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【摘要】水利工程是农业发展的基础,渠道和渠系建筑物运行的好坏在水利工程中很重要,直接关系到渠道的正常输水和灌溉效益的充分发挥,渠道滑坡是渠道工程危害大,最常见的水毁形式。
【关键词】水利工程;渠道滑坡;处理;防治
水利工程是农业发展的基础,其中渠道又是水利工程中重要组成部分。渠道滑坡是渠道工程危害大,最常见的水毁形式。渠道因渠线经过恶劣地质、土质差地段,施工质量差,开挖破坏岸坡自然平衡,渠堤边坡过小,渠道渗漏等,都有可能引发滑坡现象。因此,探讨渠道滑坡的原因及对其处理和防止对搞好农业生产工作具有重要意义。
1. 水利工程渠道滑坡的成因 渠道滑坡指的是由于多种原因具有滑动的斜坡中合作用的结果。但对某一特定滑坡总有一或两个因素对滑坡的发生起控制作用,我们称它为主控因子,在滑坡防治中应着力找出主控因子及其作用的机制和变化幅度,并采取主要工程措施消除或控制其作用以稳定滑坡,对其他因素则采取一般性措施达到综合性治理的目的,如地下水作用引起者以地下截排水工程为主,因削弱坡体支撑力引起者则以恢复和加强支挡工程为主。具体的原因有:
1.1 在渠线经过地段地质、土壤条件特别不好的条件下,就会出现软弱土层、断层、风化土层,由于岩层倾向渠内,所以沿层面容易产生滑坡。
1.2 如果削弱抗滑阻力就要改变滑带土的性状,例如降低滑带土强度的因素有地表水下渗、地下水位变化、灌溉用水下渗、潜蚀和溶蚀作用等。
1.3 要增加下滑力同时又要缩小抗滑力甚至造成滑带土结构破坏(如液化)的因素,如地震和爆破震动等。
2. 渠道滑坡治理的理论依据 目前膨胀土滑坡的破坏机理和抗剪强度取值方法的研究理论主要包括:渐进性破坏理论、风化层理论、分期分带理论。
2.1 渐进性破坏理论:破坏从土坡某处表面开始,逐渐向坡内发展,土的抗剪强度在滑动面上并非同时发挥,部分土体则为峰值强度。
2.2 风化层理论:堑坡开挖后,新鲜的坡面暴露在大气营力作用下,受到风吹、日晒、雨水冲刷和渗透作用。在年复一年的干湿循环作用下,形成和大气营力相适应的风化层。风化层内土体强度降低造成土坡破坏。
2.3 分期分带理论:气候的交替变化使膨脹土反复膨胀和收缩,导致膨胀土体松散,形成不规则次生裂隙,并使原生裂隙不断扩展,直到形成错综复杂的裂隙网络。这种裂隙网络破坏了土体的完整性,为表面的膨胀土进一步风化创造了条件,为雨水的渗入和蒸发开了方便之门。
膨胀土边坡开挖的卸荷作用也会促进土体中裂隙的发展。开挖导致坡脚处水平应力增加,在坡脚形成剪应力集中区,使该区的土体达到塑性极限状态,产生较大的变形而软化,抗剪强度降低了残余值。边坡往往在该区域首先失稳滑动,然后应力集中区向上转移,造成边坡的牵引式滑坡。
边坡稳定分析中的不确定因素可以分为两种:模糊性和随机性。膨胀土边坡的稳定性主要受到荷载的几何形状、土体材料等有关因素的影响,它们都具有较强的不确定性,在进行工程设计和安全评价时,应考虑到分析过程中包含的各项不确定因素。
3。 渠道滑坡处理的具体措施
3.1 截流排水。截流排水主要是为了防止地表水、地下水和山洪冲刷对渠道的破坏,产生滑坡或进一步恶化滑坡程度。对于滑坡体外的地表水,常采用拦截旁引的方法;对于滑坡体内的地表水,常采用防渗汇流、快速排走的方法;对于滑坡体内的地下水,常采用通畅导渗、及时排水的方法。
3.2 削坡反压。渠道边坡的土体的平稳遭到破坏,造成滑坡,通过其形成原理,我们可以采取卸荷减载的措施,恢复滑坡体平衡达到阻滑作用,削坡主要针对主滑部分后缘,使边坡放缓,上部重量减轻,达到减小剩余下滑力的目的。同时将削坡的土体压在坡脚部位,起到增大抗滑能力的作用,增加滑体的稳定性。
4. 渠道滑坡的防治
4.1 渠道滑坡防止应从设计规划入手,摸清渠线地质结构情况,避开地质不良地段,无法避开时应采取切实可行工程措施以予防止。选择合理渠道结构和边坡,确保渠道稳定安全。
4.2 保证施工质量
(1)采用正确施工程序,开挖断面时,应自上而下进行,切忌先开槽,后削坡。对一般渠道,应按设计标准满足土壤稳定的要求。
(2)填方或半填方渠道新老土结合处,要严格控制施工质量,做好清基处理,将清基面做成阶梯形,并清除草根、树根、碎石等杂物,减小向下的滑动力。
(3)当采用人工爆破时,应严格控制炸药用量,当岩层破碎、节理裂隙发育时,不宜采用大爆破,以免震动岩层和加剧节理裂隙,促进滑动的形成。
【关键词】水利工程;渠道滑坡;处理;防治
水利工程是农业发展的基础,其中渠道又是水利工程中重要组成部分。渠道滑坡是渠道工程危害大,最常见的水毁形式。渠道因渠线经过恶劣地质、土质差地段,施工质量差,开挖破坏岸坡自然平衡,渠堤边坡过小,渠道渗漏等,都有可能引发滑坡现象。因此,探讨渠道滑坡的原因及对其处理和防止对搞好农业生产工作具有重要意义。
1. 水利工程渠道滑坡的成因 渠道滑坡指的是由于多种原因具有滑动的斜坡中合作用的结果。但对某一特定滑坡总有一或两个因素对滑坡的发生起控制作用,我们称它为主控因子,在滑坡防治中应着力找出主控因子及其作用的机制和变化幅度,并采取主要工程措施消除或控制其作用以稳定滑坡,对其他因素则采取一般性措施达到综合性治理的目的,如地下水作用引起者以地下截排水工程为主,因削弱坡体支撑力引起者则以恢复和加强支挡工程为主。具体的原因有:
1.1 在渠线经过地段地质、土壤条件特别不好的条件下,就会出现软弱土层、断层、风化土层,由于岩层倾向渠内,所以沿层面容易产生滑坡。
1.2 如果削弱抗滑阻力就要改变滑带土的性状,例如降低滑带土强度的因素有地表水下渗、地下水位变化、灌溉用水下渗、潜蚀和溶蚀作用等。
1.3 要增加下滑力同时又要缩小抗滑力甚至造成滑带土结构破坏(如液化)的因素,如地震和爆破震动等。
2. 渠道滑坡治理的理论依据 目前膨胀土滑坡的破坏机理和抗剪强度取值方法的研究理论主要包括:渐进性破坏理论、风化层理论、分期分带理论。
2.1 渐进性破坏理论:破坏从土坡某处表面开始,逐渐向坡内发展,土的抗剪强度在滑动面上并非同时发挥,部分土体则为峰值强度。
2.2 风化层理论:堑坡开挖后,新鲜的坡面暴露在大气营力作用下,受到风吹、日晒、雨水冲刷和渗透作用。在年复一年的干湿循环作用下,形成和大气营力相适应的风化层。风化层内土体强度降低造成土坡破坏。
2.3 分期分带理论:气候的交替变化使膨脹土反复膨胀和收缩,导致膨胀土体松散,形成不规则次生裂隙,并使原生裂隙不断扩展,直到形成错综复杂的裂隙网络。这种裂隙网络破坏了土体的完整性,为表面的膨胀土进一步风化创造了条件,为雨水的渗入和蒸发开了方便之门。
膨胀土边坡开挖的卸荷作用也会促进土体中裂隙的发展。开挖导致坡脚处水平应力增加,在坡脚形成剪应力集中区,使该区的土体达到塑性极限状态,产生较大的变形而软化,抗剪强度降低了残余值。边坡往往在该区域首先失稳滑动,然后应力集中区向上转移,造成边坡的牵引式滑坡。
边坡稳定分析中的不确定因素可以分为两种:模糊性和随机性。膨胀土边坡的稳定性主要受到荷载的几何形状、土体材料等有关因素的影响,它们都具有较强的不确定性,在进行工程设计和安全评价时,应考虑到分析过程中包含的各项不确定因素。
3。 渠道滑坡处理的具体措施
3.1 截流排水。截流排水主要是为了防止地表水、地下水和山洪冲刷对渠道的破坏,产生滑坡或进一步恶化滑坡程度。对于滑坡体外的地表水,常采用拦截旁引的方法;对于滑坡体内的地表水,常采用防渗汇流、快速排走的方法;对于滑坡体内的地下水,常采用通畅导渗、及时排水的方法。
3.2 削坡反压。渠道边坡的土体的平稳遭到破坏,造成滑坡,通过其形成原理,我们可以采取卸荷减载的措施,恢复滑坡体平衡达到阻滑作用,削坡主要针对主滑部分后缘,使边坡放缓,上部重量减轻,达到减小剩余下滑力的目的。同时将削坡的土体压在坡脚部位,起到增大抗滑能力的作用,增加滑体的稳定性。
4. 渠道滑坡的防治
4.1 渠道滑坡防止应从设计规划入手,摸清渠线地质结构情况,避开地质不良地段,无法避开时应采取切实可行工程措施以予防止。选择合理渠道结构和边坡,确保渠道稳定安全。
4.2 保证施工质量
(1)采用正确施工程序,开挖断面时,应自上而下进行,切忌先开槽,后削坡。对一般渠道,应按设计标准满足土壤稳定的要求。
(2)填方或半填方渠道新老土结合处,要严格控制施工质量,做好清基处理,将清基面做成阶梯形,并清除草根、树根、碎石等杂物,减小向下的滑动力。
(3)当采用人工爆破时,应严格控制炸药用量,当岩层破碎、节理裂隙发育时,不宜采用大爆破,以免震动岩层和加剧节理裂隙,促进滑动的形成。