【摘要】水利工程是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),其中渠道又是水利工程中重要組成部分。水利工程中渠道和渠系建筑物運行的好壞,直接關(guān)系著渠道的正常輸水和灌溉效益的充分發(fā)揮,對搞好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作起到重要作用。本文作者分析了渠道滑坡的成因及滑坡治理的理論依據(jù),并對此提出了具體的防治措施。
【關(guān)鍵詞】水利工程;渠道滑坡;處理;防治
水利工程是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),其中渠道又是水利工程中重要組成部分。渠道和渠系建筑物運行的好壞,直接關(guān)系著渠道的正常輸水和灌溉效益的充分發(fā)揮。山區(qū)地面起伏,坡度大,灌溉渠道多,渠線長,位置分散,渠道滑坡是渠道工程危害大,最常見的水毀形式。因此,探討渠道滑坡的原因及對其處理和防治對搞好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作具有重要意義。
一、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(jié)果,但對某一特定滑坡總有一或兩個因素對滑坡的發(fā)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(wěn)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:
1.由于渠線經(jīng)過地段地質(zhì)、土壤條件較差,如有軟弱土層、斷層、風化土層,巖層傾向渠內(nèi),沿層面容易產(chǎn)生滑坡。
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。
3.既增加下滑力又減小抗滑力甚至造成滑帶土結(jié)構(gòu)破壞(如液化)的因素,如地震和爆破震動等。
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。
5.新、老土(石)結(jié)合質(zhì)量不好,引起結(jié)合料的滑動。
6.改變坡體的應力狀態(tài),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。
二、渠道滑坡治理的理論依據(jù)
目前膨脹土滑坡的破壞機理和抗剪強度取值方法的研究理論主要包括:漸進性破壞理論、風化層理論、分期分帶理論。
1.漸進性破壞理論:破壞從土坡某處表面開始,逐漸向坡內(nèi)發(fā)展,土的抗剪強度在滑動面上并非同時發(fā)揮,部分土體則為峰值強度。
2.風化層理論:塹坡開挖后,新鮮的坡面暴露在大氣營力作用下,受到風吹、日曬、雨水沖刷和滲透作用。在年復一年的干濕循環(huán)作用下,形成和大氣營力相適應的風化層。風化層內(nèi)土體強度降低造成土坡破壞。
3.分期分帶理論:氣候的交替變化使膨脹土反復膨脹和收縮,導致膨脹土體松散,形成不規(guī)則次生裂隙,并使原生裂隙不斷擴展,直到形成錯綜復雜的裂隙網(wǎng)絡。這種裂隙網(wǎng)絡破壞了土體的完整性,為表面的膨脹土進一步風化創(chuàng)造了條件,為雨水的滲入和蒸發(fā)開了方便之門。
膨脹土邊坡開挖的卸荷作用也會促進土體中裂隙的發(fā)展。開挖導致坡腳處水平應力增加,在坡腳形成剪應力集中區(qū),使該區(qū)的土體達到塑性極限狀態(tài),產(chǎn)生較大的變形而軟化,抗剪強度降低了殘余值。邊坡往往在該區(qū)域首先失穩(wěn)滑動,然后應力集中區(qū)向上轉(zhuǎn)移,造成邊坡的牽引式滑坡。
邊坡穩(wěn)定分析中的不確定因素可以分為兩種:模糊性和隨機性。膨脹土邊坡的穩(wěn)定性主要受到荷載的幾何形狀、土體材料等有關(guān)因素的影響,它們都具有較強的不確定性,在進行工程設(shè)計和安全評價時,應考慮到分析過程中包含的各項不確定因素。
三、渠道的滑坡處理
渠道滑坡的處理,首先應通過地質(zhì)勘查,找出滑坡的原因,判斷滑坡的穩(wěn)定程度。提出滑坡的施工方案,因地制宜,尋找技術(shù)可行,經(jīng)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。
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(jù)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(huán)形截水溝。要注意截水溝的深度和質(zhì)量,力求做到滑坡體外的水不再滲入滑坡體內(nèi)。對滑坡范圍以內(nèi)的地表水,應以防止下滲和引出為準。首先要把滑坡體內(nèi)的多種裂縫回填夯實,防止地表水繼續(xù)下滲,然后利用滑坡范圍內(nèi)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(nèi),常用設(shè)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(shè)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(shè)排水溝,渠道水用鋼管過渡。
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(wěn)定的滑坡的目的。當削坡減壓后仍不能達到穩(wěn)定滑坡的同時,常采用減壓與支擋相結(jié)合的處理措施。
3.支擋。在渠道已經(jīng)塌方或?qū)⒁降牡囟,如受地形限制,單純采用削坡方量很大的,則可根據(jù)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(jīng)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(cè)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。
4.暗涵(或埋管)。由地上轉(zhuǎn)為地下。當?shù)刭|(zhì)條件差,山坡又陡峻,或渠段穿過覆蓋很厚土質(zhì)層,岸坡難于穩(wěn)定而出現(xiàn)嚴重滑坡時,從外面治理難度大的,應盡量避開滑體或轉(zhuǎn)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。 5.渡槽。山區(qū)渠道常在陡峻的山坡上開渠,往往容易產(chǎn)生山巖崩塌。因限于地形條件,要維護渠道穩(wěn)定十分困難,可采取改建渡槽輸水。
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(wěn)定,一旦雨水入滲,整個渠床都要發(fā)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。
上述是山區(qū)渠道滑坡常用處理措施,滑坡處理方法可因地制宜單獨或綜合采用。做到技術(shù)可行,經(jīng)濟合理,施工簡單,徹底整治。
四、渠道滑坡防治
1.渠道滑坡防止應從設(shè)計規(guī)劃入手,摸清渠線地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況,避開地質(zhì)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(jié)構(gòu)和邊坡,確保渠道穩(wěn)定安全。
2.保證施工質(zhì)量
。1)采用正確施工程序,開挖斷面時,應自上而下進行,切忌先開槽,后削坡。對一般渠道,應按設(shè)計標準滿足土壤穩(wěn)定的要求。
(2)填方或半填方渠道新老土結(jié)合處,要嚴格控制施工質(zhì)量,做好清基處理,將清基面做成階梯形,并清除草根、樹根、碎石等雜物,減小向下的滑動力。
(3)當采用人工爆破時,應嚴格控制炸藥用量,當巖層破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育時,不宜采用大爆破,以免震動巖層和加劇節(jié)理裂隙,促進滑動的形成。
3.在渠道日常維護管理中,加強滑坡段的檢查和觀察,有滑坡跡象時,應立即采取削坡減壓、砌石護坡、開溝排水、內(nèi)坡防滲等措施,及時治理,盡早排除。管護好排水系統(tǒng),使沿渠山坡地表水從截水溝或排洪槽等設(shè)施流向預定的地方,保證排泄暢通。嚴格控制水位的平穩(wěn)的升落,嚴格執(zhí)行放水、停水規(guī)程,防止驟漲驟落,造成渠道滑坡。
五、結(jié)論
對于渠道滑坡的處理,很可能幾種方法同時采用,進行綜合治理。尤其是排水措施,無論何種滑坡,都必須進行排水處理,水對滑坡體滑面有軟化、加劇滑坡體發(fā)生的作用,所以大多數(shù)渠道滑坡都發(fā)生在雨季,須加強渠道巡視檢查,爭取做到長治久安。
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