河套灌区排水工程坍塌治理.pdf

施工技术 河 套 灌 区 排 水 工 程 坍 塌 治 理 ( 内蒙古水利规划设计研究院， 内蒙古 呼和浩特 0 10 0 20 ) 摘要 , , , , 关键词 ; ; 中图分类号:T V 5 4文章标识码: B文章编号:10 0 9- 0 0 88( 2 0 13) 0 2-0 10 8 - 0 2 1治理塌坡的途径及措施 排水沟塌坡的根本原因是地下水位高， 基土抗剪 强度低, 冻胀性强， 在渗流压力作用下产生渗透变形破 坏， 在负温作用下产生冻胀破坏治理排水沟塌坡, 稳 定边坡基土必须从这两方面考虑 1.1降压排水 地下水位高， 这是河套灌区存在的实际问题， 不易 改变， 只能采取疏导办法排出解决方法可用降压排 水， 通过内部排水褥垫或滤水管道将渗水引出， 降低基 土表面渗透压力和逸出点高度， 使基土不产生渗透变 形破坏 1.2换填基土 边坡基土抗剪强度低， 有冻胀性， 在一定区域范围 可换填一种抗剪强度大且无冻胀性的材料， 使基土不 再产生冻胀破坏 无论降压排水， 还是换填基土， 其目的都是保护渗 流出口， 不产生渗透变形和冻胀破坏， 能够畅通排水, 稳定基土, 防止冻胀， 是治理流沙地段排水沟塌坡的有 效途径 2 250 0元大水漫灌马铃薯平均每公顷产为2 7 0 0 0 k g;滴灌比 漫灌马铃薯产量亩增加10 5 0 0 kg由此可见，采用滴灌的水产 比平均为2 3. 8 kg/ m 3， 漫灌的水产比平均为5. 14 kg/ m 3， 滴灌 的水产比比漫灌增加18. 66 k g/ m 3， 水产比提高了463% 考虑 到节水的投资和增产的收益两方面的情况，仅这一个优点就可 为采用漫灌的薯农每公顷增加经济收益1417 5元 此外，膜下滴灌节能也效果明显，节地5% 8% ，节约肥 料,种子40 % ，降低人工费用70 %以上 3. 3 社会效益 ( 1)实现了由被动抗旱向主动抗旱,由传统抗旱向科技抗 旱的转变2 0 0 5年 开始，察右后 旗连续 遭受干旱，特别是 2 0 0 8, 2 0 0 9两年遭受了多年不遇的四季连旱，致使全旗1.3万 hm 2 耕地无法下种，而且2多万hm 2 耕地尽管靠坐水点种保证 了播种和出苗，但后续灌溉跟不上，导致枯苗,死苗，加之6, 7 月份大面积蝗灾爆发，直接使全旗0 .2 2方hm 2 耕地绝收但 在节水灌溉项目区，由于采用了膜下滴灌等节水灌溉技术，不 仅保住了绿色， 保住了庄稼， 创造了 天旱地不旱， 人旱我不旱 的奇迹， 而且让群众的马铃薯卖出了好价钱 ( 2) 起到了示范, 引导, 带动的作用喷灌, 膜下滴灌项目 区建设， 在提高干部群众对节水灌溉认识, 推广先进节水灌溉 技术方面发挥了积极作用从 2 0 0 6 年的全旗 1 套喷灌圈 33 hm 2， 发展到了 2 0 0 8 年累计 87 套, 2 0 0 9 年累计 147 套, 2 0 10 年 累计17 7套，以及膜下滴管0 .2 6万hm 2， 总数发展到了现在的 0 . 82万hm 2， 全旗在村农业人口人均达到了0 . 0 7 hm 2 ( 3)增加了收入，加快了农民脱贫致富的步伐察右后旗 干旱少雨，水资源贫乏，是农民贫困的最主要原因之一，充分利 用现有水资源，大力发展节水灌溉是当地群众脱贫致富的有效 途径喷灌,滴灌,微灌等节水灌溉农业措施与普通的大田灌 溉相比，效益非常可观 ( 4)加快了全旗现代农业发展步伐促使各部门特别是农 民用足科技的推动力量，细化科技,设施,人才三项要素，按 照先示范,后推广,再普及的路子，用现代设施,现代科技, 现代标准,现代组织,现代农民五个现代逐步把现代农业的 各项要素向传统农业渗透 ( 5)察右后旗节水灌溉促进了农业实用技术的大面积推广 应有专家-农技人员-科技示范户的农业科技成果转化 应用快速通道进一步完善，旗,乡,村三级农业科技试验示范网 络基本建立，公益性推广机构为主，农牧民专业合作社,涉农企 业, 农牧业专业服务组织为辅的多元化农技推广服务体系初步 建成( 编校: 郭宝丽) 收稿日期:20 13 - 0 2-25 作者简介: , 80 1内 蒙 古 水 利2 0 13 年第 2期( 总第 144期) 治理排水沟塌坡， 依据正确的方法途径， 可采用多 种措施达到目的根据河套灌区实际， 考虑经济可行, 安全可靠, 施工简便, 有利管理等， 着重采用了下述两 种措施， 即放缓边坡和工程防护 ( 1) 放缓边坡， 在某些地段是一种经济有效的措 施在渗透压力作用下， 边坡上土料的稳定状态， 取决 于土粒本身凝聚力 C, 内磨擦角 和边坡系数 M 以 K 作为渗透稳定系数， 则它是 C, 和 M 的函数， 即: K = f( C M ) K1， 边坡上土粒稳定; K 1， 边坡上土粒不稳 定在流沙地段， 土粒凝聚力极微或者不存在， 可忽略 不计内摩擦角对确定的基土是一定值， 因此， 若要土 粒在边坡上保持稳定， 边坡系数需达到一定数值根 据力系平衡方程式计算， 考虑饱和流沙特性， 内磨擦角 在 2 5 32 条件下， 边坡系数 M 为 6 10 时， 边坡上 土粒才稳定， 也就是说， 边坡渗透稳定系数 K1， 边坡 上基土不产生渗透变形破坏 ( 2 ) 严重塌坡段采用工程防护措施工程防护可 采用多种型式考虑当地具体实际， 着重采用两种结 构型式: 一种是天然砂石料反滤排水体表面护砌， 即在 一定范围内改换边坡表面基土， 将部分渗透稳定性差 的基土， 换成一种渗透稳定性好的砂石料试验工程 为节省投资， 采用丙仑袋装砂砾石作底部滤层和盖重， 上部为任意级配的石料或砂石料， 见图1 图1反滤排水体护砌 图 2排水式挡土墙 另一种结构型式是排水式挡土墙， 称作内部反滤 排水型墙体用丙仑流沙袋堆砌而成， 基础设 1 层透 水性强的丙仑砂砾袋， 墙中设置排水通道， 两者连结为 一体， 所有渗流都通过这个组合体快速排出或者为 挡土墙后设置排水管道， 一端伸入边坡内 5 7 m ， 一 端放入墙中通向排水沟， 这是降压排水和基土换填的 一种组合措施排水式挡土墙结构型式见图2 2排水沟防塌工程设计 防塌工程设计需要一定的基础资料， 如基土主要 物理力学性能， 水力断面要素， 校核和使用条件, 冻深， 最大渗透压力等， 由这些资料进行下列各项计算 ( 1) 边坡稳定性计算基土稳定性计算利用 园弧法和近似园弧法， 验证坡体是否产生滑动破坏 基土边坡稳定性计算按一定的安全系数， 确定不 产生渗透变形的边坡比， 以便采用放缓边坡措施防止 塌坡砂石料反滤排水体边坡稳定计算以一定的 安全系数， 计算出稳定的边坡比砂石料反滤排水 体厚度计算根据可能出现的最大渗透压力， 确定所 需厚度， 确保有效应力大于零 ( 2 ) 排水式挡土墙稳定性计算抗滑动稳定性 计算在确定的水压力, 土压力和自重作用下， 计算出 挡土墙和稳定断面由于是堆砌体结构， 需计算多个 断面抗倾复稳定性计算， 按常规方法进行地 基承载力计算， 验证地基承载力是否满足要求 ( 3) 渗流计算逸出高度计算， 确定工程防护 高度逸出坡降计算， 以便和基土允许临界坡降进 行比较渗透压力计算， 按常规进行渗流通过排 水沟坡体从内坡角逸出时， 还有一定的剩余压力， 1986 1987 年， 在试验段多次实测为 4 KPa 6 KPa安 全系数从防塌工程规模大小和重要性考虑， 安全系 数按四, 五级土坝建筑物对待， 采用1.2 0 3结语 天然砂石料反滤排水体方案， 采用的材料是当地 混合砂石料， 允许水力坡降在 0 .2 8 0 .35 之间， 能满 足反滤排水要求， 能适应地基变形， 还可采用水下和冬 季施工， 是对传统砂石料反滤排水层设置的一次突破 性改进因此， 天然砂石料滤层将会代替传统砂石料 滤层， 应用于反滤排水工程， 造价降低 1/ 2左右， 和新 型土工织物滤层相比， 易被推广应用排水式丙仑流 沙袋挡土墙方案， 主要原材料是丙仑滤布和流砂， 也可 采用水下和冬季施工， 同样安全可靠, 施工简便， 造价 还比前者低( 编校: 王宇霞) 收稿日期:20 13 - 0 3 -20 作者简介:, 90 1河套灌区排水工程坍塌治理赵存和