小井溝水庫渠系調(diào)水工程水毀處理措施淺談

王 勇

(自貢小井溝水利工程有限責(zé)任公司，四川 榮縣，643000)

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工程整治

小井溝水庫渠系調(diào)水工程水毀處理措施淺談

王 勇

(自貢小井溝水利工程有限責(zé)任公司，四川 榮縣，643000)

本文主要分析四川小井溝渠系調(diào)水工程襯砌渠道損毀的原因和采用的處理方案。通過固岸、引流、減壓等處理措施，加快了工程建設(shè)進(jìn)度，減小了由此帶來的損失及二次施工的困難，保證了工程安全。

小井溝水庫 渠系工程 水毀原因 處理措施

1 工程概況

四川自貢市小井溝水庫工程位于榮縣越溪河上，是為了解決城區(qū)供水以及灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉、農(nóng)村人畜供水等而興建的一處綜合利用的大(2)型水利工程，包括小井溝水庫大壩樞紐工程和輸水渠系兩部分。其中，輸水渠系工程全長30.403km，涵蓋渠道、隧洞、渡槽、暗渠、倒虹吸等多種結(jié)構(gòu)物，襯砌渠道總長13.373km。

根據(jù)不同的地質(zhì)情況及圍巖類別，將渠道類型分為全挖段、半挖半填段和全填方段，開挖橫斷面最大跨度達(dá)10m，最深約3.2m，填筑高度最高達(dá)12m。根據(jù)不同的渠道類型，分別設(shè)計(jì)成1∶0.5、1∶0.75、1∶1.5的開挖坡比?；炷烈r砌厚度10cm～12cm，每5m分一倉。渠道的開挖、襯砌施工歷經(jīng)兩個汛期，在汛期強(qiáng)降雨和地下滲流的破壞作用下，渠道挖方段邊坡存在邊坡坍塌、滑坡現(xiàn)象，填方段渠道渠堤存在漫堤、崩塌、潰堤現(xiàn)象，襯砌邊墻和底板抬動破損嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了工程建設(shè)進(jìn)度和工程質(zhì)量。

2 水毀現(xiàn)象及原因分析

小井溝工程襯砌渠道多為填方段渠道或半挖半填渠道，造成水毀原因很多，經(jīng)綜合考慮多方面因素，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

2.1 邊坡未噴護(hù)，軟巖夾層多發(fā)育

多處挖方渠道兩側(cè)為高邊坡，表層覆蓋層較厚，在開挖完成后未能及時進(jìn)行噴護(hù)作業(yè)，經(jīng)雨季降水長期浸泡，邊坡抗剪強(qiáng)度大幅降低，加之當(dāng)?shù)囟嘁阅噘|(zhì)砂巖層為主，節(jié)理和裂隙較發(fā)育，雨季巖層中的軟弱夾層經(jīng)雨水浸泡軟化，在重力及外界擾動下，極易產(chǎn)生坍塌和滑坡現(xiàn)象，造成人員傷亡和建筑物損毀。

2.2 爆破開挖強(qiáng)震動

渠道開挖多采用爆破開挖，施工作業(yè)時為加快施工進(jìn)度，減少成本投入，采用大藥量深孔爆破，爆破產(chǎn)生巨大震動和沖擊波加速了兩側(cè)邊坡巖層擾動，減小巖層間的粘滯力和摩擦阻力，經(jīng)過多次爆破開挖后，節(jié)理裂隙較發(fā)育的巖體出現(xiàn)大面積松動，在重力和強(qiáng)震動的雙重作用下引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

2.3 洪水漫過渠堤

部分渠道邊坡垮塌后，大量泥石混合物涌入開挖渠道，阻塞渠道過流，大面積地表匯水流入渠道后無法及時排泄，造成渠道內(nèi)水面雍高，漫過填方渠道渠頂，對填方段渠堤產(chǎn)生沖刷和浸泡危害，使渠堤的整體性和抗剪切能力大幅降低，進(jìn)而造成渠堤崩塌和決堤現(xiàn)象發(fā)生。

2.4 沒有完善地下排滲設(shè)施

在汛期特別是地下滲流較大的地區(qū)，設(shè)計(jì)時未考慮地下排水設(shè)施，導(dǎo)致汛期地下水位升高，襯砌邊墻阻塞原地下滲流通道，在襯砌渠面道形成巨大的滲流壓力和揚(yáng)壓力，在地下滲流破壞作用下致使渠道底板翻砂脫空，邊墻開裂破損。

2.5 未對構(gòu)造物采取保護(hù)措施

由于渠道沿線橫跨多個城鎮(zhèn)，分別由數(shù)家施工單位承建，在管理方面存在不足。部分填方段渠道渠堤背面被當(dāng)?shù)匕傩债?dāng)作耕地使用，破壞了原有的邊坡植被，且部分渠堤填筑完成后未采取相應(yīng)的水保環(huán)保措施，長期雨水沖刷，致使填土大量流失，坡腳損毀嚴(yán)重，部分邊坡長期沖刷浸泡甚至出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象。

2.6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷

明渠開挖完成后，均采用10cm厚的C15素混凝土進(jìn)行襯砌，在抵抗拉應(yīng)力和切應(yīng)力方面表現(xiàn)不足。在滲流壓力和揚(yáng)壓力作用下，部分明渠底邊及邊墻受拉產(chǎn)生大面積裂縫。特別是填方段渠道，在襯砌混凝土下方底板和邊墻均鋪設(shè)有防滲土工膜，填土出現(xiàn)不均勻沉降，滲流壓力和揚(yáng)壓力破壞作用較挖方段更明顯，拉裂、抬動破壞現(xiàn)象更為嚴(yán)重，有的甚至整塊抬動，并將大量的淤泥帶入渠道，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也給后期的清理再施工處理帶來不小的困難。

3 采取的處理措施

由于汛期水毀造成大量水毀現(xiàn)象發(fā)生，部分渠段需要重新組織施工，導(dǎo)致工程變更投資劇增。為了控制施工成本，保證工程完工質(zhì)量，方便施工人員操作和后續(xù)施工，主要采取以下保護(hù)措施：

3.1 邊坡及時噴護(hù)、錨固

對于高邊坡挖方段渠道，在開挖完成后，對邊坡上增設(shè)排水孔，組織工人及時對邊坡進(jìn)行掛網(wǎng)噴護(hù)，對于存在垮塌風(fēng)險(xiǎn)的邊坡增設(shè)錨桿加固，在邊坡開口線外設(shè)置截水溝，減少地表匯水流入渠道和抬高地下水位。

3.2 封堵裂縫，增設(shè)抗滑措施

對于存在潛在滑坡的邊坡，及時封閉拉裂縫隙，做好排水設(shè)施，在存在潛在滑動邊坡上布置多排錨筋束，并在靠近渠道開口線處設(shè)置鋼筋混凝土抗滑樁，增加邊坡的抗滑穩(wěn)定性，保證渠道的施工安全。

3.3 調(diào)整結(jié)構(gòu)物形式，優(yōu)化應(yīng)力分布

對于尚未開挖的高邊坡大挖方量渠道，采取設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，將明渠改為隧洞或暗渠。改成暗渠后應(yīng)采取分段跳倉開挖施工，施工完成后及時回填，保證應(yīng)力傳遞的連續(xù)性。改成隧洞后施工期間做好地表的沉降觀測和地表水的引排工作。對于高填方段明渠改為小型渡槽，既減小了土方填筑量，還有利于渠道附近的排水，避免填土的不均勻沉降造成結(jié)構(gòu)損壞。

3.4 調(diào)整開挖方式

采用機(jī)械破碎頭逐層破碎開挖替代傳統(tǒng)爆破開挖方式，或采用小藥量分多次爆破開挖，減小對兩岸巖層的擾動，避免產(chǎn)生大面積滑坡等自然災(zāi)害。在開挖期間，加強(qiáng)對兩岸邊坡的觀測，如有異常及時采取加固措施，保證施工安全。

3.5 增設(shè)填筑抗滑層，改善行洪條件

為改善渠道的行洪條件，在條件允許的情況下，增設(shè)泄洪閘以保證有超設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水時能及時宣泄。同時，為增強(qiáng)填方渠道的抗滑穩(wěn)定性，在進(jìn)行渠堤填筑時，每60cm一層碾壓填筑，層間鋪設(shè)土工格柵，使各碾壓層間結(jié)合緊密，增大層間抗滑力和填方渠堤的整體性，保證在有翻堤洪水時不再出現(xiàn)崩塌、潰堤現(xiàn)象。

3.6 渠道內(nèi)設(shè)置排水減壓設(shè)施

在已經(jīng)襯砌完畢的渠道地板和邊墻上增設(shè)排水孔。排水孔高度應(yīng)在正常水位以上15cm，仰角5°，孔內(nèi)填充直徑3cm～5cm碎石，在孔口位置安裝單向閥，單向閥出水口與渠道襯砌面齊平。在下次汛期來臨時，地下滲水所裹帶的泥沙基本都能被碎石過濾，同時大量的地下滲流經(jīng)由排水孔排除，極大減小滲流壓力對襯砌底板和邊墻造成損毀，避免了枯水期渠道用水從排水孔滲走。

3.7 完善渠道的排水設(shè)施

對于未襯砌的渠道，開挖時在底板兩側(cè)設(shè)置縱向排水盲溝，尺寸15cm×15cm，填料采用碎石(卵石破碎制成)，溝內(nèi)碎石用無紡布包裹，避免長期使用會對排水通道造成阻塞，通過盲溝將滲水從渠底引至附近的排水溝內(nèi)，降低地下水位，進(jìn)一步減小地下滲流對渠道襯砌造成的危害。

3.8 調(diào)整渠道的襯砌厚度

對于開挖后滲水嚴(yán)重的渠道，除采用以上降壓排水措施外，可增加混凝土底板和邊墻的襯砌厚度，厚度由原來的10cm～12cm調(diào)整至20cm。并將渠道襯砌的結(jié)構(gòu)形式改為重力擋墻式，增加自重，增強(qiáng)對滲流壓力的抵抗作用。

3.9 加強(qiáng)沿線的巡查、保護(hù)

加強(qiáng)對沿線渠道的巡查管理，禁止在填方渠道等建筑物征地保護(hù)范圍內(nèi)進(jìn)行土地耕種，并對沿線未進(jìn)行水土保持的邊坡進(jìn)行環(huán)保綠化措施處理，減少水土流失，保證渠道安全。同時，在沿線渠道兩側(cè)增設(shè)防護(hù)網(wǎng)，保證輸水建筑物的結(jié)構(gòu)安全和飲水安全。

4 結(jié)語

由于前期設(shè)計(jì)未能全面考慮修建渠道所處位置的地質(zhì)情況，導(dǎo)致在渠道施工中部分地段因降雨、地下滲流及地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生出現(xiàn)不同程度的損毀。但后期及時采取以上補(bǔ)救性處理措施，廣泛地應(yīng)用于已損毀和仍在建設(shè)的渠道中，使渠道工程按照設(shè)計(jì)工期按時完工，并保證了工程施工質(zhì)量。施工期間采取的優(yōu)化加固措施，有效地減少了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，保證了工程施工安全，避免同類損毀再次發(fā)生。

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2095-1809(2015)04-0036-03