北疆供水工程渠道的破壞原因分析及處理舉措探究

【摘要】在渠道破壞的情況下，能夠直接導(dǎo)致諸多不良影響的發(fā)生，例如產(chǎn)生水害事故、輸水阻塞、增添工程管理不便、降低渠道工程經(jīng)濟(jì)效益等。在經(jīng)濟(jì)和科技高速發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)下，深入的分析并探討渠道破壞的相關(guān)問(wèn)題，并采取積極有效的舉措實(shí)施解決與處理至關(guān)重要。本文主要分析了北疆供水工程渠道破壞的幾種主要類型，并提出相應(yīng)的科學(xué)處理方式，旨在為實(shí)踐管理和建設(shè)工作作出有價(jià)值的理論借鑒。

【關(guān)鍵詞】北疆供水工程；渠道破壞類型；處理舉措；分析及探究

前言：

北疆供水工程現(xiàn)有三條輸水干渠，分別為總干渠、西干渠以及南干渠，于1996年建設(shè)，在2005年建設(shè)完成長(zhǎng)為900余公里的輸水明渠。在從2000年開(kāi)始實(shí)施通水運(yùn)行以后，三條干渠伴隨不斷增加輸水流量的情況，也相繼引發(fā)不同形式和程度的破壞現(xiàn)象，以下內(nèi)容展開(kāi)詳盡的介紹及分析。

一、北疆供水工程渠道的相關(guān)概況

北疆供水工程為大型Ⅱ等工程，弧形斷面、梯形斷面為渠道的主要斷面形式，渠深度為7.4m，邊寬度為1：2比例，渠底部寬為4m?？偢汕L(zhǎng)度為133.646km，其設(shè)計(jì)流量為120m3/s。整個(gè)渠道的襯砌以六棱形預(yù)制板、現(xiàn)澆板為主。在渠道的縱向處，每相隔約19.4m距離，進(jìn)行混凝土橫隔梁的設(shè)置。

北疆供水工程的坐落地點(diǎn)為福?？h，其地處大陸性寒溫氣候區(qū)，主要的氣候特點(diǎn)為：冬季寒冷漫長(zhǎng)，春季氣溫變化幅度明顯，夏季時(shí)間較短，秋季頻繁產(chǎn)生冷空氣。此地區(qū)的年平均氣溫在3.4℃，年降水量約為112.7mm，最高程度的凍土深度和積雪厚度分別為1.5m和28cm。

二、渠道破壞的類型以及原因探究

北疆供水工程渠道產(chǎn)生破壞的類型諸多，例如渠道滑坡、泥巖膨脹、水腫和凍脹破壞、渠道滲漏以及渠道襯砌破壞等，下面展開(kāi)進(jìn)行深入的原因分析。

（一）渠道滑坡問(wèn)題

作為常見(jiàn)的破壞類型，導(dǎo)致渠道滑坡的因素較多，例如地質(zhì)地貌問(wèn)題，由于工程的總干渠所處的地層以內(nèi)陸湖、砂巖以及砂礫巖、泥質(zhì)砂巖等為主，因此，容易引發(fā)渠道內(nèi)部產(chǎn)生軟弱夾層，致使膨脹泥巖風(fēng)化土現(xiàn)象；在渠道的調(diào)度存在不恰當(dāng)運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)致水位較快的降落速度，造成渠道積水情況，進(jìn)行形成渠堤內(nèi)浸潤(rùn)線同水位線間土體在浮重的形式下轉(zhuǎn)變成飽和容量，使渠道邊坡產(chǎn)生局部性的滑坡問(wèn)題；同時(shí)，也存在由于設(shè)計(jì)邊坡過(guò)陡情況，以及未做足有效的防滲舉措等。

（二）渠道滲漏問(wèn)題

在進(jìn)行通水運(yùn)行的過(guò)程中，如果存在渠水通過(guò)塑膜破損部位流出，并且在水壓力的推動(dòng)下在渠堤內(nèi)以及外側(cè)得到滲透的情況，極易引發(fā)在局部的填方渠堤或者半挖半填渠堤的外坡腳部位產(chǎn)生坡散浸問(wèn)題。一旦出現(xiàn)較大程度的滲漏量情況，會(huì)致使渠道出現(xiàn)流土或者管涌現(xiàn)象，甚至引發(fā)潰堤。

（三）泥巖膨脹破壞問(wèn)題

北疆供水工程總干渠地處三級(jí)系平臺(tái)，具有廣闊的平坦地勢(shì)，并且其地表面上砂土壤的厚度為0.8m左右，同時(shí)其渠身以及渠底在老三系的砂巖、砂礫巖以及泥巖內(nèi)部。與此期間，泥巖粘粒通常具備50%以上的含量，如果遇到水的融合，會(huì)導(dǎo)致土體體積迅速增大，導(dǎo)致形成較大的膨脹力。因此，于渠道降水期階段，可能會(huì)因?yàn)樾逗涩F(xiàn)象以及產(chǎn)生的膨脹力作用，對(duì)渠道的結(jié)構(gòu)構(gòu)成影響形成一定的破壞。

（四）渠道襯砌破壞問(wèn)題

總干渠的邊坡襯砌板勾縫砂漿其編號(hào)為M10，瀝青砂漿作為伸縮縫砂漿。在設(shè)計(jì)時(shí)，將渠道的流動(dòng)速度設(shè)定在每秒1m，在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中，存在風(fēng)吹日曬的自然環(huán)境影響，以及自身受到水流的嚴(yán)重沖刷等情況，導(dǎo)致伸縮縫、板縫內(nèi)部砂漿出現(xiàn)脫落的問(wèn)題。于水工建筑物的上下游處水流通常存在散亂特點(diǎn)，因此會(huì)加劇沖刷力量，提升對(duì)渠道形成的破壞力，進(jìn)而導(dǎo)致襯砌板砂漿由于掏空而脫落的問(wèn)題。此外，總干渠中0+227-2+750渠道的邊坡比例為1：1.5，其襯砌的方式為現(xiàn)澆板襯砌。這一渠基面的主要結(jié)構(gòu)為巖石，在渠道停水的情況下襯砌板結(jié)構(gòu)發(fā)生翹起以及現(xiàn)澆板斷裂的問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。實(shí)施拆除掉襯砌以后，渠基面未產(chǎn)生沉陷以及巖脹形狀變化問(wèn)題現(xiàn)象，則引發(fā)渠道襯砌破壞的主要原因?yàn)檫吰螺^陡和襯砌體缺乏穩(wěn)固性兩種。

（五）凍脹以及水脹破壞問(wèn)題

渠道發(fā)生凍脹破壞的問(wèn)題常見(jiàn)，產(chǎn)生的主要原因?yàn)榍猎庥隼鋬鲂纬审w積增加并發(fā)生膨脹問(wèn)題，進(jìn)而將襯砌頂脫而產(chǎn)生破壞。因北方的冬季和夏季存在較大的晝夜溫差，并且較多渠段均為多挖少填斷面、全挖方，不容易將滲漏水及時(shí)排除，進(jìn)而加大了渠基土的含水量。在停水時(shí)期，如果在冬季階段還未能夠排出渠內(nèi)的積水，就容易產(chǎn)生凍脹問(wèn)題。

于渠道的施工建設(shè)過(guò)程中，產(chǎn)生塑膜破損的問(wèn)題不可避免，同時(shí)也會(huì)存在焊接縫缺乏穩(wěn)定性等問(wèn)題，容易產(chǎn)生水脹現(xiàn)象；同時(shí)，在水滲漏到膜下砂漿以及塑膜之間的時(shí)候，由于勾縫砂漿以及襯砌板缺少良好的透水力，同時(shí)塑膜下水未能迅速及時(shí)的排出，進(jìn)而引發(fā)坡腳或者渠底出現(xiàn)隆起情況，在強(qiáng)大的水壓力推動(dòng)下，襯砌結(jié)構(gòu)突破自重形成破壞。

三、處理渠道破壞問(wèn)題的科學(xué)舉措

（一）針對(duì)渠道滑坡的處理舉措

首先，實(shí)施拆除滑坡體上的襯砌板，同時(shí)挖除掉滑坡體，以及對(duì)于開(kāi)挖斷面后出現(xiàn)的松散泥巖塊展開(kāi)清除。其次，采用砂礫料以分層形式進(jìn)行回填。在此期間，對(duì)于砂礫料的選擇需要遵循滲透水、凍脹以及膨脹系數(shù)低的原則，同時(shí)保障碾壓干容重在1.85g/cm3及以上。最后，進(jìn)行鋪設(shè)砂漿抹面，以及展開(kāi)聚乙烯一布一膜的鋪設(shè)和砂漿墊層襯砌混凝土六角板，進(jìn)行砂漿勾縫，最終將斷面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修整。

（二）針對(duì)渠道滲漏處理舉措

對(duì)于渠底出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏的位置，應(yīng)于背水坡堤腳處建立反濾水體，充分的清理地表覆蓋層存在的軟土，同時(shí)將粗砂、小石以及中石以分層密實(shí)的方式進(jìn)行鋪設(shè)，控制厚度在20cm左右，在外側(cè)鋪設(shè)石塊保護(hù)層，超出浸潤(rùn)線約1.5m為宜，最后實(shí)施覆蓋土體，將其厚度保持20cm左右。此外，對(duì)于堤外開(kāi)挖導(dǎo)滲溝問(wèn)題，需要于滲水區(qū)浸潤(rùn)線頂端處開(kāi)始，向堤腳挖兩條橫溝，確保垂直于堤身，于堤腳處打開(kāi)一條縱溝使之同其連接。然后于導(dǎo)滲溝處采用無(wú)紡布進(jìn)行鋪置，將小石和中石實(shí)施回填，并排出滲水。

（三）針對(duì)泥巖膨脹破壞處理舉措

通常情況下，渠道泥巖破壞的發(fā)生位置在離邊坡約2m坡腳處，為提升再次通水的正常進(jìn)行，需要實(shí)施拆除襯砌板，同時(shí)將土工膜進(jìn)行割離，針對(duì)泥巖超出了原坡比的部分可以處理掉，并以砂礫料進(jìn)行回填，對(duì)結(jié)構(gòu)展開(kāi)恢復(fù)工作。

（四）針對(duì)襯砌破壞的處理舉措

對(duì)于由砌體缺乏穩(wěn)固性導(dǎo)致的破壞問(wèn)題，先拆除已被破壞襯砌，并展開(kāi)渠基面操作，實(shí)施現(xiàn)澆混凝土，將斷面恢復(fù)正常結(jié)構(gòu)；對(duì)于板縫砂漿脫落處，需要徹底清除板縫內(nèi)已出現(xiàn)松動(dòng)的砂漿。采取M15砂漿以勾縫刀展開(kāi)壓實(shí)抹光，進(jìn)行一周時(shí)間的灑水養(yǎng)護(hù)工作。伸縮縫瀝青砂漿脫落的情況下，首先為清除松動(dòng)砂漿工作，之后在伸縮縫處于潔凈干燥狀態(tài)時(shí)以聚氨酯砂漿實(shí)施勾縫。

（五）針對(duì)凍脹和水脹的處理舉措

對(duì)于凍脹問(wèn)題，需要于春季進(jìn)行通水之前，徹底拆除由凍脹引發(fā)襯砌破壞面積的部位，同時(shí)削平突起的邊坡凍脹土質(zhì)，遵循原設(shè)計(jì)將結(jié)構(gòu)進(jìn)行恢復(fù)；展開(kāi)處理渠基凍脹土?xí)r，先清除干凈凍脹土，然后分層回填砂礫巖。同時(shí)，提升焊接防滲土工膜有關(guān)管理工作，確保工程質(zhì)量。

對(duì)于水脹破壞的處理舉措，在渠道停水以后，拆除發(fā)生水脹變形混凝土預(yù)制板，將聚乙烯膜割斷，排出存在于膜下的積水，并對(duì)發(fā)生破損的防漏膜展開(kāi)修復(fù)，進(jìn)而恢復(fù)渠道；應(yīng)該確保水流處于平穩(wěn)狀態(tài)下，同時(shí)監(jiān)測(cè)并掌控水位變化情況，避免膜后水導(dǎo)致巨大的揚(yáng)壓力影響并破壞襯砌板。

結(jié)語(yǔ)：

本文針對(duì)北疆供水工程渠道破壞的類型以及產(chǎn)生破壞的原因展開(kāi)了深入的分析以后，提出了積極有效的解決舉措。在實(shí)踐中，還需要加強(qiáng)相關(guān)的工程管理工作，確保施工的質(zhì)量，進(jìn)而能夠有效的節(jié)約維修工程成本，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，并實(shí)現(xiàn)社會(huì)價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：馬豪豪，出生年月：1988年11月11日，男，回族，籍貫：甘肅省隴南市，水利水電助理工程師