该段渠道在2007年7月25日晚发生突然垮塌,经现场调查,结合勘察、设计及施工情况,垮塌原因分析如下: jh]wHG
一、边坡区地质环境特征 vjJ!d#8
1、地形地貌 @Qx|!%
该段渠道位于构造剥蚀低山斜坡下部,为岩土质边坡(上部为土质边坡,下部为岩质边坡);总体地势南东高,北西低,地势呈上缓下陡的斜坡坎状;总体坡度50~60度,坡面倾向为北西向,坡顶高程640.13m,最低614.43m(李河河心处),相对高差26.70m;下部陡坡地段基岩裸露,斜坡局部植被不发育。覆盖土层层为第四系全新统崩坡积层(Q4c+dl)。 Ms(;B*
2、地质构造及地层岩性
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该边坡区北部约30m处有一小型断层通过,为同层断裂,近东西走向,北翼产状340~350°∠70~80°,南翼产状170~175°∠30~40°,基岩岩性为三叠系上统须家河组砂岩(T3xj),受地质构造影响较强烈,基岩裂隙发育,以层间裂隙为主,岩体破碎~较破碎。 Bh*~I_T a>
该边坡为岩土质边坡(上部为土质边坡,下部为岩质边坡;见照片);上部土质边坡:坡高约4~5m,岩性为第四系全新统崩坡积层(Q4c+dl)碎石,松散~稍密结构。下部岩质边坡:坡高约16~17m,坡度35~55°,岩性为三叠系下统须家河组砂岩(T3xj)砂岩,层间胶结较差,岩体破碎~较破碎。 }i/&m&VU
3、气象水文 %H-[u}s
边坡区地表水有:降水、渠道水和李河河水;均随季节变化。李河河道在该处正位于转折部位,形成往水渠一侧凹的冲刷岸。 %_1~z[Dv
边坡区地下水为松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水两大类。松散堆积层孔隙水:主要赋存于崩坡积碎石中,受渠水渗透及大气降水补给,顺层径流排入李河。基岩裂隙水:赋存于岩石裂隙中,属裂隙微承压水,受大气降水及上层地下水补给,顺层径流往侵蚀基准面排泄。局部岩体坡面裂隙中有少量地下水呈点滴状及流水状泄出。 kTex>1W;
二、施工前边坡区及渠道现状 .c"UlOZ&w^
该边坡区原因水渠外侧斜坡坡脚长期遭受李河河水冲刷,导致水渠外侧斜坡岩土体跨塌,使水渠外侧边缘土体大部分跨塌,最薄处仅约0.5m宽,且见宽约10cm的拉裂缝,延伸长度约2~5m。且水渠左侧土体发生蠕动,边坡处于不稳定状态(见照片1)。该不稳定斜坡长度约70.0m,在暴雨的冲刷及水渠水浸泡作用下,会增大岩土层边坡的不稳定性,从而影响水渠的稳定性;故需采取有效的护坡及护岸措施进行治理。 'oTcx Jx
该渠道已修建并运行40年,水渠渠底砌置于崩坡积层碎石层中,渠底及渠身为素砼,强度等级不详;渠水引自李河河水,流量约6m3/s,除雨季外,河水几乎全部引完。坡脚的原有护岸现已位于河床中部(距河岸坡脚距离为5~6米),表明河水冲刷作用强烈。 PpGNA
照片1、冲毁垮塌前边坡形态 R*TCoEKO
三、垮塌原因分析 ~u8}s4
上述的地形地貌、地质构造、地层岩性及河水的长期强烈冲刷作用就导致了该边坡处于不稳定状态,也表明该段边坡已严重变形,这(自然因素)是边坡垮塌的内在因素(直接的主要原因),也就是说边坡垮塌具有必然性;为此,采取护坡及护岸治理措施就势在必行。考虑到电站需正常运行及护岸施工能正常、及时进行,故未要求断水施工(上部水渠断水便造成河水上涨、冲刷加剧);同时又属应急治理措施(就是在有生命及财产安全威胁的情况下确保生命安全而尽量减小财产损失的快速治理措施),再加上施工期间正值雨季,地表降水大量入渗及边坡上部渠水渗漏进入边坡体,降低了边坡岩土体的抗剪强度,增大了孔隙水压力及坡体荷重,使边坡变形加大,大于了年久失修且有渗漏的水渠渠底、渠壁的抵抗力,使渗漏处变形加剧(渗漏裂缝或孔洞加大),在开挖后来不及支护的情况下突然边坡垮塌,致使渠水外涌产生突(涌)水而冲毁水渠,从而造成水渠及边坡的垮塌。 n<CJx+U
因此,严格地说该边坡不是垮塌而是冲毁的(见照片2),归纳为在不利自然因素的前提及作用下,在水渠年久失修的特定条件下,在应急治理开挖后来不及支护的情况下所发生的意外事件;它的发生有上述的必然性,而发生在进场施工仅3个小时后却是其巧合的偶然性。 (k
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照片1、冲毁垮塌后边坡形态图 %kJ:{J+w]
四、应对措施及建议 yQhrPw> m
在本次垮塌意外出现后,我院非常重视,立即由院长带队,组织总工及相关技术人员奔赴现场调查了解情况,并连夜与电站方交换了意见及应急的河道疏通、关闭渠水,防止损失进一步扩大的相关措施,积极协助电站方进行处理及联系相关治理单位,提出了相关的应急处理方案;在后续的治理施工中多次到场了解进展情况,对该意外发生后的治理全过程给予了高度关注。 }QncTw0
同时,我单位对于本次意外险情由此给电站方带来的损失和影响深表遗憾和痛惜;鉴于发生局部失稳后,该边坡已发生大的改变,故我单位前期的勘察设计已失去作用;因此,我单位提出终止与贵方签订的勘察设计合同,同时为表示我单位的诚意,定退还已收勘察设计工程款,作为这次意外事故损失的一点补偿。