行，背水侧无水时;
（3）临水侧由设计水位骤降至低水位，背水侧无水时;
（4）临水侧由设计水位骤降至低水位，背水侧平堤顶水位。
3.2计算方法
采用加拿大GEO-SLOPE公司开发的有限元软件GeoStudio中的SLOPE/W（抗滑分析模块），并采用《水利水电边坡设计规范》（SL386 - 2016）中的简化毕肖普法进行典型断面抗滑稳定计算分析。
3.3计算结果及分析
桩号131+938右堤设计断面抗滑稳定计算结果见表2，计算成果图见图2。
根据上述计算可知，原设计条件下，边坡正常运用工况和一般非常规工况，稳定计算均满足规范要求;但遭遇超标准洪水条件，如背水侧平堤顶水位时，临水侧由设计水位骤降至低水位工况时，边坡稳定不满足规范最低安全数值，即此时可能发生边坡破坏的危险。
4渗漏流量分析计算
根据《山东省引黄济青改扩建工程初步设计报告》中河床岩性、渗透系数、地下水埋深及断面尺寸，按考斯加可夫半理论公式计算输水渠渗漏损失流量。
根据《山东省引黄济青改扩建工程初步设计报告》， 通过渗漏计算可以看出，渠道进行全断面防渗后，经计算损失流量比引黄济青原设计明显减小。长期调水运行后随着地下水位升高逐渐减小，故本段采取一定的防渗措施后对线路调水能力损失影响较小。
5排水计算分析
根據《山东省引黄济青改扩建工程初步设计报告》，排水计算选择对渠道衬砌工程设计工况最不利的水位组合，即输水渠与河床地下水位高差发生最大的时期。
5.1排水流量计算
排水流量根据沿线新调整的地下水位、土质与渗透系数的大小计算，参照国际土地开垦和改良研究所著《排水原理和应用》（Ⅱ）中的霍赫浩特方程式计算：
5.2排水器出水管出流计算
排水器出水管出流按水力学中短管出流的情况计算，计算公式为：
根据《山东省引黄济青改扩建工程初步设计报告》及以上公式计算， 本次针对水毁严重的整体滑坡段按超标准降雨工况进行分析，地下水按平地面高程计算，计算设计间距16.6m，实际采用间距为15m，因引黄济青渠道输送降水，微生物丰富，会对排水器可能产生一定比例的淤堵，排水器水能力小于渗漏量，在超标准工况下排水不能满足。 6 处理措施
基于以上原因及对边坡稳定、渠道渗漏和排水分析得知，超标准降雨造成地下水位过高，同时因引黄济青工程调水长期运行，沿线河道渠坡土质已达到饱和状态，渠道边坡地下水引起的内水压力过大，超过保证设计安全的边界条件，导致渠坡内水不能及时排除，最终造成衬砌板鼓板、滑坡、塌陷等破坏。
6.1发生整体滑坡的部位
根据本段地质情况，结合施工质量，采用现浇混凝土衬砌方案，具体为：
原堤坡淤泥粉砂土清除，為增加地基安全，采用抛石和抛旧板挤淤方案，壤土回填，每层敷土厚度30cm。渠坡采用现浇12cm厚C30混凝土（抗硫酸盐性）+300g/m2土工布+3cm保温板+10cm中粗砂方案，在渠道设置排水管3行，间距2m一处，梅花布置。在预制板下设中粗砂积水槽，尺寸为长╳宽╳高（0.3╳0.45╳0.3，m），50塑料花管绑扎土工布埋入中粗砂中，塑料管比降5%。顺水流方向在中泓设一道纵缝，沿垂直水流方向从封顶板、渠坡沿渠坡放线每隔3.0m设一道横缝。
6.2渠坡、渠底局部破坏段
发生滑坡和塌陷渠段的下部边坡，为防止发生位移用脚手架撑起边坡上部未破坏的预制板，拆除土工膜和保温板，平坡面。齿墙以上沿坡面（5-10行板）分别铺设10cm中粗砂、土工布、聚苯乙烯保温板（带孔透水）、6cm厚预制混凝土板。
发生隆起、滑坡渠段的上部边坡，多行砌筑缝开裂，利用完整的旧预制板重新砌筑，用厚1-3cm的水泥砂浆找平，重新采用M15 水泥砂浆砌筑，预制板下层土工膜和保温板保持原样。为了防止扬压力破坏，砌筑缝仅设置横向缝，纵向不设置砂浆勾缝。
7结语
通过计算结果分析，采取一定的措施能保证边坡的稳定性，确保输水顺通，满足边坡的运行安全要求。
参考文献：
[1]山东省引黄济青改扩建工程初步设计报告[Z].
[2]SL386 - 2016，水利水电边坡设计规范[S].
[3]葛文辉，马豪豪.长距离输水明渠滑坡处理[J].中国水运（下半月），2011，11（07）：138+140.
[4]王新奇，罗毅，于澎涛.南水北调中线穿黄工程黄土高边坡稳定性分析[J].人民黄河，2009，31（11）：130-131.
[5]汪军，刘海波.边坡稳定性的有限元数值模拟建模[J]. 华北科技学院学报，2011.8（1） ：60-63.
[6]濮声荣，刘斌，邢丁家.宝鸡峡引渭塬边渠道工程滑坡的缘由及防治处理[J].资源环境与工程，2008（1）：149-154.