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所屬欄目:水力論文 發布日期:2013-03-21 09:31 熱度:
摘要:滑坡嚴重影響工程的正常運用,使灌區效益不能充分發揮。本文分析了四干渠渠道滑坡的成因,針對渠道滑坡問題提出了防護與整治措施。
關鍵詞:水利工程,渠道滑坡,防護整治
渠道是水利工程中重要組成部分。渠道和渠系建筑物的維護是工程管理的主要內容之一,渠道和渠系建筑物的管理維護好壞,直接影響著渠道的正常輸水和灌溉效益的充分發揮。山區灌溉渠道多,渠線長,位置分散,因此,渠系工程維護加固是一項面大量廣,經常性的艱巨工作。渠道滑坡是渠道工程危害大,最常見的水毀形式。
1滑坡的形成及其與水文地質條件的關系
首先我們必須了解渠道滑坡的成因,基本特征、破壞機理、滑坡區的水文地質條件,才能找到一些行之有效的工程處理措施。
1.1渠坡變形的過程
滑坡的形成與發展大致可分為五個過程:
(1)風化剝落。渠道挖成后,邊坡的表層土在陽光或雨水的分化作用下產生土棱塊解體,破碎成松散土粒,并沿坡面滾落堆積于坡腳和渠道內。脫落的顆粒較小,沿坡面層層深入,一般流失的深度在0.1-0.2米之間。
(2)沖蝕。大氣降雨或地表徑流將剝落的松散表土帶走,在坡面形成似雞爪,斷面為v字形的雨淋溝。溝的深度一般在0.1-0.5米之間。
(3)鼓脹。由于渠道開挖應力釋放,而產生的不均勻卸載,以及土的濕脹效應,使坡面局部土體出現外鼓現象。
(4)溜滑。風化的渠坡土體,結構逐漸疏松,在水的作用下飽和或呈流塑狀逐漸沿渠坡向下溜滑。溜滑的規模和范圍不大,運動緩慢,部分土體溜滑后形成弧形小坎,溜滑體深度在0.5-3米之間。
(5)滑坡。渠道開挖臨空的邊坡土體,在一定的土體物性、結構面、地下水和氣候條件下,由于抗剪強度的降低而發生剪切破壞,在重力作用下沿一定的滑動面向下發生整體位移滑動的現象。
1.2滑坡區的水文地質條件關系
(1)地下水的化學成分。地下水均為碳鈣—鉀鈉型低礦化淡水,這一方面反映了地下水的溶濾作用,另一方面也反映了土體中鉀鈉礦物的風化和溶解離子的含量較高
(2)滑坡區地形地貌特征。在天然條件下,地表水多沿自然邊坡向東西兩側逕流,而下滲到邊坡土體的水量很多。渠系的開挖破壞了地下水循環和運動條件,地下水向渠系集中排泄,無論是裂隙造成的脈流或是片流浸出都對渠坡的穩定產生不利影響,表現在渠坡地下水滲透壓力的作用及對結構面的軟化作用。
2渠道滑坡的成因分析
渠道滑坡是具有滑動條件的斜坡在多種因素綜合作用下的結果,但對某一特定滑坡總有一或兩個因素對滑坡的發生起控制作用,我們稱它為主控因子,在滑坡防治中應著力找出主控因子及其作用的機制和變化幅度,并采取主要工程措施消除或控制其作用以穩定滑坡,對其他因素則采取一般性措施達到綜合性治理的目的,如地下水作用引起者以地下截排水工程為主,因削弱坡體支撐力引起者則以恢復和加強支擋工程為主。具體的原因有:
2.1由于渠線經過地段地質、土壤條件較差,如有軟弱土層、斷層、風化土層,巖層傾向渠內,沿層面容易產生滑坡。
2.2改變滑帶土的性狀減小抗滑阻力的因素,如地表水下滲、地下水位變化、灌溉用水下滲、潛蝕和溶蝕作用等降低滑帶土強度的因素。
2.3既增加下滑力又減小抗滑力甚至造成滑帶土結構破壞(如液化)的因素,如地震和爆破震動等。
2.4施工方法不當,加大了邊坡的滑動力,容易引起滑坡,或采用不適宜的爆破。
2.5新、老土(石)結合質量不好,引起結合料的滑動。
2.6改變坡體的應力狀態,增大坡腳應力和滑帶土的剪應力(即下滑力)的因素,如渠道坡腳人為大量挖土或水流沖刷淘空,導致滑坡等等。
3渠道的滑坡整治措施
渠道滑坡的處理,首先應通過地質勘查,找出滑坡的原因,判斷滑坡的穩定程度。提出滑坡的施工方案,因地制宜,尋找技術可行,經濟合理、容易實施的處理方法。整治滑坡處理貴在及時,力求根治,以防后患。
渠道滑坡的處理,常用的方法有排水導滲、削坡減載、支擋、暗涵(或埋管)、渡槽及改線等。
3.1排水導滲。排去地表水,疏干地下水是整治滑坡的首要措施,應根據不同情況采用不同的排水方法。
(1)地表排水:對滑坡體以外的地表水應以攔截旁引為主,即在滑坡圍界5米以外修筑環形截水溝。要注意截水溝的深度和質量,力求做到滑坡體外的水不再滲入滑坡體內。對滑坡范圍以內的地表水,應以防止下滲和引出為準。首先要把滑坡體內的多種裂縫回填夯實,防止地表水繼續下滲,然后利用滑坡范圍內的自然排水溝或新建的排水溝,把地表水迅速匯集排出滑坡體外。
(2)地下導滲:為了防止滑坡范圍以外的地下水滲入滑坡體內,常用設置截水盲溝,將地下水導出滑坡體外。對滑坡外的排水,可以在坡面砌筑多種形式的導滲溝,或采用干砌石護坡,水泥砂漿勾縫,底層設導濾層或排水管。
(3)防止水下滲:對滑坡體大,又是深層的,無法治理,建筑物無法避開滑坡體,就采用減少地表水及杜絕渠道下滲水入滲,采用滑體上設排水溝,渠道水用鋼管過渡。
3.2削坡減載。對推移式淺層滑坡,則采取“削坡減載”的方法。減小引起滑坡的滑動力,是最基本的也是最有效的辦法。一般采用削緩邊坡,當渠道外滑坡時,還可將上部削下土體反壓在坡腳,從而達到穩定的滑坡的目的。當削坡減壓后仍不能達到穩定滑坡的同時,常采用減壓與支擋相結合的處理措施。
3.3支擋。在渠道已經塌方或將要塌方的地段,如受地形限制,單純采用削坡方量很大的,則可根據具體條件,因地制宜采用多種支擋護坡措施。如加固坡腳砌擋墻,干砌護坡等,如渠道經過小溪岸坡,坡腳受洪水沖刷,可采用加固坡腳、漿砌石擋土墻,防止沖刷淘空;對渠道上側滑坡可采用削坡減載重力式擋墻支擋的辦法處理。另外當渠床為基巖時,可采用拱式或連拱式擋墻處理滑坡,等等。
3.4暗涵(或埋管)。由地上轉為地下。當地質條件差,山坡又陡峻,或渠段穿過覆蓋很厚土質層,岸坡難于穩定而出現嚴重滑坡時,從外面治理難度大的,應盡量避開滑體或轉入地下,可考慮將原有明渠段改為暗涵或埋管形式較為安全可靠,同時可減少工程量。
3.5渡槽。山區渠道常在陡峻的山坡上開渠,往往容易產生山巖崩塌。因限于地形條件,要維護渠道穩定十分困難,可采取改建渡槽輸水。
3.6改移線路。一般小型渠道工程,在選定渠線時基本上未做地勘工作,致使有的渠道修筑在滑坡體上,建成后渠道極不穩定,一旦雨水入滲,整個渠床都要發生大的位移和沉陷。當采取上述多種處理措施很難奏效時,最后只有采取改線,以避開滑坡地段。
4渠道滑坡防護措施
4.1渠道滑坡防止應從設計規劃入手,摸清渠線地質結構情況,避開地質不良地段,無法避開時應采取切實可行工程措施以予防止。選擇合理渠道結構和邊坡,確保渠道穩定安全。
4.2施工階段,應平臺開挖后抽溝,開挖坡度根據開挖后地質情況,對設計邊坡過陡給予修正,確保邊坡穩定。對施工中發現可能滑坡的地段要及時處理,減少損失。
4.3在渠道日常維護管理中,渠道應嚴格控制在正常水位運行,要加強渠道巡視檢查,檢查排洪設施是否運行正常,渠道雜草淤積要及時清理,對局部滲漏破壞和集中漏水,應查明原因,堵死通道,做好渠道防滲處理。對于渠道裂縫,應查明裂縫類型并進行處理。對不太深的表層裂縫可采用開挖回填的辦法處理,對較深的內部裂縫可采用灌漿法處置。
結語
滑坡都是在一個相當長的時間內,由于環境變化,含水量變化,受力不同而逐漸形成的工程事故,所以要提倡“三勤”,即勤檢查、勤排水、勤養護。滑坡一般都有先兆,或者出現微小裂縫,或者先出現坡面膨脹或表面溜滑,故要“預防為主,早期整治”,以減小事故的危害和防止事故的發生。
本文選自《水文地質工程地質》。 《水文地質工程地質》1957年創刊,是國土資源部主管,中國地質環境監測院主辦的。國際刊號ISSN:1000-3665;國內刊號CN:11-2202/P。郵發代號2-335。我國水文地質、工程地質和環境地質專業領域創刊較早、發行較廣,并具有權威性、綜合性的學術理論與實踐刊物之一。
文章標題:水利工程渠道滑坡防護與整治
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