大型集水井排水对大型滑坡稳定性的贡献*

文摘 2024-10-11 20:58 西藏

大型集水井可以有效截断坡体中的地下水，有效降低坡体中的地下水位，提高滑坡体自身的物理力学性能，继而降低大型滑坡治理中的工程支挡加固工程措施力度，从而达到事半功倍的效果，并对滑坡的长治久安具有至关重要和不可替代的作用，故而在一些富水的大型滑坡中应用。它是“治坡先治水”的代表。

滑坡工程中设置大型集水井，可以有效截断后部山体对部滑坡的供水通道，故滑坡稳定性分析和下滑力计算中，均可有效将滑面的内摩擦角进行适当提高，从而达到有效减小支挡工程规模，提高工程经济性指标和滑坡的长期稳定性。已故的王恭先先生曾主张在设置大型集水井后，可将滑面的内摩擦角提高1~1.5°，并在多个大型滑坡治理中成功应用。

当滑体地下水丰富，呈多层分布，滑坡滑面起伏较大时，则往往可通过设置大型集水井工程对滑体进行排水。工程设置的集水井往往与仰斜排水孔配合使用，以达到增大集水井的渗透半径的作用，从而更加有效地截排地下水。

集水井在开挖时可通过不同深度的含水层，可以直观地判断地下水的位置，进而在富水区以集水井为圆心，设置放射状仰斜排水孔，通过仰斜排水孔的集水作用，将地下水渗流至集水井中。仰斜排水孔的设置可根据地下水的成层情况在井的不同深度多层设置，各个集水井之间的仰斜排水孔可适当交错布置，从而有效地截排滑体地下水。

集水井汇水后，可通过连接各井底的导水管，将汇水逐级汇向井底标高最低的集水井，进而通过导水管排出滑体。集水井的优点是可根据井孔开挖所揭示的地下水出露情况，调整井壁上仰斜排水孔的设置高度、密度等，从而使排水设计更有针对性。一般情况下其设置原则为：

1、集水井一般宜尽量设置在滑坡区外围，以防滑坡变形造成井壁破裂，这样也可有效拦截地下水进入滑体。而由于条件限制需在滑体上布设集水井时，则宜在滑坡的其它工程措施完工滑坡体稳定性有一定保障后后再行施作。

2、集水井的井径一般不由汇水量的大小控制，而由在井壁上施钻仰斜排水孔的钻机尺寸控制，根据目前工程钻机的尺寸，一般采用的井径约为4.0m左右；

3、集水井的井底必须进入稳定地层，即滑面以下不小于3m左右的深度，以达到完全疏排地下水的目的。

4、不同集水井之间的仰斜排水孔宜在迎水面呈放射状布置，以有效截排滑区外的地下水及部分滑体地下水；

5、根据目前的井间对穿的钻孔施工水平及节约工程费用的需要，集水井间的水平距离一般宜为40～50m为宜；

6、为保证施工开挖的安全，集水井的井壁一般采用钢筋混凝土浇注。

图1 集水井结构配筋图

图2 集水井平面布置示意图

在广东省西部沿海高速公路K21大型滑坡治理中，笔者设计时在滑坡周界设置了8孔直径4m的大型集水井，在此基础上将滑面的内摩擦角提高了1.5°，滑坡下滑下减小了近1450KN/m，直接减小了一排抗滑桩的设置工程量，取得了花费160万元集水井工程节约近2000万元的抗滑桩工程费用。滑坡自2008年成功治理以来，近14年来，一直保持稳定，大型集水井排水效果良好，雨季排水量达1000T/d。

图3 西部沿海高速K2１滑坡全貌

图４集水井排水效果图

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悠游2019

博士，教高，注册岩土工程师，中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事，深部国重实验室顾问委员，世界交通灾害防治与应急委员会委员，中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员，国际工程地质协会会员

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