小井沟水库渠系调水工程水毁处理措施浅谈

王 勇

(自贡小井沟水利工程有限责任公司，四川 荣县，643000)



工程整治

小井沟水库渠系调水工程水毁处理措施浅谈

王 勇

(自贡小井沟水利工程有限责任公司，四川 荣县，643000)

本文主要分析四川小井沟渠系调水工程衬砌渠道损毁的原因和采用的处理方案。通过固岸、引流、减压等处理措施，加快了工程建设进度，减小了由此带来的损失及二次施工的困难，保证了工程安全。

小井沟水库 渠系工程 水毁原因 处理措施

1 工程概况

四川自贡市小井沟水库工程位于荣县越溪河上，是为了解决城区供水以及灌区农业灌溉、农村人畜供水等而兴建的一处综合利用的大(2)型水利工程，包括小井沟水库大坝枢纽工程和输水渠系两部分。其中，输水渠系工程全长30.403km，涵盖渠道、隧洞、渡槽、暗渠、倒虹吸等多种结构物，衬砌渠道总长13.373km。

根据不同的地质情况及围岩类别，将渠道类型分为全挖段、半挖半填段和全填方段，开挖横断面最大跨度达10m，最深约3.2m，填筑高度最高达12m。根据不同的渠道类型，分别设计成1∶0.5、1∶0.75、1∶1.5的开挖坡比。混凝土衬砌厚度10cm～12cm，每5m分一仓。渠道的开挖、衬砌施工历经两个汛期，在汛期强降雨和地下渗流的破坏作用下，渠道挖方段边坡存在边坡坍塌、滑坡现象，填方段渠道渠堤存在漫堤、崩塌、溃堤现象，衬砌边墙和底板抬动破损严重，严重影响了工程建设进度和工程质量。

2 水毁现象及原因分析

小井沟工程衬砌渠道多为填方段渠道或半挖半填渠道，造成水毁原因很多，经综合考虑多方面因素，主要体现在以下几方面：

2.1 边坡未喷护，软岩夹层多发育

多处挖方渠道两侧为高边坡，表层覆盖层较厚，在开挖完成后未能及时进行喷护作业，经雨季降水长期浸泡，边坡抗剪强度大幅降低，加之当地多以泥质砂岩层为主，节理和裂隙较发育，雨季岩层中的软弱夹层经雨水浸泡软化，在重力及外界扰动下，极易产生坍塌和滑坡现象，造成人员伤亡和建筑物损毁。

2.2 爆破开挖强震动

渠道开挖多采用爆破开挖，施工作业时为加快施工进度，减少成本投入，采用大药量深孔爆破，爆破产生巨大震动和冲击波加速了两侧边坡岩层扰动，减小岩层间的粘滞力和摩擦阻力，经过多次爆破开挖后，节理裂隙较发育的岩体出现大面积松动，在重力和强震动的双重作用下引发地质灾害。

2.3 洪水漫过渠堤

部分渠道边坡垮塌后，大量泥石混合物涌入开挖渠道，阻塞渠道过流，大面积地表汇水流入渠道后无法及时排泄，造成渠道内水面雍高，漫过填方渠道渠顶，对填方段渠堤产生冲刷和浸泡危害，使渠堤的整体性和抗剪切能力大幅降低，进而造成渠堤崩塌和决堤现象发生。

2.4 没有完善地下排渗设施

在汛期特别是地下渗流较大的地区，设计时未考虑地下排水设施，导致汛期地下水位升高，衬砌边墙阻塞原地下渗流通道，在衬砌渠面道形成巨大的渗流压力和扬压力，在地下渗流破坏作用下致使渠道底板翻砂脱空，边墙开裂破损。

2.5 未对构造物采取保护措施

由于渠道沿线横跨多个城镇，分别由数家施工单位承建，在管理方面存在不足。部分填方段渠道渠堤背面被当地百姓当作耕地使用，破坏了原有的边坡植被，且部分渠堤填筑完成后未采取相应的水保环保措施，长期雨水冲刷，致使填土大量流失，坡脚损毁严重，部分边坡长期冲刷浸泡甚至出现垮塌现象。

2.6 结构设计缺陷

明渠开挖完成后，均采用10cm厚的C15素混凝土进行衬砌，在抵抗拉应力和切应力方面表现不足。在渗流压力和扬压力作用下，部分明渠底边及边墙受拉产生大面积裂缝。特别是填方段渠道，在衬砌混凝土下方底板和边墙均铺设有防渗土工膜，填土出现不均匀沉降，渗流压力和扬压力破坏作用较挖方段更明显，拉裂、抬动破坏现象更为严重，有的甚至整块抬动，并将大量的淤泥带入渠道，造成了巨大的经济损失，也给后期的清理再施工处理带来不小的困难。

3 采取的处理措施

由于汛期水毁造成大量水毁现象发生，部分渠段需要重新组织施工，导致工程变更投资剧增。为了控制施工成本，保证工程完工质量，方便施工人员操作和后续施工，主要采取以下保护措施：

3.1 边坡及时喷护、锚固

对于高边坡挖方段渠道，在开挖完成后，对边坡上增设排水孔，组织工人及时对边坡进行挂网喷护，对于存在垮塌风险的边坡增设锚杆加固，在边坡开口线外设置截水沟，减少地表汇水流入渠道和抬高地下水位。

3.2 封堵裂缝，增设抗滑措施

对于存在潜在滑坡的边坡，及时封闭拉裂缝隙，做好排水设施，在存在潜在滑动边坡上布置多排锚筋束，并在靠近渠道开口线处设置钢筋混凝土抗滑桩，增加边坡的抗滑稳定性，保证渠道的施工安全。

3.3 调整结构物形式，优化应力分布

对于尚未开挖的高边坡大挖方量渠道，采取设计优化方案，将明渠改为隧洞或暗渠。改成暗渠后应采取分段跳仓开挖施工，施工完成后及时回填，保证应力传递的连续性。改成隧洞后施工期间做好地表的沉降观测和地表水的引排工作。对于高填方段明渠改为小型渡槽，既减小了土方填筑量，还有利于渠道附近的排水，避免填土的不均匀沉降造成结构损坏。

3.4 调整开挖方式

采用机械破碎头逐层破碎开挖替代传统爆破开挖方式，或采用小药量分多次爆破开挖，减小对两岸岩层的扰动，避免产生大面积滑坡等自然灾害。在开挖期间，加强对两岸边坡的观测，如有异常及时采取加固措施，保证施工安全。

3.5 增设填筑抗滑层，改善行洪条件

为改善渠道的行洪条件，在条件允许的情况下，增设泄洪闸以保证有超设计标准的洪水时能及时宣泄。同时，为增强填方渠道的抗滑稳定性，在进行渠堤填筑时，每60cm一层碾压填筑，层间铺设土工格栅，使各碾压层间结合紧密，增大层间抗滑力和填方渠堤的整体性，保证在有翻堤洪水时不再出现崩塌、溃堤现象。

3.6 渠道内设置排水减压设施

在已经衬砌完毕的渠道地板和边墙上增设排水孔。排水孔高度应在正常水位以上15cm，仰角5°，孔内填充直径3cm～5cm碎石，在孔口位置安装单向阀，单向阀出水口与渠道衬砌面齐平。在下次汛期来临时，地下渗水所裹带的泥沙基本都能被碎石过滤，同时大量的地下渗流经由排水孔排除，极大减小渗流压力对衬砌底板和边墙造成损毁，避免了枯水期渠道用水从排水孔渗走。

3.7 完善渠道的排水设施

对于未衬砌的渠道，开挖时在底板两侧设置纵向排水盲沟，尺寸15cm×15cm，填料采用碎石(卵石破碎制成)，沟内碎石用无纺布包裹，避免长期使用会对排水通道造成阻塞，通过盲沟将渗水从渠底引至附近的排水沟内，降低地下水位，进一步减小地下渗流对渠道衬砌造成的危害。

3.8 调整渠道的衬砌厚度

对于开挖后渗水严重的渠道，除采用以上降压排水措施外，可增加混凝土底板和边墙的衬砌厚度，厚度由原来的10cm～12cm调整至20cm。并将渠道衬砌的结构形式改为重力挡墙式，增加自重，增强对渗流压力的抵抗作用。

3.9 加强沿线的巡查、保护

加强对沿线渠道的巡查管理，禁止在填方渠道等建筑物征地保护范围内进行土地耕种，并对沿线未进行水土保持的边坡进行环保绿化措施处理，减少水土流失，保证渠道安全。同时，在沿线渠道两侧增设防护网，保证输水建筑物的结构安全和饮水安全。

4 结语

由于前期设计未能全面考虑修建渠道所处位置的地质情况，导致在渠道施工中部分地段因降雨、地下渗流及地质灾害的发生出现不同程度的损毁。但后期及时采取以上补救性处理措施，广泛地应用于已损毁和仍在建设的渠道中，使渠道工程按照设计工期按时完工，并保证了工程施工质量。施工期间采取的优化加固措施，有效地减少了地质灾害的发生，保证了工程施工安全，避免同类损毁再次发生。

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2095-1809(2015)04-0036-03