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水利工程施工中渠道滑坡的防治措施

2014-10-21谭成宇臧俊才

建筑工程技术与设计 2014年36期
关键词:滑坡处理渠道

谭成宇 臧俊才

摘要:渠道作为农业水利的输水的重要途径,渠系建筑作为整个水利工程的基础组成,其运行的状态直接影响着整个农业水利的效益发挥。在山区由于地理环境的特殊原因,地面的起伏以及坡度都较大,所以灌溉所需的渠道也多,并且渠线长,分布的位置也较为分散,因此渠道出现滑坡现象对整个工程的危害是很大的。故,对渠道滑坡现象的形成原因以及处理办法、防治办法进行探讨具有重要意义。文章将重点介绍水利工程渠道滑坡防治措施,以供同行参考。

关键词:渠道;滑坡;成因;处理;防止

水利工程是农业发展的基础,其中渠道又是水利工程中重要组成部分。渠道和渠系建筑物运行的好坏,直接关系着渠道的正常输水和灌溉效益的充分发挥。山区地面起伏,坡度大,灌溉渠道多,渠线长,位置分散,渠道滑坡是渠道工程危害大,最常见的水毁形式。因此,探讨渠道滑坡的原因及对其处理和防止对搞好农业生产工作具有重要意义。

一、导致渠道滑坡的内外原因

1、主观原因

由于渠道自身和周边环境存在很大的结构缺陷,导致很多渠道所处地段条件较差,土层结构薄弱,很容易受到水蚀、风化、冰融等外力因素影响,从而引起变形塌落,直接减小渠道基础强度,引起滑坡。从重力角度分析,断层越多,斜角就越陡,坡度更大,相应的累积势能越多,滑坡概率也越大。因此,在实际水利工程施工中,坡体外形条件很大程度上影响了渠道活动能力以及稳定性。

同时,由于渠道主要出于坡体内部,本身存在裂隙以及断层等问题,当斜坡角度和滑动趋势一致时,给渠道滑坡提供了极大的促进因子。

2、客观原因

影响渠道滑坡的客观原则主要分为:自然和人为两种情况:

2.1 自然因素

从自然的角度进行分析,对渠道滑坡影响最大的因素是水,渠道输水与自然降水对地表土层以及渠道土体会造成不同程度的浸泡和腐蚀。同时,由于地下水的变化流动,导致很多土质结构松散,结合能力差,当滑移产生时,地质结构无法给予足够的阻力,给滑坡提供了有力的前提条件。另外,渠道还受强风、地震等因素影响,造成不同强度的渠道滑坡。

2.2 人为因素

人为原因主要表现在:渠道设计、施工阶段失误以及施工过程的不恰当。在设计阶段,由于渠道结构和周边地质考虑不完善,导致设计强度不能满足工作需求,在渠道结构先天性缺陷的影响下,引起滑坡等现象。在过程施工中,由于处理方法不当,例如:过度使用爆破手段,对渠道坡体造成严重振动,从而引起塌陷;同时,由于措施不力,地基结构和渠道本体结合方法丧失了本来的功效,让结合层面存在严重的滑动风险。另外,在使用渠道的过程中,由于采用不正规方式操作,导致渠道结构应力变化,让坡体和渠体产生巨大的滑移;例如:过度采掘渠道下端,引发牵引式滑坡;在坡顶压重物等造成推移式滑坡,都是人为因素破坏。

二、渠道滑坡治理的理论依据

目前膨胀土滑坡的破坏机理和抗剪强度取值方法的研究理论主要包括:渐进性破坏理论、风化层理论、分期分带理论。

1、渐进性破坏理论:破坏从土坡某处表面开始,逐渐向坡内发展,土的抗剪强度在滑动面上并非同时发挥,部分土体则为峰值强度。

2、风化层理论:堑坡开挖后,新鲜的坡面暴露在大气营力作用下,受到风吹、日晒、雨水冲刷和渗透作用。在年复一年的干湿循环作用下,形成和大气营力相适应的风化层。风化层内土体强度降低造成土坡破坏。

3、分期分带理论:气候的交替变化使膨胀土反复膨胀和收缩,导致膨胀土体松散,形成不规则次生裂隙,并使原生裂隙不断扩展,直到形成错综复杂的裂隙网络。这种裂隙网络破坏了土体的完整性,为表面的膨胀土进一步风化创造了条件,为雨水的渗入和蒸发开了方便之门。

膨胀土边坡开挖的卸荷作用也会促进土体中裂隙的发展。开挖导致坡脚处水平应力增加,在坡脚形成剪应力集中区,使该区的土体达到塑性极限状态,产生较大的变形而软化,抗剪强度降低了残余值。边坡往往在该区域首先失稳滑动,然后应力集中区向上转移,造成边坡的牵引式滑坡。

三、渠道滑坡处理措施以及方法

在实际水利工程渠道滑坡处理过程中,必须根据地质勘察,認真分析渠道滑坡原因,从而明确渠道滑坡稳定程度,根据相关滑坡施工方案,施工技术可行、经济合理、易实施的处理措施,从根本上整治滑坡。目前,我国渠道滑坡处理方式主要有:排水导渗、支档、地表排水、埋管、改线以及渡槽等措施。

1、排水导渗

排水导渗是排去地表水,进行地下水疏导的有力措施,应该根据渠道实际情况采用不同的排水方案。地表排水,主要根据滑坡体地表水拦截旁引为主,在相应滑坡5米以外的地域修筑相应的环形截水沟,通过保障截水沟质量和深度,让滑坡体外的水不渗入滑坡体内。在这个过程中,必须以引出和防止下渗为基准,将滑坡体内多种裂缝务实回填,从而有效防止地表水继续下降;通过滑坡范围的自然排水沟,将地表水快速的排入滑坡体外。

为了有效防止滑坡范围外部地下水进入滑坡体内,一般运用截水盲沟的方式,将地下水排除滑坡体外。防止地下水下渗主要针对滑坡体较大、较深层、无法治理的,建筑物必须避免滑坡体,采用减少地表水,避免渠道下渗水进入的方式进行防治。

2、削坡减载、支档和埋管

削坡减载主要是通过推移式浅层滑坡,减小滑坡的动力,作为最基本的方法,一般采用削缓边坡,将上部削下土体反压在坡脚的方式,从而稳定滑坡。支档是在渠道已经塌方或者即将塌方的地方进行挡护措施。例如:加固坡脚挡墙、干砌护坡等,可以采用拱式或者连供的方式进行挡墙处理。埋管主要是将地上转换为地下,当地质条件比较差时,山坡陡峻或者覆盖土层较厚,从外面考虑难度比较大,必须尽量避免滑体,并且转为地下,在安全可靠的同时,节省工程量。

3、渡槽、改移线路

对于山区渠道,容易产生山岩崩塌的地域,由于地形地质条件比较复杂,维护养护难度比较大,因此,一般采用建渡槽输水的方式。对于小型工程建设,在选定渠线时,由于没有相应的地质勘查工作,导致渠道修筑在滑坡体上,从而引起渠道不稳定,必须采取相应的处理措施进行处理,从而避开滑坡地段。

四、渠道滑坡防治

1渠道滑坡防治应从设计规划入手,摸清渠线地质结构情况,避开地质不良地段,无法避开时应采取切实可行工程措施以予防止。选择合理渠道结构和边坡,确保渠道稳定安全。

2施工阶段,应平台开挖后抽沟,开挖坡度根据开挖后地质情况,对设计边坡过陡给予修正,确保边坡稳定。对施工中发现可能滑坡的地段要及时处理,减少损失。

3在渠道日常维护管理中,渠道应严格控制在正常水位运行,要加强渠道巡视检查,检查排洪设施是否运行正常,渠道杂草淤积要及时清理,对局部渗漏破坏和集中漏水,应查明原因,堵死通道,做好渠道防渗处理。对于渠道裂缝,应查明裂缝类型并进行处理。对不太深的表层裂缝可采用开挖回填的办法处理,对较深的内部裂缝可采用灌浆法处置。

五、小结

对于渠道滑坡的处理,很可能几种方法同时采用,进行综合治理。尤其是排水措施,无论何种滑坡,都必须进行排水处理,水对滑坡体滑面有软化、加剧滑坡体发生的作用,所以大多数渠道滑坡都发生在雨季,须加强渠道巡视检查,争取做到长治久安。

参考文献:

[1] 郑颖人等编着. 边坡与滑坡工程治理[M].人民交通出版社.2007

[2] R.L.舒斯特R.J.克利泽克.滑坡的分析与防治.1958.

[3] 温超奇.浅析水利工程渠道滑坡的原因与对策[J].广东建材,2007

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