淺談喀斯特地貌渠道水毀修復(fù)的方法

楊開相

貴州省天柱魚塘水庫灌溉工程管理處 556699

摘要：喀斯特地貌修筑水工建筑時(shí)，常常會(huì)因該區(qū)域的特殊地質(zhì)條件，影響修筑預(yù)期工期及其質(zhì)量，在水工建筑修繕時(shí)，更是需要一定的技術(shù)支持，特殊地質(zhì)采取不同的方法進(jìn)行施工。本文以貴州省天柱縣魚塘水庫及其主干渠近年來的修復(fù)作為案例，簡單介紹喀斯特地貌渠道水毀修復(fù)的一些方法。

關(guān)鍵詞：天柱縣；魚塘水庫；喀斯特；渠道；水毀修復(fù)

一、魚塘水庫工程概述

魚塘水庫位于天柱縣城西北面的鑒江上游，系貴州省建國以來經(jīng)國家計(jì)委、水利部第一個(gè)審批修建的中型水利灌溉工程。壩址以上集雨面積259 km2，年產(chǎn)水量1.69億立方米。該工程由貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院規(guī)劃設(shè)計(jì)；91年復(fù)建的審批規(guī)模為：水庫樞紐大壩壩高39.5m，正常蓄水位475m，總庫容5028萬m3；渠系工程計(jì)有總干渠一條、干渠三條、支渠七條，全長212.34km，灌溉面積10.5萬畝田。工程建成后，以灌溉為主，兼顧防洪、發(fā)電、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游、生活用水等功能。

工程經(jīng)歷了78年動(dòng)工興建，81年緩建，91年復(fù)建。截止2003年，工程已按復(fù)建的審批規(guī)模完成了大壩樞紐工程，總干渠一條24.34KM，干渠三條59.16KM（其中：蘭田干渠24.08KM，天柱干渠9.58KM，白市干渠25.5KM）；完成搬遷安置移民1396戶6391人。魚塘水庫工程概算總投資為13654萬元。其中：緩建前概算投資2840萬元；續(xù)建后概算投資10814萬元（審批概算7300萬元，追加概算3514萬元）。工程興、續(xù)建累計(jì)完成投資12748.68萬元。占概算總投資13654萬元的93.4%，其中緩建前完成1954.68萬元；續(xù)建后完成10794萬元。1999年 6月12日水庫正式下閘蓄水投入468米水位試運(yùn)行。成立常設(shè)機(jī)構(gòu)天柱魚塘水庫灌溉工程管理處對工程進(jìn)行管理及修繕。

由于總干渠、三條干渠經(jīng)過的地層，主要為板溪群砂板巖和變余砂巖，變余凝灰?guī)r，白堊系紫紅色砂巖；板溪群變余長石砂巖和沙質(zhì)泥巖，天然坡度較大，常出現(xiàn)淺層滑坡。其次為二迭系陽新灰?guī)r和吳家坪灰?guī)r及煤層，局部地段分布白堊系砂巖和泥巖；陽新灰?guī)r和吳家坪灰?guī)r煤層，表土履蓋下的煤洞巖溶特多，多處出現(xiàn)溶坑塌陷，須采取修建鋼筋混凝土座槽等方式進(jìn)行處理。

二、渠道損毀的危害

自2002年以來，水庫功能已逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樘熘h城唯一供水水源。沿途受益的村寨、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和縣城人口約10萬人。主要通過總干前15公里和天干9.5公里明渠供水。因要承擔(dān)人口約10萬人的供水任務(wù)，一旦發(fā)生損毀，需盡快恢復(fù)供水，以維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定，發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)；因此該段渠道維修必須按搶修性質(zhì)組織實(shí)施。渠道損毀會(huì)帶來以下危害：

1、由于渠道大多處于半坡，上、下方為民房、稻田、公路、廠礦、學(xué)校、墳地等，出現(xiàn)水毀，會(huì)給人民帶來財(cái)產(chǎn)損失，甚至危及生命。

2、由于縣城的唯一生活水源靠渠道輸送，出現(xiàn)水毀，縣城供水中斷，縣城10萬人的生產(chǎn)生活用水無法解決，將影響社會(huì)穩(wěn)定、影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展、影響天柱形象。

3、魚塘渠道還承擔(dān)著農(nóng)田灌溉的任務(wù)，出現(xiàn)水毀，將影響下游幾萬畝的農(nóng)田灌溉，造成糧食低產(chǎn)甚至絕收，農(nóng)民生存受到威脅。

4、魚塘渠道沿途村民生產(chǎn)生活都使用渠道水，渠道水毀停止供水后，對沿途村民生產(chǎn)生活產(chǎn)生極大影響。

三、魚塘渠道損毀的原因及現(xiàn)狀

因該渠道處于喀斯特地貌，溶溝溶槽異常發(fā)育，加之年久失修和山洪災(zāi)害等。造成渠道內(nèi)外坡滑坡垮塌和底部沉坑，渠道無法運(yùn)行。加之渠道大多處于半坡上，臨空面高，地質(zhì)地貌特殊，經(jīng)常發(fā)生垮塌，主要狀況如下：

1、暴雨形成山洪，沖毀渠道，長度從幾米到幾十米；

2、暴雨造成土體水量飽和，形成大滑坡，沖毀渠道或阻斷渠道，長度從幾米到幾十米；

3、渠道經(jīng)過地質(zhì)地貌為喀斯特，溶溝溶槽異常發(fā)育，以及地殼破壞活動(dòng)等，長期運(yùn)行，在伸縮縫或薄弱處發(fā)生滲漏帶走土粒，導(dǎo)致渠道底部形成空洞，在水體重力作用下，形成深度溶坑，深度從幾米到十米左右。

四、處理方法

1、渠道水毀修復(fù)設(shè)計(jì)原則：考慮當(dāng)?shù)亟煌ê徒ú臈l件，在遵循安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、美觀的基礎(chǔ)上，要求快速，并與其他設(shè)施相協(xié)調(diào)。

2、施工隊(duì)伍確定：根據(jù)不同水毀情況區(qū)別對待，如塌方清除，量少的由當(dāng)?shù)卮迕裢瓿?；量大的?lián)系挖掘機(jī)清除，再輔以人工處理完畢。砼、鋼筋砼、漿砌石工程等有技術(shù)含量的由具有資質(zhì)的建筑工程公司委派有搶險(xiǎn)經(jīng)驗(yàn)的建造師承擔(dān)。

3、渠道水毀搶修工程施工嚴(yán)格按照水利工程相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工。

4、施工質(zhì)量管理：成立施工單位質(zhì)量保證體系和建設(shè)單位質(zhì)量檢查體系；建立材料進(jìn)貨、檢驗(yàn)、驗(yàn)收、使用完善的管理機(jī)制；對每道工序進(jìn)行驗(yàn)收，前道工序經(jīng)驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)入下一道施工工序，從事前事中事后進(jìn)行控制管理，確保工程質(zhì)量。

5、處理方法經(jīng)過多年的積累，比較成功的方法是：

（1）對高邊坡易塌方地段，采用鋼筋砼蓋板和漿砌城門拱的形式。

（2）對底部沉坑地段，采取土石方回填后鋼筋砼座槽和鋪設(shè)管道的形式。

（3）對外渠堤垮塌地段，采取土石方回填后鋼筋砼座槽和漿砌石堡坎的形式。

五、具體處理案例

案例一

1、情況介紹：天柱干渠K0+715-K0+727渠道整體沉陷，該斷渠道深度為2米，底寬1.6米，頂寬1.8米，沉陷邊緣總長為12米，側(cè)墻身坡度為1：0.25，沉陷坑最深處約8米。

2、處理方案：在原渠槽的基礎(chǔ)上建鋼筋砼座槽跨過陷坑，其長度視開挖后情況而定，槽底縱向設(shè)計(jì)兩條主梁，橫向設(shè)計(jì)若干條次梁（約4根），槽頂同樣用鋼筋砼封蓋，使渠道在該區(qū)域呈全封閉狀態(tài)。

3、具體施工：先清除原槽被破壞的部位及殘?jiān)?，兩端槽底基礎(chǔ)開挖至新鮮實(shí)土，然后用M7.5漿砌塊石以0.15坡度砌筑回填至坑洞口原；沿渠縱向按間距3米用M7.5漿砌塊石以0.25坡度砌筑回填至槽梁底，除用漿砌塊石砌筑回填處外，其他部位用泥土夯實(shí)回填至槽底；底部梁、底板和側(cè)墻盡可能一次性澆筑完成，以避免產(chǎn)生冷縫而滲漏。在澆筑側(cè)墻時(shí)，要預(yù)留好蓋板鋼筋，在澆筑蓋板前將砼接觸面鑿毛并清理干凈。

4、相應(yīng)數(shù)據(jù)：梁的尺寸為350mm×400mm，槽底板和側(cè)墻板鋼筋?8筋按150mm×150mm間距配置，底板為單層布筋，側(cè)墻為雙層布筋；渠道中設(shè)置拉梁和導(dǎo)牙平臺(tái)梁，尺寸為250mm×200mm。本案例中所有砼級別為C20。

以下為該處理方案簡易配筋圖：

案例二

1、情況介紹：天柱干渠K2+470-K2+500渠道不規(guī)則垮塌，主要是側(cè)墻垮塌，該段渠道深度為2米，底寬2.2米，頂寬2.2米，沉陷邊緣總長為30米。原為出碴道，堆砌成渠，經(jīng)運(yùn)行多年，均已垮塌，周邊有局部滲漏點(diǎn)，目前帶病運(yùn)行。

2、處理方案：該段渠道不規(guī)則垮塌，分為兩部分進(jìn)行修復(fù)，K2+472-K2+486為雙側(cè)垮塌，用漿砌石塊砌筑兩側(cè)渠墻，漿砌石砌筑完成后外側(cè)用石碴回填，底部回填夯實(shí)后用C10砼海底即可；K2+486-K2+500為單側(cè)垮塌，用漿砌石塊砌筑單側(cè)渠墻，漿砌石砌筑完成后外側(cè)用石碴回填，同樣底部回填夯實(shí)后用C10砼海底。

3、具體施工：該段渠道恢復(fù)可在清挖原渠槽的基礎(chǔ)上作局部修整后，即可砌筑，漿砌建基面均為石灰石，基巖出露。

4、說明：圖中尺寸單位除樁號和高程以m計(jì)外，其余單位均以cm計(jì)。

六、結(jié)束語

喀斯特地質(zhì)地貌相對復(fù)雜，水工建筑修筑時(shí)往往有難以預(yù)想的情況發(fā)生，沒有足夠前瞻的預(yù)測，往往會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，作為水利人，我們必須不斷提高自己的專業(yè)水平，多琢磨新的施工方法，并在工作中結(jié)合實(shí)際不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為現(xiàn)代水利事業(yè)多做貢獻(xiàn)。