混合井排水法在滑坡治理中的数值分析——以宝鸡簸箕山滑坡为例.pdf

第3 1 卷第2 期 磅 他莺 GEO L OG Y OF S HA ANXI 2 0 1 3 年 1 2 月 文章编号 ：1 0 0 1 - - - 6 9 9 6( 2 0 1 3 )O 2 —o 0 9 2 —0 4 混合井排水法在滑坡治理 中的数值分析 —— 以宝鸡簸箕山滑坡为例 张瑞 ，龙征 宇 (陕西工程勘察研究 院 ，西安7 1 0 0 5 4) 摘要 ： 本 文将混合井的概念引入滑坡治理的方案中，通过利用混合井排水 降低滑 坡体 内的地下水位，提高滑坡的稳定性。文 中提出了混合井排水在滑坡治理中的适 用条件 ，并以宝鸡簸箕山滑坡为例 ，在软件 Mo d e l fl o w 中建立三维模型进行数值模 拟，提 出了在滑坡治理 中的混合井排水的优化方案。 关键词 ：混合井排水 ；地下水位；滑坡治理；稳定性 中图分类号：P 6 4 2 ． 2 2 ／ T U 4 6 3 文献标识码 ：B 1 引言 在众多引发滑坡灾害的复杂因素中，降雨、灌溉、库水位变动等引起坡体 内部的水位变 化是诱发滑坡发生的重要外部因素之一 ⋯。由于斜坡体 内地下水位升高导致斜坡土体物理 力学性质降低 ，从而引起斜坡失稳的实例屡见不鲜 ，如 1 9 9 5年广西澄碧河水库溢洪道进水 渠膨胀土边坡由于降雨水位抬升而引发滑坡 J ，延安何庄坪镇赵家岸由于2 0 o 4年坡体后侧 修建水库修建完毕开始蓄水引起斜坡体内地下水位上升导致斜坡变形破坏等。因此，滑坡体 治理的一个重要的手段是降低滑坡体内部的地下水位 J 。 在滑坡体内部打设排水洞和排水孔是降低滑坡体 内部地下水位 的有效方式_ 4 引。即用仰 斜角度不大的平卧钻孔打人滑坡体内的含水地带 ， 排除地下水以稳定滑坡的一种方法，习惯 上称为 “ 水平钻孔排水 ” 。目前工程实践中主要采用 的排水方法是平孔排水法。然而这样方 法造价高 、施工难度大、易破坏滑坡坡体平衡 。 因此，本文试图寻求一种有效的方法降低滑坡体中的地下水位提高滑坡体稳定性一混合 井排水法 。 2 混合井排水增加滑坡稳定性的定性分析 当井孔贯穿两个或两个以上含水层时， 混合井中将会出现一个混合水位。对于被揭露的 收稿 日期 ：2 O 1 3 —1 O —2 8 作者简介 ：张瑞 ，男 ， 3 O岁 ，助理工程师 ，从事水文地质工程地质调查与实验测试工作 。 第 2期 张瑞等 ：混合井排水法在滑坡治理中的数值分析 9 5 降约 3 0 m，井四周的影响半径约为 6 ． 5 1T I 。 混合井位置 2 ：当混合井贯穿滑坡体及下部一个砂卵石层到达滑带下部承压含水层时 ( 如图1 ) ，经过数值计算得到结果。地下水位下降约 3 m，井四周的影响半径约为3 m。 对比混合井两个位置处的模拟结果可以发现，在滑坡体上布置混合井可以使滑坡体中的 地下水位下降。在位置 1 处，滑坡体内的地下水位的下降幅度和影响范围均较大，这是由于 砂卵石层的渗透系数相对较大，赋水性能较好，因此，当混合井同时贯穿上下两个砂卵石层 时，从混合井中排人下部承压含水层中的水量也较大 。 5 ． 2 单井井孔直径的讨论 在上述位置 l 处布置不同直径的混合井 ，本次选取直径分别为 5 0 0 m m和 1 0 0 0 mm的混 合井 ，讨论混合井直径的大小对滑坡体内地下水位下降 隋况的影响。 当选取混合井直径为5 0 0 m m时，经过数值计算得到结果，地下水位下降约3 0 m，井四 周的影响半径约为 6 ． 5 m。 当选取混合井直径为 1 0 0 0 IT l n l 时，经过数值计算得到结果 ，地下水位下降约 3 O m，井 四周的影响范围约为 1 5 3 0 m。 对 比可知 ，随着混合井直径的增大 ，滑坡体内的地下水位的下降幅度和影响范围均随之 增大 ，但考虑到施工难度和工程造价的原因，不可能无 限的增大混合井的直径 ，建议根据工 程需要和实际情况选择相对较大直径的混合井进行施工。 5 ． 3 多井位置及数量的讨论 在混合井能够贯穿两个砂卵石层 的位置处 ，布置多 口混合井 ，井孔直径选择 5 0 0 mm， 讨论多 口井的位置安排及数量对滑坡体中地下水位下降情况的影 响。 在距离较近的位置处 ( 影响半径范围内)布置两口井，经过数值计算得到结果，地下 水位下降约 3 0 m，井四周的影响半径约为3 0 4 0 m 。 在距离较远的位置处 ( 影响半径范围外)布置两口井，经过数值计算得到结果，地下 水位下降均约 3 0 m，井 四周的影响范围分别约为 1 6 x 4 0 m和 1 0 4 0 m。 经对比可以发现 ，在降低滑坡体 中地下水位 的作用上多 E l 井 的作用要远大于单 口混合 井，在影响半径范围内布置多 口井 的效果较好 。 综上所述 ，在应用混合井排水法进行滑坡治理时 ，综合考虑滑坡体实际情况 ，选择相对 较大直径的井孔 ，在滑坡体 的恰当位置处 ，在混合井 的影响半径内布置多口混合井为混合井 排水的最优方案 。 6 结论 当滑坡体的滑带下部存在一个渗透性能较好的含水层 ，可通过布置混合井的方法降低滑 坡体中的地下水位，达到提高滑坡稳定性的目的。与传统的平孔排水降低滑坡体内的地下水 位的方法相比，本方法具有施工方便、 更加经济有效的优点。 陕西地质 第 3 1卷 [ 参考文献] 袁俊平， 殷宗泽 ． 考虑裂隙非饱和膨胀土边坡人渗模型与数值模拟 [ J ]． 岩土力学， 2 0 0 4 ，2 5( 1 O ) ：1 5 8 1 — 1 5 8 6 ． 罗继勇， 苏光彦， 欧阳季文 ． 澄碧河水库溢洪道进水渠膨胀土滑坡特征与整治 [ J ]． 广西水利水 电， 1 9 9 7 ， ( I ) ：4 6～ 5 O， 6 3 ． 张爱军，唐顺祥 ，张少宏，等．宝鸡簸箕山老黄土滑坡三向渗流数值分析 [ J ]．水力发电学报，2 0 0 5 ， 2 4 ( 5 )：6 O～6 4 ． 张爱军，邢义川， 骆亚生，等 ． 韩城发电厂三向渗流分析 [ J ]． 西北水资源与水利工程，1 9 9 5， 6( 3 )． 郑颖人，时卫民，孔位学．库水位下降时渗透力及地下水浸润线的计算 [ J ]．岩石力学与工程学报 ．2 0 0 4 ， 2 3 ( 1 8)． 崔中兴 ， 柴军瑞，仵彦卿．西北地区水库黄土库岸稳定分析 [ J ]． 水土保持通报 ． 2 0 0 4 ， 2 4( 1 ) ． 地矿部陕西地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质队． 陕西省宝鸡市簸箕山滑坡区滑坡治理水文地质补 充勘查报告 [ R]． 1 9 9 8 ． 房佩贤， 卫中鼎，廖资生． 专门水文地质学 [ M]． 北京：地质出版社，1 9 9 6 ． NUM ERI CAL ANALY’S I S 0F M I X． W ELL DRAI NAGE I N LANDS LI DE CONTRoL a n e x a m p l e t a k e n f r o m l a n d s l i d e s o c c u r r i n g i n B o j i s h a n o f B a o j i Z h a n g Ru i a n d L o ng Zh e n g — y u (S h a a n x i I n s t i t u t e o f E n g i n e e r i n g P r o s p e c t i n g ，X i ’a n 7 1 0 0 5 4) Ab s t r a c t ：I n t r o d u c t i o n o f mi x — we l l c o n c e p t i o n i n t o a s c h e me o f l a n d s l i d e c o n t r o l c a n i mp rov e l a n d 。 s l i d e s t a b i l i t y b y me a n s o f mi x — w e l l d r a i n a g e t o l o w e r g r o u n d w a t e r l e v e l e x i s t i n g i n l an d s l i d e ma s s ． Q u a l i t a t i v e a n al y s i s o f i m p r o v i n g l a n d s l i d e s t a b i l i t y b y mi x — w e l l d r a i n a g e i s p r e s e n t i n t h i s p a p e r ， p r o v i d i n g a p p l i c a b l e c o n d i t i o n s f o r a p p l i c a t i o n o f mi x — we l l d r a i n a g e t o l a n d s l i d e c o n t r o 1 ． T a k i n g l and s l i d e s o c c u r r i n g i n B o j i s h a n o f B a o j i a s a n e x a mp l e a n d i n c o m b i n a t i o n o f n u m e r i c a l s i mu l a t i o n o f t h r e e — d i me n s i o n a l mo d e l c r e a t e d b y t h e s o f t w a r e Mo d e l t l o w．a p r i o r i t i z a t i o n s c h e me i S g i v e n f o r a p p l i c a t i o n o f mi x - w e U d r a i n a g e t o l an d s l i d e c o n t r o 1 ． Ke y wo r d s ：mi x — we l l d r a i n a g e ；gro u n d wa t e r l e v e l ；l a n d s l i d e c o n t r o l ；s t a b i l i t y 1 ；] i 1 J 1 J ．二I