才明冬,楊 威
(五大連池市水務局,黑龍江五大連池 164100)
五大連池市溫查爾河排水渠全長9 km,渠道最大底寬15 m,最大水渠2.2 m,最大排水泄流量14 m3/s。工程于2008年8月開工的,排水渠一經通水就在許多渠段發生了土體坍滑,特別是離排水口2~3 km一段渠段,這一段渠道是大挖方段。在施工開挖前,地下水位約低于地面高程1.5 m。渠道剖面開挖在8月第一周完成,此后不久泄水排入渠道,渠道在幾日內勉強通過小流量,這時觀察發現,渠道邊坡開始塌方,緊貼堆置土體底部開始液化,它以流動淤土形式開始滑向渠道中心。大約一周渠道底部抬高1 m,在1 km渠道段都產生抬高。坍滑阻塞了排水渠內寬度有10 m,產生斷流。為了穩定邊坡采取了補救措施,既有臨時性的,也有永久性的,現闡述如下。
該排水渠段以粉砂土為主,土壤塑性小,滲透性很大。在排水渠全長未開挖和通水前,渠道內地下水和外側水位處在同一高程。不可能引起任何地下滲流。一旦渠道開始排水,首先發生的情況是渠道內的水位突然降低,引起渠道內外水頭差,這些突然形成的水頭差產生了地下滲流,細粒土開始隨著滲流流動,導致邊坡坍滑。如果允許在一定時期內排水,土將會固結,就會重新獲得強度和承載能力。
1)因坍滑引起渠底不規則抬高明顯地造成排水渠失效,尤其是發生在排水口附近的坍滑。為了恢復渠道通水,我們試用鏟車挖掉淤土,但發現鏟車施工不可取。事實上,流動性淤土向渠道中心堆積的大量土方,在鏟車工作過程中,邊坡加速地出現連續的坍滑。淤土給邊坡提供的渠趾支撐體不能突然挖掉,要不然就會失去穩定。最后決定改變施工方案,采用人工開挖淤工,淤土用循序漸近的方式挖掉。
2)因兩岸坍滑的淤土很多,因此渠道中心開挖淤土前,必須先堵絕兩岸下游的補充土源。為此,沿邊坡打一些木樁,用土填滿的麻袋或防汛袋作擋板。因坍滑已發生,渠道已增寬,因此不用考慮淤土從渠底挖掉。兩排附加木樁,在渠底中心位置間隔約5.0 m,兩樁中間部分的淤土用人工挖掉,這些施工程序取得了成功。
1)岸坡應開挖到根據穩定分析而確定的設計邊坡。
2)邊坡應用鋼性材料來護砌。可用25~30 cm厚的塊石,以使土壤保持在相對的封閉狀態。
3)地下水應允許自由排出,護坡時必須設置排水管,但不應擾動土壤,在砌石底層要用適當厚的級配濾石鋪砌,應設置表面排水。
由于愈來愈多的地區排水渠將要解決排水問題,不管在什么地點,遇到什么性質的劣質土,邊坡進行護砌是可行方法之一。護砌應該是整體性的充分加荷于土壤,它也應該是彈性的,級配濾層有效厚度≥30 cm,應該保證允許釋放地下水壓力,而不允許擾動土壤顆粒。
[1]趙西安.水利工程施工[M].上海:同濟大學出版社,1996.