淺談渠道在濕陷性黃土地段的防護(hù)措施

張廷海

【摘要】水利工程在濕陷性黃土地段往往會(huì)發(fā)生渠道及建筑物沉陷，傾斜、裂縫等情況，因此為保障渠道及建筑物的安全和正常運(yùn)行，在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中需要考慮采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

【關(guān)鍵詞】濕陷;黃土;變形;基礎(chǔ);防滲;砌護(hù)

寧夏固海揚(yáng)水工程位于寧夏中南部黃土高原地帶，途徑3市6縣，灌溉面積170.64萬(wàn)畝，干支渠總長(zhǎng)468km，對(duì)寧夏中南部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，脫貧攻堅(jiān)起著決定性作用。固海揚(yáng)水工程渠道大部分分布在濕陷性黃土地段，濕陷性黃土在一定壓力作用下受水浸濕后結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著的下沉、變形，固海揚(yáng)水工程在常年的運(yùn)行過(guò)程中由于濕陷性黃土的影響，往往會(huì)發(fā)生渠道及建筑物沉陷，傾斜、裂縫等情況，嚴(yán)重影響渠道的正常運(yùn)行，危害性大。具有突然性，讓人防不勝防。因此為保障渠道及建筑物的安全和正常運(yùn)行，在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中需要考慮采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

地基的處理首先要考慮處理地基范圍大小和處理措施才能即經(jīng)濟(jì)又能獲得明顯的效果。濕陷性黃土由飽和自重壓力所引起的自重濕陷程度與濕陷性黃土層的厚度關(guān)。根據(jù)濕陷變形的范圍，地基處理的厚度來(lái)決定具體采用的處理方法和措施。一般采用的方法和措施如下：

1、渠系建筑基礎(chǔ)處理措施

渠系建筑物如：涵洞、渡槽、閘門等基礎(chǔ)處理不但考慮黃土飽和自重濕陷性變形，而且要考慮的建筑物自身的重力引起黃土層受力壓縮變形沉陷，建筑物地基處理范圍小，一般采用：

（1）基礎(chǔ)換填：將基礎(chǔ)下濕陷性黃土全部或部分挖出，然后采用砂礫石、水泥土、灰土分層回填碾壓夯實(shí)，回填料要保證其壓實(shí)度和含水率，以便消除地基的部分或全部濕陷量，并可減少地基的壓縮變形和滲透性。

（2）基礎(chǔ)夯實(shí)：基礎(chǔ)夯實(shí)可分為素土翻夯和原土夯實(shí)，素土翻夯是將基礎(chǔ)下濕陷性黃土全部或部分挖出，然后再用素土分層回填夯實(shí)，原土夯實(shí)包括重夯法和強(qiáng)夯法，是利用重錘自由落下的沖擊力來(lái)夯實(shí)地基，適用于黃土層黃土小于6米。

（3）擠密樁 ：擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土地基，這種方法是采用機(jī)械或人力成孔后，利用灰土分層回填夯實(shí)，形成灰土樁，以達(dá)到加固地基的目的。其壓實(shí)度不得小于95%。

（4）樁基礎(chǔ)：樁基礎(chǔ)多采用鋼筋砼樁，目的是將一定長(zhǎng)度的樁穿透濕陷性黃土層，支撐在堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)層上，使上部的荷載通過(guò)樁基礎(chǔ)傳遞到堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)層上，這樣即使地基受到浸泡，也能完全避免濕陷性對(duì)建筑物的危害。適用于基礎(chǔ)荷載大，有堅(jiān)實(shí)的地基層，土層厚度小于30米。在土層較厚且地下水位低的情況下可利用樁與黃土層的接觸摩擦力來(lái)消除上部荷載，這種情況要保證樁與土層具有一定的摩擦力，不會(huì)形成反摩擦力，這就是工程中所說(shuō)的“旱樁”。

2、渠道防護(hù)措施

固海揚(yáng)水渠道在濕陷性黃土地段綿延幾百公里，且黃土層厚度達(dá)幾米之幾十米厚，那么我就要采用防護(hù)的措施既要防止渠道內(nèi)的水滲入引起變形，又要防止渠道外的來(lái)水對(duì)渠道的浸泡和沖刷引起的變形和破壞。一般采用的防護(hù)措施有以下幾種：

2.1渠道內(nèi)防滲：為了防止渠道內(nèi)水滲入黃土層引起沉陷和增加渠道水的利用率，常常采用渠道內(nèi)鋪設(shè)防滲膜，渠道砌護(hù)，渠道砌護(hù)有：

2.1.1砼預(yù)制板砌護(hù)渠道

（1）施工要求

渠底及土方邊坡修整：渠底及邊坡土方修整采用人工修整方式，修整時(shí)在渠底坡腳處和邊頂處設(shè)控制樁點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)高程，掛線施工，修整順序?yàn)樽陨隙?，最后平整渠底，如有局部超挖，則利用原回填土灑水夯實(shí)，清理出的土方及時(shí)運(yùn)出渠外;修整、清理工作完成后，及時(shí)報(bào)業(yè)主、監(jiān)理驗(yàn)收，合格后進(jìn)行下道工序。

（2）削坡

在鋪設(shè)土工膜段應(yīng)將基礎(chǔ)表層的雜草、樹(shù)根、磚頭、亂石等雜物清理干凈。按設(shè)計(jì)及施工要求鋪設(shè)。

（3）土工膜鋪設(shè)

鋪設(shè)土工膜前應(yīng)將基礎(chǔ)表層的雜草、樹(shù)根、亂石等雜物清除干凈，并灑水濕潤(rùn)。土工膜為0.3mm厚塑膜鋪設(shè)時(shí)應(yīng)留有一定折皺，并平貼地面，如有破孔應(yīng)及時(shí)進(jìn)行粘補(bǔ)，粘補(bǔ)膜應(yīng)超出破孔10-20cm，施工時(shí)避免土工膜裸露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成破口，采用膠帶打十字結(jié)補(bǔ)洞，土工膜接縫采用搭接熱焊。

（4）襯砌施工

1）襯砌施工方案

渠道底及邊坡鋪設(shè)：先進(jìn)行渠道底部砌護(hù)，然后進(jìn)行邊坡鋪砌，由下而上進(jìn)行施工;砼板鋪砌完后進(jìn)行板縫C20砼灌注;板縫施工完畢進(jìn)行伸縮縫清理施工;最后檢查驗(yàn)收。

2）材料要求

① 預(yù)制構(gòu)件：預(yù)制板采用C20砼方板或六角板，厚6-10cm，所有預(yù)制砼構(gòu)件裝卸及運(yùn)輸過(guò)程中均要采取有效措施，以盡可能減少損壞;運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，在現(xiàn)場(chǎng)附近平整的平地上堆放，破損的構(gòu)件嚴(yán)禁運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)。

② 細(xì)石砼：采用機(jī)械攪拌，按配比單嚴(yán)格各種骨料的計(jì)量，攪拌過(guò)程中嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間，以確保細(xì)石砼的質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

③ 水泥砂漿：采用機(jī)械攪拌，水泥及砂均要按要求做復(fù)試，合格后方可用于攪拌，并按配比單嚴(yán)格各種骨料的計(jì)量，攪拌過(guò)程中嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間，以確保水泥砂漿的質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

3）鋪砌

① 正式鋪砌前選取100m渠道段作為試驗(yàn)段，進(jìn)行鋪設(shè)，對(duì)擬定的鋪砌方式進(jìn)行試驗(yàn)，改進(jìn)和確定。

② 鋪筑前，以兩個(gè)伸縮縫（6.03m）掛線鋪砌為宜，板面標(biāo)高要符合設(shè)計(jì)標(biāo)高，每?jī)蓚€(gè)伸縮縫間用3cm寬木條夾設(shè)，增加鋪設(shè)伸縮縫美觀。

③ 鋪砌時(shí)，底部要求平整，板縫寬控制在50mm。采用預(yù)制的標(biāo)準(zhǔn)墊塊夾縫控制。

④ 鋪砌后的板縫用C20細(xì)石砼填縫。填縫前應(yīng)先將縫內(nèi)砂漿清理干凈至板底，并灑水濕潤(rùn)。砼要填充報(bào)滿、密實(shí)，壓實(shí)抹光，保持砼板面干凈整潔。

⑤ 鋪砌后的砼板要及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，細(xì)石砼填筑完畢及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)或采用架覆蓋物的方法養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間灑水不小于規(guī)范規(guī)定時(shí)間，在干燥或炎熱氣候條件下，要延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，至少28天以上。

（5）伸縮縫處理

先將伸縮縫內(nèi)苯板及雜物等清理干凈，使縫壁清潔、干燥，然后將聚乙烯油膏按設(shè)計(jì)要求分層填入縫內(nèi)，并迅速用小鏟木棒向縫壁擠壓，使之與縫壁周邊充分粘結(jié)，并壓實(shí)抹平。

2.1.2漿砌石砌護(hù)渠道

施工方法略

2.1.3現(xiàn)澆砼砌護(hù)渠道

施工方法略。

2.2排水防洪

為了防止渠道外雨水及其他形式的來(lái)水對(duì)渠道的浸泡和沖刷，常采用在渠道外合適的位置修筑防洪堤，利用防洪堤將外來(lái)水源攔截并引向安全地帶或做洪水入渠直接引入渠道內(nèi)。開(kāi)挖截水槽，將外來(lái)水截住并引向其他安全地帶;安裝排水管根據(jù)地形及來(lái)水情況在合適的位置安裝排水管將外來(lái)水排向其他地方。其具體的幾何尺寸及材料的選用根據(jù)工程情況及來(lái)水情況而定，既要滿足排水、防洪要求，又要經(jīng)濟(jì)適用。

2.3渠道局部基礎(chǔ)處理也可采用建筑物基礎(chǔ)處理方法

結(jié)語(yǔ)：

總之我們要根據(jù)渠道及建筑物的特性和基礎(chǔ)土層的厚度及濕陷度來(lái)確定具體的處理措施和方法，既要經(jīng)濟(jì)適用，又要科學(xué)合理。

參考文獻(xiàn)：

[1]SL18-91《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》

[2]GBJ25-90《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》