水利工程渠道滑坡的防治措施分析

胡爽

山東省泰安市河湖管理保護(hù)服務(wù)中心 山東 泰安 271000

引言

渠道是水利工程的基本構(gòu)架，是實(shí)現(xiàn)引水、輸水、配水的重要構(gòu)筑物，更是有效調(diào)配水資源、提高水資源利用率的硬件保障，在水利工程施工、建設(shè)、維護(hù)、保養(yǎng)的角度上看，渠道的質(zhì)量關(guān)系到水利工程的成敗[1]。因?yàn)樗こ虒?shí)現(xiàn)運(yùn)行效益，正是靠著蜿蜒的渠道穿過(guò)深山密林，越過(guò)荒灘戈壁，有效調(diào)配水資源，渠道不但線路長(zhǎng)，而且外界環(huán)境惡劣，條件離散分布，水利施工極為困難，這就造成了渠道可能會(huì)出現(xiàn)滑坡、崩漏、坍塌等嚴(yán)重質(zhì)量狀況，造成水利工程安全隱患。因此，必須正面客觀地研究渠道滑坡成因，分析渠道滑坡控制措施，運(yùn)用施工控制、前期預(yù)防、技術(shù)保障、過(guò)程管理等綜合手段提高渠道滑坡防治質(zhì)量，作為解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的前提措施。

1 水利工程渠道施工中滑坡問(wèn)題的成因

水利工程施工可能會(huì)受到地質(zhì)、水文、自然災(zāi)害的影響沒(méi)有達(dá)到預(yù)期，也會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)、施工技術(shù)、工藝選擇問(wèn)題造成客觀影響，因此水利工程存在技術(shù)缺陷、結(jié)構(gòu)不足等因素造成渠道滑坡的安全隱患，如果長(zhǎng)期存在將可能導(dǎo)致滑坡的顯現(xiàn)，根據(jù)水利工程的施工、運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，本文認(rèn)為滑坡成因可以分為外部因素和內(nèi)部因素兩大部分。

1.1 水利工程施工的外部因素引發(fā)的滑坡風(fēng)險(xiǎn)

以系統(tǒng)的眼光看水利工程建設(shè)，外部因素即自然因素、地質(zhì)因素等是影響成水利施工質(zhì)量的重要部分，水利工程經(jīng)過(guò)的地質(zhì)地貌、結(jié)構(gòu)條件、水文巖土、地震洪水、社會(huì)活動(dòng)等都會(huì)或多或少影響水利工程的正常施工，如果在水利工程選擇的地域出現(xiàn)地質(zhì)結(jié)構(gòu)坍塌、土層巖體滑動(dòng)、山坡角度過(guò)陡、地下水位持續(xù)上升等自然問(wèn)題[2]，那么水利工程極易出現(xiàn)下沉、斷裂、崩漏等不可逆損壞，不但影響施工進(jìn)度及安全，而且嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)渠道滑坡，甚至還會(huì)造成水利施工工程項(xiàng)目質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)、返工等問(wèn)題。

1.2 水利工程施工的內(nèi)部因素引發(fā)的滑坡風(fēng)險(xiǎn)

水利工程建設(shè)是復(fù)雜、連續(xù)、相連的系統(tǒng)工程，施工過(guò)程中確定施工方案，運(yùn)用施工器械，應(yīng)用施工工藝、選擇施工隊(duì)伍是關(guān)系水利工程整體質(zhì)量、控制渠道滑坡的內(nèi)部因素。從水利施工整體經(jīng)驗(yàn)及渠道施工來(lái)看，水利施工單位的設(shè)計(jì)方案編制及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)各自不同，針對(duì)渠道施工設(shè)計(jì)有著較大差異，對(duì)于出現(xiàn)的特殊地質(zhì)和環(huán)境所選擇的設(shè)計(jì)方案也有各自特點(diǎn)，在成本、工期、施工工藝的綜合壓力下，如果選擇的設(shè)計(jì)方案不合理或設(shè)計(jì)方案不完備，且采取的技術(shù)不全面，落實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)不系統(tǒng)，使得隱患難以控制，導(dǎo)致了內(nèi)部存有隱患，最終造成水利工程質(zhì)量?jī)?nèi)部不足，渠道極易出現(xiàn)滑坡等現(xiàn)象。

2 渠道滑坡后的技術(shù)處理措施

渠道的滑坡整治首先要勘查現(xiàn)場(chǎng)，精確找準(zhǔn)原因，對(duì)荷載的變化做出正確判別，判斷滑坡發(fā)生后渠道整體穩(wěn)定度，對(duì)地質(zhì)、水文的影響及時(shí)響應(yīng)，再根據(jù)勘探的外界環(huán)境合理設(shè)計(jì)出整治方案。設(shè)計(jì)出的方案要貼合實(shí)際，技術(shù)成熟度的同時(shí)兼顧施工難度?；碌恼纹鋵?shí)防治滑坡的重要措施，因?yàn)橥陚涞恼未胧?，是防止二次滑坡的前提，渠道滑坡是水利工程的主要病害之一，其整治是保證農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水的重要措施[3]，滑坡整治技術(shù)措施一般有：

2.1 排水導(dǎo)滲法

排水導(dǎo)滲法，即構(gòu)建排水體系，首先排開(kāi)地表水，再隔斷地下水，是治理渠道滑坡首選措施，在研究坡度、深度的前提下，按照地質(zhì)區(qū)分，合理構(gòu)建排水體系。

2.1.1 地表排水。地表排水是一種防御型措施，是將地表積水順利引流，通過(guò)攔截水溝的形式，減少土壤水的入滲效率，不會(huì)因?yàn)橥馏w的松軟、滲入造成護(hù)坡塌陷。截水溝距離在渠道主體5m左右，整修時(shí)要注意積水的引流，不影響渠道整體的引水功能。地表排水要注意渠道附近積水下滲，從源頭減少積水對(duì)渠道澆筑結(jié)構(gòu)的侵害，如廣泛采用的坡體縫隙回填技術(shù)，利用防水材料回填縫隙的方式，阻斷或減少滲水對(duì)渠道周邊主體的破壞，考慮到施工成本，截水溝的修筑也可以利用落差將周邊天然的水溝加以整修。

2.1.2 地下導(dǎo)滲。截水溝只能保證地表水減少渠道的影響，而引流將會(huì)不斷帶走渠道周圍細(xì)小的土壤顆粒，減少積水的入滲，還應(yīng)用暗管、砂石導(dǎo)水溝將水輸送到滑坡體外。如構(gòu)建砂漿導(dǎo)水管中再加一層防水材料，控制好水泥、砂漿穩(wěn)定性，以減少積水的入滲。

2.1.3 防止水下滲。水的下滲也是影響渠道穩(wěn)定的不利因素，減少水的下滲對(duì)減少水消耗，提高輸水量，有重要幫助，在可能出現(xiàn)滑坡的渠道主干上，在原有材料上鋪設(shè)防水材料，可以減少水下滲的影響，特殊地段可采用管道輸水。

2.2 削坡減載

水利工程在山區(qū)陡坡，遇到淺推移層是十分常見(jiàn)的，而“削坡減載”是最常見(jiàn)、最簡(jiǎn)單的渠道滑坡防治方式，即整治邊坡。降低坡度，消減橫向載荷，將大土方的土壤壓在坡腳防治渠道主體滑移。“削坡減載”減少巖土本體的上部壓力，減輕上部自重力過(guò)大造成下滑的狀態(tài)，在巖土上部地質(zhì)狀態(tài)可以滿足消減條件時(shí)，可以采用上述辦法，但若因消減不能滿足地質(zhì)穩(wěn)定時(shí)，則可以采用支擋建筑物的方式，遮擋下滑的巖土本體。

底層模塊包括檢測(cè)模塊和控制模塊，其中檢測(cè)模塊包括溫濕度光照檢測(cè)模塊，CO2檢測(cè)模塊，土壤溫濕度檢測(cè)模塊。

2.3 支擋

支擋適用于極不穩(wěn)定的地質(zhì)區(qū)段，不能有效進(jìn)行排水導(dǎo)滲、削坡減載時(shí)，則需要用支擋的方式，構(gòu)筑建筑物，以防止下滑的土體落入渠道，造成渠道堵塞，進(jìn)而影響灌溉。在可能出現(xiàn)坍塌或不適合大土方作業(yè)的區(qū)段，要因地制宜選擇合適的支撐物防止以上險(xiǎn)情的出現(xiàn)，如在河道區(qū)段加固坡腳，減少河水的沖刷。

2.4 暗渠

在地質(zhì)較差地段，或者土質(zhì)較厚區(qū)段，由于惡劣的自然環(huán)境，人工、機(jī)械活動(dòng)受到抑制，可在此種地段進(jìn)行暗渠的修筑，或埋管，或頂管，以確保渠道輸水功能的完備。設(shè)計(jì)人員在開(kāi)工之前應(yīng)當(dāng)設(shè)定岸坡不穩(wěn)定整治方案，調(diào)整明暗渠結(jié)構(gòu)，充分考慮周邊地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)渠道的影響，積極采用暗管的形式，增強(qiáng)渠道整體輸水穩(wěn)定性，降低工程難度，提高作業(yè)效率。

2.5 渡槽

渡槽又稱“飛渠”，在洼地、河流、道路、丘陵等地段，渠道土方作業(yè)受到嚴(yán)重限制，且這些地段人員不易檢查渠道問(wèn)題，維修不便，此時(shí)，常見(jiàn)渡槽進(jìn)行輸水?，F(xiàn)階段渡槽正向預(yù)制化、可吊裝、大流量特點(diǎn)不斷演進(jìn)，渡槽也是解決地輸水困難的重要手段。

2.6 調(diào)整線路

在遇到地質(zhì)條件發(fā)生改變或者設(shè)計(jì)不適應(yīng)時(shí)，施工單位要與設(shè)計(jì)方及時(shí)溝通，尤其在地質(zhì)條件惡劣地段，渠道結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，抗剪切能力不足，易發(fā)生滲漏，進(jìn)而產(chǎn)生渠道滑坡，在無(wú)法后期技術(shù)措施無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則應(yīng)調(diào)整路線，避開(kāi)滑坡區(qū)段。

渠道設(shè)計(jì)階段要盡可能掌握線路地質(zhì)狀況，即使不能全面考察現(xiàn)場(chǎng)，也有必要對(duì)重點(diǎn)區(qū)段進(jìn)行可視化處理，對(duì)渠道斷面、結(jié)構(gòu)尺寸、材料選擇進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，確保渠道不出現(xiàn)滑坡、阻塞狀況，減少人力、物力的反復(fù)投入。

在已經(jīng)開(kāi)工的渠道工程中，設(shè)計(jì)值要與現(xiàn)場(chǎng)情況相適應(yīng)，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)存在失誤，要及時(shí)與設(shè)計(jì)單位溝通，及時(shí)整修邊坡，確保邊坡穩(wěn)定，加強(qiáng)施工工藝調(diào)整，減少施工造成滑坡事故。

3 渠道施工和建設(shè)中防治滑坡的控制措施和管理要點(diǎn)

在施工建設(shè)過(guò)程中對(duì)水利工程進(jìn)行全過(guò)程控制，從設(shè)計(jì)到原材料再到施工工藝的合理選擇，是減少渠道滑坡問(wèn)題發(fā)生最有效的方式，水利工程建設(shè)要進(jìn)行系統(tǒng)化的細(xì)節(jié)性、關(guān)鍵性、重點(diǎn)性的問(wèn)題關(guān)注，結(jié)合施工圖對(duì)各階段要點(diǎn)進(jìn)行把控，以優(yōu)良的施工和管理提高水利工程質(zhì)量。

3.1 前期準(zhǔn)備階段對(duì)渠道滑坡的預(yù)防和控制

從市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)方面來(lái)看，水利工程設(shè)計(jì)、施工、承包不是同一單位，各單位所屬的監(jiān)管部門也互不統(tǒng)屬，設(shè)計(jì)與施工有著本質(zhì)的區(qū)別，因此渠道滑坡的防治要作為要點(diǎn)在設(shè)計(jì)初始階段進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。在水利施工現(xiàn)場(chǎng)，具體到準(zhǔn)備節(jié)點(diǎn)，一般而言，水利工程關(guān)乎民生經(jīng)濟(jì)，其工程質(zhì)量關(guān)系到政府單位公信力，牽頭單位要組織施工方、總承包方、設(shè)計(jì)院圍繞工程質(zhì)量進(jìn)行密切探討，對(duì)該工程經(jīng)過(guò)的地域其地質(zhì)條件、水文氣象、巖土性質(zhì)進(jìn)行多次探討，確定渠道滑坡防治技術(shù)預(yù)案，制定具體防治措施，避免因勘察不足、技術(shù)儲(chǔ)備不足、人員機(jī)械運(yùn)用不足導(dǎo)致渠道建設(shè)存在先天缺陷，全面提升水利工程的抗壓能力，確保資金投入后的最大效益，做好工程缺陷的源頭控制。

3.2 水利工程施工階段對(duì)渠道滑坡的控制要點(diǎn)

當(dāng)水利工程進(jìn)入到渠道構(gòu)筑階段時(shí)，關(guān)注技術(shù)落實(shí)及施工工藝質(zhì)量，是整個(gè)控制階段的核心要點(diǎn)，本階段是渠道成型的關(guān)鍵期，接管單位要派駐專人對(duì)施工單位前期介入，把控水利工程渠道施工順序、材料標(biāo)號(hào)、土方開(kāi)挖、邊坡角度等工程要素，介入人員要有較強(qiáng)的專業(yè)技能，能發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中存在的不足，能掌握水利工程施工所要求的地理、氣象、工程技術(shù)要求，對(duì)渠道設(shè)計(jì)所采取的消減載荷、支擋構(gòu)筑物、鋪設(shè)暗槽等特殊地段施工能夠抓住重點(diǎn)，能夠在渠道土方開(kāi)挖、邊坡加固等過(guò)程中發(fā)現(xiàn)塌方、崩漏等現(xiàn)象時(shí)，果斷制止，干預(yù)叫停施工。在遇到設(shè)計(jì)、施工困難時(shí)，各單位要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，可利用BIM可視化系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析，精準(zhǔn)定位滑坡隱患，科學(xué)制定防治措施，找出合適的解決方案。

3.3 后期對(duì)渠道滑坡的排查和處理要點(diǎn)

水利工程施工進(jìn)行一定的時(shí)間后，渠道基礎(chǔ)、防水材料、坡腳等可能因?yàn)闀r(shí)間的推移及自然環(huán)境的影響出現(xiàn)問(wèn)題，如果小的崩離、開(kāi)裂、隔水溝堵塞不能發(fā)現(xiàn)整治，小問(wèn)題在堆積過(guò)程中易發(fā)生質(zhì)變，進(jìn)而大的滑坡可能會(huì)隨時(shí)發(fā)生，這種對(duì)渠道基礎(chǔ)的損害時(shí)不可逆的，一旦發(fā)生將是整體工程的薄弱點(diǎn)。在施工后期介入人員要組織施工單位對(duì)建設(shè)完成的區(qū)段進(jìn)行拉網(wǎng)式排查，對(duì)漏水、裂縫等問(wèn)題重點(diǎn)管控，并建立項(xiàng)目缺陷問(wèn)題庫(kù)，對(duì)出現(xiàn)的典型現(xiàn)象進(jìn)行分析，尋找到原因，并作為日后維護(hù)重點(diǎn)。而較為重大的渠道滑坡隱患必須向主管部門通報(bào)，以便上級(jí)部門有針對(duì)性調(diào)集力量整合渠道施工。同時(shí)，在水利工程交付后，施工單位要根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)應(yīng)用建立規(guī)范化日常巡視、維護(hù)規(guī)程，并將該規(guī)程教給接收單位，運(yùn)用維護(hù)人員要認(rèn)真閱讀，熟悉內(nèi)容，做好全面維護(hù)渠道護(hù)坡、邊坡等重要構(gòu)筑技術(shù)支持。

3.4 渠道的正常使用要求

渠道的使用必須有一定的設(shè)計(jì)意圖及標(biāo)準(zhǔn)，其中包括：渠道輸水的年輸水量、速度、滲透率需要及時(shí)觀察，掌握不同環(huán)境下渠道徑流量，疏通渠道垃圾及堵塞，保證渠道的輸水效率，增加渠道調(diào)水調(diào)沙功能，以滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。

對(duì)渠內(nèi)及灘地上設(shè)置的偏流建筑物進(jìn)行重點(diǎn)管控，防止因偏流建筑物引發(fā)水流不均，造成渠道滑坡。渠道斷面坡降保持一致，采用施工工藝符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在保證水流流速的前提下，確保農(nóng)業(yè)灌溉的水流穩(wěn)定。

嚴(yán)控超高水位，避免因任意抬高水位造成渠道內(nèi)水流溢出，避免在流量過(guò)大時(shí)，因水流外溢影響邊坡、坡床，當(dāng)出現(xiàn)因降雨導(dǎo)致渠內(nèi)水流外溢后，應(yīng)加強(qiáng)巡視。渠道引水溝、隔水溝等配套設(shè)施的日常維護(hù)要到位，不得在渠道內(nèi)投毒、炸魚(yú)等。渠道流速控制以穩(wěn)定為主，杜絕猛開(kāi)猛關(guān)猛放水流，維護(hù)渠道基礎(chǔ)穩(wěn)定。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，水利工程在生態(tài)保護(hù)、社會(huì)和諧、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面發(fā)揮著愈加重要的位置，水利施工的監(jiān)督必須要著眼于細(xì)節(jié)，立足于質(zhì)量，要對(duì)渠道滑坡問(wèn)題做好專項(xiàng)解決，用積極的干預(yù)、科學(xué)的防治、先進(jìn)的工藝、有效的措施提高工程質(zhì)量，進(jìn)而做好渠道滑坡問(wèn)題的有效防治，保障水利在民生方面的積極作用，為更加美好、更加繁榮、更加和諧的社會(huì)建設(shè)提供可靠的技術(shù)保障。