浅谈引水渠道砼面板的滑坡防治-版面费

【摘要】合理利用水资源是当今世界共同高度关注的问题。渠道防渗是节约用水、实现节水型社会的重要内容。大量工程实践证明，采取渠道防渗措施以后，可以减少渗漏损失70％到90％。由于每年汛期由于雨水的增多，造成了不少渠系水毁工程，不仅给水管单位造成了很大的损失，而且也严重影响当年的防汛抗旱工作。渠道破坏，本文主要讨论引水渠道砼面板的滑坡防治问题。

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随着全球淡水资源危机的加剧，合理利用水资源是当今世界各国政府和科学家共同高度关注的问题。在解决水资源的对策中，除兴建必要的蓄水、引水工程、扩大水源外，更重要的是节约用水，提高水的利用率，防止水污染等。世界各国如美国、日本、前苏联等，由于农业灌溉用水浪费严重，特别是渠道渗漏损失的水量很大，均非常重视并积极研究推广渠道防渗技术。渠道防渗是节约用水、实现节水型社会的重要内容。
渠道防渗是我国目前使用最广泛的节水工程措施，它可以极大减少水资源的浪费，尤其是在城市供水方面潜力巨大。用渠道防渗技术后，可以减少渗漏损失的70~90％，极大地提高渠系水利用系数，缓解用水供需矛盾，进一步促进社会生产的发展。这项措施和技术还可以减少渠道占地3~5％，防止渠道冲刷、淤积及坍塌，节约运行管理费用，有利于水资源的管理，同时降低地下水位，防止土壤捕碱化及沼泽化，有利于生态环境保护和建设。渠道防渗还是农业节约用水、实现节水型的重要内容，如按我国渠系水利用系数提高0.1计算，则每年可节约用水量344．5亿m3。由此可见，渠道防渗的节水效益十分显著。
渠道防渗常用士料、水泥土、石料、膜料、混凝土等。混凝土防渗具有防渗效果好、糙率低、强度高、便于管理等优点，已成为渠道防渗应用最广泛的材料之一。近年来，混凝土和塑膜复合防渗结构形式得到快速发展。每年汛期由于雨水的增多，造成了不少渠道破坏，不仅给水管单位造成了很大的损失，而且也严重影响当年的防汛抗旱工作。渠系水毁工程中，以渠道的滑坡最为常见。渠道砼面板破坏也有两种类型：一种是砼面板破裂、翘起、滑落，严重的渠道边坡塌陷，在此类破坏过程中，砼本身的强度抗冻抗渗等指标改变很小或没有发生改变，仅是砼面板的整体结构受到破坏，这种破坏我们称之为冻胀破坏；另一种情况是砼面板表面受到侵蚀，主要是与土壤水中的酸类、盐类等发生化学反应然后慢慢向由外向内发展，最后板局部或整个产生酥松，直到砼完全失去强度，一般称之为渠道砼面板的侵蚀破坏。
本文主要讨论引水渠道砼面板的滑坡防治问题。根据观察，渠道滑坡成因大致有以下几种类型：(1) 沿软弱土层滑动。渠道沿线土质为网纹状粘土、粘土、粉质粘土等土层的，当土体含水量较大，遇雨天排水不良时，极易滑动。 (2) 断层、节理的切割。由于断层、节理的切割，不仅破坏了岩层的完整性．而且这些结构面的不利组合，形成潜在的不稳定体，在降雨或其他因素影响下，形成滑动。(3) 沿岩土接触面滑动。有些岩土接触面之间，岩层表面极易风化，形成土夹石，结构松散，遇水极易饱和崩散，沿接触面崩塌滑动。(4)设计、施工及管理不当一是边坡设计不合理。由于对个别渠段的复杂地情况估计不足，渠道坡比没有局部调整，施工时也没有作相应调整；二是施工方法不当。有些深切渠段，采用先抽槽后护坡的方法，加大了滑动力，此外，废土废石堆放过近，在可能滑坡的土体范围内．也增加了滑动力；三是是排水措施不力。汛期雨水多，没有加强对渠线的凸护和排水，修建一些排水设施，地表水渗入了土层，土层被软化，内摩擦角减少，土层抗滑能力降低。
根据笔者多年对引水渠道维护和管理经验，应该从预防和处理两方面采取措施：
1. 滑坡的预防对于滑坡，应以预防为主，防重于治。其预防措施主要体现在规划设计施工中。
1.1合理选定渠线和边坡渠道定线时尽量避免穿过向斜轴部及已发生自然滑坡的地段。施工时，对于经过岩层产状不利、土质软弱、节理发育、地下水丰富的渠段，其渠道标准断面和边坡则应放缓，尽可能使边坡的角度不大于岩层倾角。
1.2 施工方法施工方法对于滑坡有很大影响。一般要注意三点：一是由上而下按梯形断面开挖，切忌先掏槽后护坡，以免造成开挖边坡失稳；二是对岩层破碎、节理发育的渠段，不宜采用大爆破，以减少地震冲击波的影响；三是废土废石运至一定距离以外，不致增加渠顶重量而造成滑动。
1.3排水搞好排水，防止渗水软化土层，对预防滑坡有很大作用。排水有两方面：一是施工过程中的临时排水设施：二是渠道建成后的永久排水设施。前者多为明沟，后者则除明沟外还有盲沟、排水管等，用排水管将地表水集中导入沟内。
1.4 沿渠绿化与草皮护坡植被能降低地面径流速度和下渗速度，固结土壤，防止水土流失．保证渠道长期运行的边坡稳定。
2. 滑坡的处理对已经失稳和将要失稳的边坡和可能复活的滑坡的治理，可以采用以下五种方法：
2.1 削坡减压这是比较常用的方法，一般常用于推移式滑坡。减少引起滑坡的滑动力，是比较有效的措施，对土质边坡来说应用较为广泛。减载的目的就是减小滑动力。常用方法有两种：削头和放缓坡比。具
2.1.1 削缓边坡这是处理滑坡最简单的办法，一般也是最有效的办法。对于切深不太大的土渠，边坡应放缓至1：1．5一l：1．75．但深切很大的渠段，应分级开挖：岩层节理裂隙发育的石渠，则应将边坡放缓至1：1．25二-1：1．5。
2.1.2 留平台在产生滑坡的地段，设计平台，可以减轻上部引起滑动的土重。
2.2 消除或减轻水对边坡的危害水对边坡的破坏变形关系极为密切，滑坡产生与多由“水”控制与诱发。为保持边坡稳定，就是采取措施消除或减轻水对边坡的危害。其主要目的：一是减轻水对土体软化，减轻土体强度下降；二是减小静水压力和动水压力；三是消除或减小水的冲刷潜蚀作用。为防止大气降水和地表水进入边坡内部，一般采取排水沟和护坡措施。要控制坡顶以上塬面的灌溉用水，在坡顶以上l000m范围内不得用大水漫溉，应采用喷溉或滴溉等节水灌溉方式，以防止灌溉水渗入地下抬高地下水在坡体的渗出高程。导排地下水，不让地下水抬高，造成大的动水压力，造成潜蚀管涌或诱发滑坡。常用的方法有排水洞、排水盲沟、排水孔(井)等。排水孔有大口径的垂直孑L和小口径的水平孔。
2.3 块石支护护砌措施就是增加边坡抗滑能力，使地质上的不利因素得到转化。护砌型式有以下十种：
2.3.1砌肋式挡土墙适用于沿层面或软弱土层滑动较严重的渠段。按一定距离砌肋，肋的断面较大，起挡土墙的作用，肋间以矮挡土墙连接，稳住坡脚。肋的间距一般为(4—5)m，挡土墙高(1～2)Ill，视滑坡大小情况而定。墙后用粘土回填夯实，并作好反滤排水设施。
2.3.2砌肋适用于因节理、断层、切割、滑坡不太严重的情况，在渠坡上每隔(3。4)m砌肋一条，肋将边坡与底板连成整体，把滑坡渠段分割成小块，使滑动力减少，肋的宽度一般为(1-2)m。
2.3.3加固坡脚就是增加边坡的抗滑力，多用于牵引式滑坡，一般与削坡联合使用，利用削坡后的土体堆填于坡脚，一举两得。对土质边坡采取削坡压脚是一个非常简便，效果显著，造价低廉的好方法。适用于渠底硬、坡脚软、或沿岩土接触面的滑坡。压脚处理前，备好块石、砂石，边削坡边砌石压脚，防止继续滑坡．砌石的方式视滑坡的大小而定。

2.3.4重力式挡土墙用于渠底为基岩，切深在7m以内的局部扇形三角滑动，按一般挡土墙的计算方法决定断面，如切深太大，挡土墙断面需要很大，不经济。
2.3.5卧式连拱挡土墙用于切深不大，或上部土质较好，下部土质较差，沿软弱土层滑动的滑坡，在坡脚部位砌卧式连拱挡土墙，挡住上部滑动土体。拱跨(4～5)m，矢高约为跨度的50％。
2.3.6三角形挡土墙用于局部滑动的渠段。将滑坡切出三角槽，宽(1．5—2．0)m，深(1．0—1．5)m，砌块石回填。滑坡段稍长的，则作几段三角形挡土墙处理。
2.3.7整体块石槽两岸滑坡均较严重，且渠底为软弱土层时采用．砌体高度超过设计水位0．2m左右，两侧按重力式挡土墙设计，以整体底板连接，底板厚度不小于0．4m。
2.3.8砌导滤沟滑坡大多是在雨天后发生，滑坡体内浸水大，导出浸水对边坡稳定是有效办法。因此，上述各种护砌大多结合了砌导滤沟的措施，在渠坡上挖宽深为(O．5～0．8)m的沟．回填砂石块石为反滤层，设计水位以下干砌块石护面用水泥砂浆沟缝，并留排水沟，浸水范围大，导滤沟控成“Y”形，采用砌肋办法处理滑坡的，则在肋底铺反滤层，并起排水暗沟作用。
2.3.9卧式撑墙当岩层走向与渠道平行，倾向渠内时，开挖后，岩层易沿层面滑动(特别是有软弱夹层时)，为使滑动面以上岩层稳定，挖深槽穿过软弱滑动面至下部稳定基岩层(0．3～0．5)m，用浆砌石或低标号7昆凝土回填嵌固，作成撑墙使上部岩层稳定，撑墙间距一般5m左右，宽度(1．0～1．2)m。
2.3.10干砌护坡用于小滑坡的渠段。滑动体方量不大，将滑动土挖去，换填干砌块石护砌。护砌厚度不小于0．3m，块石下加0．1m砂石反滤层，护坡兼有防风浪冲击渠坡，以防扩大滑坡范围的作用。
2.4换填好土对于渠底有软弱风化岩石的渠道，挖去渠底软弱层，回填粘土夯实，能起固坡防渗作用。对通过有淤泥的渠段，将淤泥清除，挖至较好的岩石或土层，分级留平台，作导滤沟，引出地下水，回填粘土夯实，作成土质挡土墙。
2.5明挖埋管对隧洞进出口，若滑坡较为严重，危及隧洞安全，若采用块石护砌的办法工程量太大，应改为明挖埋管，较为安全可靠。

总之，引水渠道砼面板防渗工程量大，投资也较高，因此在设计过程中必须对渠道沿线土壤性质、地下水位、水质等资料进行分析论证，对渠道砼面板的破坏有足够的认识，认真总结经验，应根据滑坡的具体情况，灵活运用以上各种，处理措施，结合当地施工条件，因地制宜地选用，就一定能够克服和解决砼面板的滑坡问题。