場區回填防排水施工技術

郝群

摘? 要：隨著國民經濟發展，城市建設、廠礦建設所使用的平整耕地越來越少;同時國家政策也在不斷的強化“耕地紅線”、“耕地不可占用”等思想，于是人們將建設的目光投向更為荒蕪的山地。在黃土地區，人們可以更簡單的將高山挖去、將溝壑填平。在黃土地區施工，水是關鍵的因素之一，甚至有“水治理好了，工程就成功了一半的說法”。在黃土地區施工過程中，如何更好將回填區域地表水截排，如何更好的將地下水排走，都成為施工中必須面對的問題。針對這一問題，文章著重從地表水及地下水治理兩個方面進行歸納總結并對常用的防排水方法進行改進，以便在以后的施工中更好的治理地下水及地表水。

關鍵詞：黃土;回填區;防水;排水

中圖分類號：TU753 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）18-0176-03

Abstract： With the development of national economy， the level of cultivated land used in urban construction， factory and mine construction is less and less; at the same time， the national policy is constantly strengthening the ideas such as "cultivated land red line"， "cultivated land can not be occupied"， and so on， so people turn their attention to the more barren mountains. In the loess region， it is easier to dig up the mountains and fill up the gullies. In the construction in the loess area， water is one of the key factors， and there is even a saying that "if the water is well treated， the project will be half successful". In the process of construction in the loess area， how to better intercept and drain the surface water in the backfill area and how to better drain the groundwater have become problems that must be faced in the construction. In view of this problem， this paper focuses on summing up and improving the commonly used waterproofing and drainage methods from two aspects of surface water and groundwater treatment， in order to better control groundwater and surface water in the future construction.

Keywords： loess; backfill; waterproofing; drainage

1 概述

黃土地區地下水不豐富，主要補給來源是大氣降水和地表水的滲入，但是其侵蝕作用較強。黃土有濕陷性，黃土一遇水即失去自身直立性，有坍塌可能等。地表水不豐富，但是較為集中，形成混濁的地表徑流，沖毀一切。回填區域臨時排水設施應盡量與永久排水設施相結合，排水方案也應因地制宜、經濟實用，故而黃土回填區必須進行地下水及地表水的綜合治理。

在黃土地區施工，防排水的治理貫穿整個施工過程，從工程的原地面清理開始一直到工程結束，特別是黃土回填區更是如此。我們在黃土回填區可能遇到的防排水治理通常有以下幾種情況：一是泉水，雖然黃土地區降雨較少、天氣干燥，但是這并不妨礙泉水的產生，而且整體來看，黃土地區的泉水也并不少;二是地質層間水，一般產生在土石交界面的巖層中，這部分水也較為常見，因為黃土地區本身就是在巖層上覆蓋了厚厚的一層黃土;三是集中的大氣降水，黃土地區的降水較為集中，一般都發生在每年的7、8、9三個月份，集中的降水會產生巨大的破壞力;四是山體滲水，這部分水隱藏在每個山體或土體中，不引人注意，但是其一旦找不到排泄的通道蓄積起來，造成的破壞更為巨大也更為突然，因為這一切都是在內部悄悄進行的，一旦破壞開始就基本無法阻止。

施工中常用的防排水治理方法主要有截水溝、排水溝、盲溝、滲溝、急流槽等方式，這些方式都有適用條件也都有改進的余地。

2 黃土回填區外地表水治理

回填區域外地表水主要通過截水溝攔截，使地表水不能進入黃土回填區，截水溝要根據地表水流量確定其斷面尺寸。以上這些基本常識人人都能考慮到、計算到，但是人們在長期的應用過程中都變得比較機械了，只是照搬照用。其實只要仔細考慮，就可以發現其中存在著以下幾個問題：一是普通排水溝，不管是矩形的、梯形的抑或是其它不規則形狀的，其內外側壁都是同樣高程的。這個在降水十分集中的黃土地區可能出現集中的地表水漫過截水溝進入回填區域，造成場區內積水;二是截水溝外側一般都是回填壓實，由于排水溝都比較單薄，截水溝施工區域大型機械一般無法到達，所以其背后的回填一般是用小型機具夯實的。這個也存在較大問題，常年的流水對溝壁外側不停侵蝕，會出現眾多的孔洞，一直延伸到截水溝底并從截水溝下穿過，使其徹底失去作用;三是截水溝外側壁與地面齊平，地面稍經沖刷，就會出現外側溝壁高于地面的情況，地表水無法進入截水溝就會不停的侵蝕直至侵蝕成孔洞，穿過截水溝進入黃土回填區。

這些情況的出現往往遭到忽視，因為都覺得這是最為普通的施工工藝了，不會有什么問題。但是恰恰是這些問題，可能會對黃土回填區施工造成極大的困擾。為此，我們在工程實踐中初步使用了以下方法對截水溝工藝進行了改進，取得了明顯的效果：一是靠近黃土回填區域截水溝的內側壁應略微高于回填區域高程;二是靠近黃土回填區域截水溝的內側壁應略微高于另一側截水溝側壁;三是截水溝外側壁的外側應有20～50cm的硬化隔水措施或者進行土質夯實和防滲處理，以防止外側地表水長時間沖刷對截水溝本身產生破壞。

另外截水溝長度超過500m時應選擇適當的地點設置出水口，將水引至山坡側的自然溝中，截水溝必須有牢靠的出水口，必要時需設置排水溝、跌水或急流槽。截水溝的出水口必須與其他排水設施平順銜接，截水溝布置應結合地形合理布置并接順，在轉折處應以曲線連接，溝底縱坡不應小于0.5%，以免水流停滯。為防止水流下滲或沖刷，截水溝應進行嚴密的防滲和加固，地質不良地段和土質松軟、滲水性較大或者裂隙較多的巖石地段，對溝底縱坡較大的截水溝出水口，均應采取加固措施防止滲漏和沖刷溝底及溝壑。

3 黃土回填區域外地下水治理

因黃土有較強的滲透性，回填區域外部分地下水將滲透進入回填區域。如果欲將地下滲水全部隔斷，不但工程造價極高而且全部隔斷在實際中根本不可能實現。只要將地下水控制在一定高程，不會給黃土回填區帶來水的危害即可，所以在將地下滲水控制在一定高程不但在技術上可以實現且會大降低工程造價，有利于工程建設。

一般情況下會在黃土回填區邊緣設置截水渠或截水盲溝來隔斷一定高程之上的黃土回填區外滲水。在這個設置上，同樣由于經驗主義的原因，存在以下幾個問題：一在設置截水溝或者截水盲溝時，因截水溝或截水盲溝之上不能再施工構筑物，浪費了通過回填形成的區域;二是內外側溝壁一般只是簡單的設置了內側防水而外側滲水的結構，沒有將內側溝壁的防水措施加強，會造成仍然會有部分黃土回填區外地下滲水通過內側溝壁進入黃土回填區內。

針對存在的問題，在實際施工中要將截水溝或截水盲溝進行必要的改進，以達到更加良好的效果，改進主要表現在以下幾個方面：一是一般情況來說，黃土回填區域外地下滲水的水量不會太大，它不會像地表水那樣奔流，只會緩慢而持續的滲入。所以在設置截水溝或者截水盲溝時務必將平面尺寸做得很小，但是深度要足夠深，這樣才能將一定高程上的黃土回填區域外的地下滲水全部隔斷。但是這樣設置時一定要注意一個問題，那就是因截水溝或截水盲溝的平面尺寸較小，施工中或后期使用中均有可能因兩側溝壁向中間變形而造成坍塌，所以一定要在溝內設置眾多的橫向支撐，保證其穩定;二是截水溝或截水盲溝的內側壁一定要設置雙層防水措施，既然攔住了滲水，就不能讓其再滲入黃土回填區。眾多施工實踐證明，只有將截水溝或截水盲溝內側壁的防水做好了，攔截黃土回填區外地下滲水的工作才能稱得上成功了。而沒有做好此項工作的項目，要么將此項工作推倒重來，要么再另外設置攔截措施，經驗教訓很多。

4 黃土回填區內地表水治理

黃土回填區內的地表水主要分為兩部分：一是大氣降水即施工過程中的降雨; 二是肉眼可見的涌出地表的泉水，至于其它的例如場外地表水已被截水溝攔截、黃土回填區外一定高程以上的地下滲水已被截水溝截水盲溝攔截，不會形成地表水。所以治理也主要集中于這兩個方面，即大氣降水治理及泉水治理。

現有的黃土回填區大氣降水治理措施已完備，雖有改進之處但都是基于不同項目現場實際情況做的細節上的調整與改進，所以說黃土回填區內大氣降水的治理要因地制宜，規劃、制定科學合理的黃土回填區內施工面排水系統并認真貫徹執行，并在使用過程中不斷維護與改善就能基本上保證黃土回填區內大氣降水不會引發地質災害或施工質量問題。黃土回填區大氣降水總體的治理方法是：系統規劃出水通道，區內開挖明溝或暗渠，將回填區內大氣降水通過明溝暗渠排入出水通道，排水通道最終將大氣降水引至河流或蓄水池，以待重新利用。總體的治理原則是保證回填區內不處于蓄水狀態，水要及時排出而不滲入回填區。

相對于大氣降水來說，黃土回填區內泉水的治理則比較困難，因為泉水的位置一般較為特別，處于巖層與土層分界的面上。兩種不同地質層交接處不易找到妥善的處理方法將泉水完全堵死或完全引走。通常的做法是設置引水盲溝或安放導流管將泉水引至其它支盲溝或主盲溝內。這種設置存在以下問題：一是引水盲溝與巖層或土層的搭接不可能做到嚴密，仍然有部分泉水流走進入黃土回填區;二是安放的導流管也不能與巖層或土層搭接嚴密，部分泉水也會流走;三是做完了這些引水措施，回填區上部的施工還要繼續，會不停的擾動引水盲溝或導流管使之偏位或遭到破壞。

為了解決以上的問題，對原有的引水措施加以改進，并結合泉水位置位于土石搭接面的條件，參照南方溶洞腔體的形式，人為在泉水附近制造一個腔體，最后利用導流管將腔體水引走。具體做法是：清理泉水四周，將淤泥及其雜物全部清理;在泉水下部附近巖壁開鑿出一個基巖面，要求一直開鑿至新鮮巖體;在此基巖面上混凝土現澆一個蓄水池，蓄水池留有進水及出水口;在巖層上開鑿通道將泉水引至蓄水池，然后在通道上方現澆鋼筋混凝土將進水通道隱蔽;最后將導流管插入蓄水池預留的出水口，并將蓄水池出水口周圍用現澆混凝土覆蓋;最后將導游管引至主盲溝，導流管挖深槽掩埋。

以上這個方法已將陜西延安地區的兩個項目上得到過應用，取得了不錯的效果。其中的一個經導流管直接引致河邊的水源甚至成為當地村民的一個家庭用水補充地。

5 黃土回填區內地下水治理

黃土回填內的地下水主要包括回填區內的地下滲水和其它因素導致的滲入回填區內而下滲的水源，它的治理方法較為傳統，基本是以盲溝與滲溝接納滲入回填內低處的滲水，通過滲溝或盲溝排出黃土回填區。

在施工過程中應該注意以下幾個方面：一是滲溝、盲溝底部高程要盡可能的低，以保證所有的地下水都能滲入盲溝或滲溝，然后全部排出回填區外;二是盲溝所作用的材料一般是卵礫石或塊、片石，但是無論是哪種材料，均應選用堅硬、不易風化的潔凈材料;三是使用的材料粒徑要盡量大一些。一般在15cm左右，黃土地區的滲溝或盲溝易被黃土淤積，堵塞滲溝、盲溝空隙，即使盲溝包裹了土工材料也是如此，因為黃土中的粉質粘土顆粒極小，容易穿過土工材料進入盲溝或滲溝內部;四是盲溝的橫坡及縱坡要盡可能的大，這樣利用滲水且不容易堵塞盲溝、滲溝;五是盲溝、滲溝的出水口應高于擬排入水體的常水位，不然可能引發倒灌或盲溝、滲溝滲水不暢。

對于有部分在黃土回填區設置盲溝時選用極小粒徑卵礫石作為盲溝、滲溝材料的設置方法，一般要加以更正或者采取更為有效的防止黃土進入的方法，比如包裹新型的土工材料等。

6 總結

在本文中，對黃土回填區外截水溝的結構形式提出了新的建議與改進措施，相信會使不少人得到啟發，從而設計出更為合理的攔截場外地表水的方法;對黃土回填區邊緣截水溝、截水盲溝從結構形式上提出了新的建議與改進措施，相信會有不少工程會在以后的施工中使用它;對黃土回填區內泉水的治理，借助于巖溶地區山體存在“水腔體”的現象，提出了創新性的“制造腔體并引流”施工工藝，相信在不久的將來，此工藝會在大范圍內進行應用，從而解決施工中的難題。

7 結束語

工程施工技術不是一成不變的，需要在不斷的施工實踐中進行修正、改進與創新，黃土回填區防排水的施工技術亦是如此。科學合理的繼承與發揚傳統的施工技術并在此基礎上不斷的進行修正、改進與創新是每一個工程建設者的權力和義務。唯有認識到這一點并認真行使權力與承擔相應的義務，我們的施工技術才會有進一步的發展。

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