山區水利工程渠道滑坡的成因及治理策略

劉世洲

摘 要:針對山區水利工程渠道的現狀,對渠道滑坡現象進行成因分析,結合實踐,對渠道滑坡的治理,提出了排水處理、削坡反壓,支撐抗滑、渡槽跨越、隧洞改線等渠道滑坡的治理措施。

關鍵詞:山區;水利工程;滑坡;渠道;治理

中圖分類號:P642.22 文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)24-0142-02

渠道和渠系建筑物的建設、管理與維護是山區水利工程建設的重要內容。山區農村的渠道通常具有渠道多,渠線長,位置分散等特點。對于山區渠道而言,危害最大、最為常見的水毀形式便是渠道滑坡。

1 水利工程渠道滑坡成因分析

1.1地質地形結構的影響

由于渠道沿線地質結構及其節理裂隙的發育走向不同,其物理化學性質也各不同。如致密堅硬的巖石,其抗剪強度大,抗風化能力強,水對巖性影響不大,由這樣巖體組成的斜坡比較穩定。相反渠墻建于結構松散,抗剪強度和抗風化能力低軟弱土層、斷層以及風化土層,以及水的作用下性質容易發生變化的松散覆蓋層、黃土、紅粘土等土層之上;從地質構造條件來說,組成渠道斜坡巖、土體有被各種構造面切割分離成不連續狀態加之構造面為降雨等水流進入斜坡提供了通道,極易發生滑坡。

1.2 工程建設方法、運行管理機制不完善

施工方法不當會加大坡體的滑動力引起滑坡。尤在施工中采用不適宜的爆破而產生的強烈振動會使渠道斜坡巖土體受振而松動,誘發滑坡的發生。通常灌區內最先發生的滑坡,多是原開挖渠道時用定向爆破方法施工所致,多數滑坡面在振動波影響范圍內產生。有些深切渠段,采用先抽槽后護坡的方法,加大了滑動力,此外,廢土廢石堆放過近,在可能滑坡的土體范圍內,也增加了滑動力。運行管理中雨季管理不到位,未及時排放洪水,造成渠道漫流滑坡;對渠道滲漏未及時整治,由小而大形成管涌及滑坡;另在坡腳外取土,在斜坡上堆放物品或棄土不當,造成斜坡不穩定。

1.3 邊坡設計和降雨和地下水的影響

雨水滲入渠墻或渠道超水位運行,水流溢出渠外滲入土層,使土層軟化或飽和。滑坡體總重力增加,下滑力增大,也降低了渠墻抗滑能力。長時間降雨時,雨水由渠墻的滑坡體邊界裂隙流入滑床,加上滲入滑體的雨水,滑體與滑床之間的摩擦力降低,導致整體滑動。此外河流沖刷切割岸坡,往往造成渠堤滑坡。

設計人員對渠道沿途的坡面洪水計算不準確,渠道的過流安全超高富于度小,雨水滲入渠墻或渠道超水位運行,渠道斷面尺寸不能滿足過流量漫水沖刷渠道外坡腳;對渠道沿途地質復雜情況了解不夠,強度一定的土石,有極限的邊坡比,即邊坡高度與水平長度之比。只有控制在邊坡比范圍內斜坡才能穩定。

2渠道滑坡治理策略及工程應用實例

針對不同情況,擬采用砂礫換基、排水導滲、削坡減載、暗涵和渡槽、改線等措施綜合治理。

2.1 砂礫換基

處理渠道的地基土,用非凍脹性材料如砂礫石材料置換一定厚度的對凍脹性比較敏感的地基土,以減少凍脹變形。換填的厚度取決于上質、地下水埋深及渠道上不同部位。土質愈粘重,地下水愈淺,需要的換填深度愈大;在同一渠道斷面的上部比下部及渠底因基上含水量小、凍脹強度小,陽坡比陰坡的凍深小,所以前者都比后者所需換填深度較少。經試驗分析邊坡上部換填比為50%～70%,邊坡下部及渠底換項比為70%～80%。風積砂是一種良好的,可用作墊層的非凍脹敏感性材料。

2.2 排水導滲

地表水以及地下水滲入滑坡體內,滑坡體重量增加,滑動力加大,同時降低了滑動面上巖層的內摩擦力。因此,排去地表水,疏干地下水是整治滑坡的首要措施。對于地表水,以攔截旁引為主,即采取層層修建攔水溝、排水溝的方法排水,要注意攔水溝、排水溝的深度和質量,力求做到滑坡體外的水不再滲入滑坡體內,滑坡體內的地表水不滲入滑坡體內,當然為了使得滑坡體內的地表水不下滲,還應當對滑坡體內的多種裂縫回填夯實。對于地下水,可用截水盲溝,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,或采用于砌石護坡,水泥砂漿勾縫,底層設導濾層或排水管。

2.3 削坡減載,支撐抗滑

采用削減渠道邊坡的方法支撐抗滑。渠道外側滑坡時,將上部削下的土體反壓在坡腳達到穩定滑坡的目的。當削坡減壓后仍不能達到穩定滑坡的同時,常采用減壓和擋墻相結合的處理措施。石柱縣龍池壩水庫右干渠金竹臺段采取削坡方式治理滑坡。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,可因地制宜,采用漿砌石擋墻、干砌護坡、采用抗滑性樁等多種護坡措施來加固坡腳。對渠道上側滑坡可采用削坡減載、建重力式擋墻的辦法處理。當渠道基底為基巖時,可采用拱式或連拱式擋墻處理滑坡。如石柱縣龍池壩水庫回龍場電站渠道利用連拱式擋墻治理滑坡。

2.4暗涵和渡槽

當地質條件差,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,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。埋管也可以采用倒虹吸的形式。石柱縣龍池壩水庫中干渠黃槽灣段利用暗渠的方式治理滑坡。水利工程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,有時采取改建渡槽輸水。如石柱縣跳腳石大堰小堰溝段渠道利用U型逃薄殼渡

槽的形式治理滑坡。

2.5改線

小型渠道工程在選定渠道的線路時很少做地勘工作。有的渠道修筑在滑坡體上,工程建成后極不穩定,一旦雨水人滲,渠道會出現大的位移和沉陷。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。改線方案可以采用隧洞穿越穩定巖體繞過滑坡地段。如石柱縣萬勝壩水利工程渠道馬道子段利用隧洞改線方案治理滑坡。

3結語

山區水利工程渠道滑坡的治理應以“預防為主,治理為輔,防治結合”為原則,進行綜合治理,重點在渠道的建設階段做好各方面的預防工作,對于已經或即將產生的滑坡要分析原因并采取針對性的措施,確保農村水利工程渠道的正常運行。