水利工程施工中渠道滑坡的防治措施

譚成宇 臧俊才

摘要：渠道作為農(nóng)業(yè)水利的輸水的重要途徑，渠系建筑作為整個(gè)水利工程的基礎(chǔ)組成，其運(yùn)行的狀態(tài)直接影響著整個(gè)農(nóng)業(yè)水利的效益發(fā)揮。在山區(qū)由于地理環(huán)境的特殊原因，地面的起伏以及坡度都較大，所以灌溉所需的渠道也多，并且渠線長(zhǎng)，分布的位置也較為分散，因此渠道出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象對(duì)整個(gè)工程的危害是很大的。故，對(duì)渠道滑坡現(xiàn)象的形成原因以及處理辦法、防治辦法進(jìn)行探討具有重要意義。文章將重點(diǎn)介紹水利工程渠道滑坡防治措施，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：渠道；滑坡；成因；處理；防止

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(yùn)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(zhǎng)，位置分散，渠道滑坡是渠道工程危害大，最常見(jiàn)的水毀形式。因此，探討渠道滑坡的原因及對(duì)其處理和防止對(duì)搞好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作具有重要意義。

一、導(dǎo)致渠道滑坡的內(nèi)外原因

1、主觀原因

由于渠道自身和周邊環(huán)境存在很大的結(jié)構(gòu)缺陷，導(dǎo)致很多渠道所處地段條件較差，土層結(jié)構(gòu)薄弱，很容易受到水蝕、風(fēng)化、冰融等外力因素影響，從而引起變形塌落，直接減小渠道基礎(chǔ)強(qiáng)度，引起滑坡。從重力角度分析，斷層越多，斜角就越陡，坡度更大，相應(yīng)的累積勢(shì)能越多，滑坡概率也越大。因此，在實(shí)際水利工程施工中，坡體外形條件很大程度上影響了渠道活動(dòng)能力以及穩(wěn)定性。

同時(shí)，由于渠道主要出于坡體內(nèi)部，本身存在裂隙以及斷層等問(wèn)題，當(dāng)斜坡角度和滑動(dòng)趨勢(shì)一致時(shí)，給渠道滑坡提供了極大的促進(jìn)因子。

2、客觀原因

影響渠道滑坡的客觀原則主要分為：自然和人為兩種情況：

2.1 自然因素

從自然的角度進(jìn)行分析，對(duì)渠道滑坡影響最大的因素是水，渠道輸水與自然降水對(duì)地表土層以及渠道土體會(huì)造成不同程度的浸泡和腐蝕。同時(shí)，由于地下水的變化流動(dòng)，導(dǎo)致很多土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，結(jié)合能力差，當(dāng)滑移產(chǎn)生時(shí)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)無(wú)法給予足夠的阻力，給滑坡提供了有力的前提條件。另外，渠道還受強(qiáng)風(fēng)、地震等因素影響，造成不同強(qiáng)度的渠道滑坡。

2.2 人為因素

人為原因主要表現(xiàn)在：渠道設(shè)計(jì)、施工階段失誤以及施工過(guò)程的不恰當(dāng)。在設(shè)計(jì)階段，由于渠道結(jié)構(gòu)和周邊地質(zhì)考慮不完善，導(dǎo)致設(shè)計(jì)強(qiáng)度不能滿足工作需求，在渠道結(jié)構(gòu)先天性缺陷的影響下，引起滑坡等現(xiàn)象。在過(guò)程施工中，由于處理方法不當(dāng)，例如：過(guò)度使用爆破手段，對(duì)渠道坡體造成嚴(yán)重振動(dòng)，從而引起塌陷；同時(shí)，由于措施不力，地基結(jié)構(gòu)和渠道本體結(jié)合方法喪失了本來(lái)的功效，讓結(jié)合層面存在嚴(yán)重的滑動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。另外，在使用渠道的過(guò)程中，由于采用不正規(guī)方式操作，導(dǎo)致渠道結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化，讓坡體和渠體產(chǎn)生巨大的滑移；例如：過(guò)度采掘渠道下端，引發(fā)牽引式滑坡；在坡頂壓重物等造成推移式滑坡，都是人為因素破壞。

二、渠道滑坡治理的理論依據(jù)

目前膨脹土滑坡的破壞機(jī)理和抗剪強(qiáng)度取值方法的研究理論主要包括：漸進(jìn)性破壞理論、風(fēng)化層理論、分期分帶理論。

1、漸進(jìn)性破壞理論：破壞從土坡某處表面開(kāi)始，逐漸向坡內(nèi)發(fā)展，土的抗剪強(qiáng)度在滑動(dòng)面上并非同時(shí)發(fā)揮，部分土體則為峰值強(qiáng)度。

2、風(fēng)化層理論：塹坡開(kāi)挖后，新鮮的坡面暴露在大氣營(yíng)力作用下，受到風(fēng)吹、日曬、雨水沖刷和滲透作用。在年復(fù)一年的干濕循環(huán)作用下，形成和大氣營(yíng)力相適應(yīng)的風(fēng)化層。風(fēng)化層內(nèi)土體強(qiáng)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(fù)膨脹和收縮，導(dǎo)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(kuò)展，直到形成錯(cuò)綜復(fù)雜的裂隙網(wǎng)絡(luò)。這種裂隙網(wǎng)絡(luò)破壞了土體的完整性，為表面的膨脹土進(jìn)一步風(fēng)化創(chuàng)造了條件，為雨水的滲入和蒸發(fā)開(kāi)了方便之門。

膨脹土邊坡開(kāi)挖的卸荷作用也會(huì)促進(jìn)土體中裂隙的發(fā)展。開(kāi)挖導(dǎo)致坡腳處水平應(yīng)力增加，在坡腳形成剪應(yīng)力集中區(qū)，使該區(qū)的土體達(dá)到塑性極限狀態(tài)，產(chǎn)生較大的變形而軟化，抗剪強(qiáng)度降低了殘余值。邊坡往往在該區(qū)域首先失穩(wěn)滑動(dòng)，然后應(yīng)力集中區(qū)向上轉(zhuǎn)移，造成邊坡的牽引式滑坡。

三、渠道滑坡處理措施以及方法

在實(shí)際水利工程渠道滑坡處理過(guò)程中，必須根據(jù)地質(zhì)勘察，認(rèn)真分析渠道滑坡原因，從而明確渠道滑坡穩(wěn)定程度，根據(jù)相關(guān)滑坡施工方案，施工技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、易實(shí)施的處理措施，從根本上整治滑坡。目前，我國(guó)渠道滑坡處理方式主要有：排水導(dǎo)滲、支檔、地表排水、埋管、改線以及渡槽等措施。

1、排水導(dǎo)滲

排水導(dǎo)滲是排去地表水，進(jìn)行地下水疏導(dǎo)的有力措施，應(yīng)該根據(jù)渠道實(shí)際情況采用不同的排水方案。地表排水，主要根據(jù)滑坡體地表水?dāng)r截旁引為主，在相應(yīng)滑坡5米以外的地域修筑相應(yīng)的環(huán)形截水溝，通過(guò)保障截水溝質(zhì)量和深度，讓滑坡體外的水不滲入滑坡體內(nèi)。在這個(gè)過(guò)程中，必須以引出和防止下滲為基準(zhǔn)，將滑坡體內(nèi)多種裂縫務(wù)實(shí)回填，從而有效防止地表水繼續(xù)下降；通過(guò)滑坡范圍的自然排水溝，將地表水快速的排入滑坡體外。

為了有效防止滑坡范圍外部地下水進(jìn)入滑坡體內(nèi)，一般運(yùn)用截水盲溝的方式，將地下水排除滑坡體外。防止地下水下滲主要針對(duì)滑坡體較大、較深層、無(wú)法治理的，建筑物必須避免滑坡體，采用減少地表水，避免渠道下滲水進(jìn)入的方式進(jìn)行防治。

2、削坡減載、支檔和埋管

削坡減載主要是通過(guò)推移式淺層滑坡，減小滑坡的動(dòng)力，作為最基本的方法，一般采用削緩邊坡，將上部削下土體反壓在坡腳的方式，從而穩(wěn)定滑坡。支檔是在渠道已經(jīng)塌方或者即將塌方的地方進(jìn)行擋護(hù)措施。例如：加固坡腳擋墻、干砌護(hù)坡等，可以采用拱式或者連供的方式進(jìn)行擋墻處理。埋管主要是將地上轉(zhuǎn)換為地下，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件比較差時(shí)，山坡陡峻或者覆蓋土層較厚，從外面考慮難度比較大，必須盡量避免滑體，并且轉(zhuǎn)為地下，在安全可靠的同時(shí)，節(jié)省工程量。

3、渡槽、改移線路

對(duì)于山區(qū)渠道，容易產(chǎn)生山巖崩塌的地域，由于地形地質(zhì)條件比較復(fù)雜，維護(hù)養(yǎng)護(hù)難度比較大，因此，一般采用建渡槽輸水的方式。對(duì)于小型工程建設(shè)，在選定渠線時(shí)，由于沒(méi)有相應(yīng)的地質(zhì)勘查工作，導(dǎo)致渠道修筑在滑坡體上，從而引起渠道不穩(wěn)定，必須采取相應(yīng)的處理措施進(jìn)行處理，從而避開(kāi)滑坡地段。

四、渠道滑坡防治

1渠道滑坡防治應(yīng)從設(shè)計(jì)規(guī)劃入手，摸清渠線地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況，避開(kāi)地質(zhì)不良地段，無(wú)法避開(kāi)時(shí)應(yīng)采取切實(shí)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施工階段，應(yīng)平臺(tái)開(kāi)挖后抽溝，開(kāi)挖坡度根據(jù)開(kāi)挖后地質(zhì)情況，對(duì)設(shè)計(jì)邊坡過(guò)陡給予修正，確保邊坡穩(wěn)定。對(duì)施工中發(fā)現(xiàn)可能滑坡的地段要及時(shí)處理，減少損失。

3在渠道日常維護(hù)管理中，渠道應(yīng)嚴(yán)格控制在正常水位運(yùn)行，要加強(qiáng)渠道巡視檢查，檢查排洪設(shè)施是否運(yùn)行正常，渠道雜草淤積要及時(shí)清理，對(duì)局部滲漏破壞和集中漏水，應(yīng)查明原因，堵死通道，做好渠道防滲處理。對(duì)于渠道裂縫，應(yīng)查明裂縫類型并進(jìn)行處理。對(duì)不太深的表層裂縫可采用開(kāi)挖回填的辦法處理，對(duì)較深的內(nèi)部裂縫可采用灌漿法處置。

五、小結(jié)

對(duì)于渠道滑坡的處理，很可能幾種方法同時(shí)采用，進(jìn)行綜合治理。尤其是排水措施，無(wú)論何種滑坡，都必須進(jìn)行排水處理，水對(duì)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(qiáng)渠道巡視檢查，爭(zhēng)取做到長(zhǎng)治久安。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄭穎人等編著. 邊坡與滑坡工程治理[M].人民交通出版社.2007

[2] R.L.舒斯特R.J.克利澤克.滑坡的分析與防治.1958.

[3] 溫超奇.淺析水利工程渠道滑坡的原因與對(duì)策[J].廣東建材，2007