浅谈渠道在湿陷性黄土地段的防护措施

张廷海

【摘要】水利工程在湿陷性黄土地段往往会发生渠道及建筑物沉陷，倾斜、裂缝等情况，因此为保障渠道及建筑物的安全和正常运行，在设计和施工过程中需要考虑采取相应的防护措施。

【关键词】湿陷;黄土;变形;基础;防渗;砌护

宁夏固海扬水工程位于宁夏中南部黄土高原地带，途径3市6县，灌溉面积170.64万亩，干支渠总长468km，对宁夏中南部地区经济发展，脱贫攻坚起着决定性作用。固海扬水工程渠道大部分分布在湿陷性黄土地段，湿陷性黄土在一定压力作用下受水浸湿后结构迅速破坏而发生显著的下沉、变形，固海扬水工程在常年的运行过程中由于湿陷性黄土的影响，往往会发生渠道及建筑物沉陷，倾斜、裂缝等情况，严重影响渠道的正常运行，危害性大。具有突然性，让人防不胜防。因此为保障渠道及建筑物的安全和正常运行，在设计和施工过程中需要考虑采取相应的防护措施。

地基的处理首先要考虑处理地基范围大小和处理措施才能即经济又能获得明显的效果。湿陷性黄土由饱和自重压力所引起的自重湿陷程度与湿陷性黄土层的厚度关。根据湿陷变形的范围，地基处理的厚度来决定具体采用的处理方法和措施。一般采用的方法和措施如下：

1、渠系建筑基础处理措施

渠系建筑物如：涵洞、渡槽、闸门等基础处理不但考虑黄土饱和自重湿陷性变形，而且要考虑的建筑物自身的重力引起黄土层受力压缩变形沉陷，建筑物地基处理范围小，一般采用：

（1）基础换填：将基础下湿陷性黄土全部或部分挖出，然后采用砂砾石、水泥土、灰土分层回填碾压夯实，回填料要保证其压实度和含水率，以便消除地基的部分或全部湿陷量，并可减少地基的压缩变形和渗透性。

（2）基础夯实：基础夯实可分为素土翻夯和原土夯实，素土翻夯是将基础下湿陷性黄土全部或部分挖出，然后再用素土分层回填夯实，原土夯实包括重夯法和强夯法，是利用重锤自由落下的冲击力来夯实地基，适用于黄土层黄土小于6米。

（3）挤密桩 ：挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基，这种方法是采用机械或人力成孔后，利用灰土分层回填夯实，形成灰土桩，以达到加固地基的目的。其压实度不得小于95%。

（4）桩基础：桩基础多采用钢筋砼桩，目的是将一定长度的桩穿透湿陷性黄土层，支撑在坚实的基础层上，使上部的荷载通过桩基础传递到坚实的基础层上，这样即使地基受到浸泡，也能完全避免湿陷性对建筑物的危害。适用于基础荷载大，有坚实的地基层，土层厚度小于30米。在土层较厚且地下水位低的情况下可利用桩与黄土层的接触摩擦力来消除上部荷载，这种情况要保证桩与土层具有一定的摩擦力，不会形成反摩擦力，这就是工程中所说的“旱桩”。

2、渠道防护措施

固海扬水渠道在湿陷性黄土地段绵延几百公里，且黄土层厚度达几米之几十米厚，那么我就要采用防护的措施既要防止渠道内的水渗入引起变形，又要防止渠道外的来水对渠道的浸泡和冲刷引起的变形和破坏。一般采用的防护措施有以下几种：

2.1渠道内防渗：为了防止渠道内水渗入黄土层引起沉陷和增加渠道水的利用率，常常采用渠道内铺设防渗膜，渠道砌护，渠道砌护有：

2.1.1砼预制板砌护渠道

（1）施工要求

渠底及土方边坡修整：渠底及边坡土方修整采用人工修整方式，修整时在渠底坡脚处和边顶处设控制桩点，根据设计高程，挂线施工，修整顺序为自上而下，最后平整渠底，如有局部超挖，则利用原回填土洒水夯实，清理出的土方及时运出渠外;修整、清理工作完成后，及时报业主、监理验收，合格后进行下道工序。

（2）削坡

在铺设土工膜段应将基础表层的杂草、树根、砖头、乱石等杂物清理干净。按设计及施工要求铺设。

（3）土工膜铺设

铺设土工膜前应将基础表层的杂草、树根、乱石等杂物清除干净，并洒水湿润。土工膜为0.3mm厚塑膜铺设时应留有一定折皱，并平贴地面，如有破孔应及时进行粘補，粘补膜应超出破孔10-20cm，施工时避免土工膜裸露时间过长，造成破口，采用胶带打十字结补洞，土工膜接缝采用搭接热焊。

（4）衬砌施工

1）衬砌施工方案

渠道底及边坡铺设：先进行渠道底部砌护，然后进行边坡铺砌，由下而上进行施工;砼板铺砌完后进行板缝C20砼灌注;板缝施工完毕进行伸缩缝清理施工;最后检查验收。

2）材料要求

① 预制构件：预制板采用C20砼方板或六角板，厚6-10cm，所有预制砼构件装卸及运输过程中均要采取有效措施，以尽可能减少损坏;运至现场后，在现场附近平整的平地上堆放，破损的构件严禁运往施工现场。

② 细石砼：采用机械搅拌，按配比单严格各种骨料的计量，搅拌过程中严格控制搅拌时间，以确保细石砼的质量满足设计要求。

③ 水泥砂浆：采用机械搅拌，水泥及砂均要按要求做复试，合格后方可用于搅拌，并按配比单严格各种骨料的计量，搅拌过程中严格控制搅拌时间，以确保水泥砂浆的质量满足设计要求。

3）铺砌

① 正式铺砌前选取100m渠道段作为试验段，进行铺设，对拟定的铺砌方式进行试验，改进和确定。

② 铺筑前，以两个伸缩缝（6.03m）挂线铺砌为宜，板面标高要符合设计标高，每两个伸缩缝间用3cm宽木条夹设，增加铺设伸缩缝美观。

③ 铺砌时，底部要求平整，板缝宽控制在50mm。采用预制的标准垫块夹缝控制。

④ 铺砌后的板缝用C20细石砼填缝。填缝前应先将缝内砂浆清理干净至板底，并洒水湿润。砼要填充报满、密实，压实抹光，保持砼板面干净整洁。

⑤ 铺砌后的砼板要及时洒水养护，细石砼填筑完毕及时进行养护或采用架覆盖物的方法养护，养护时间洒水不小于规范规定时间，在干燥或炎热气候条件下，要延长养护时间，至少28天以上。

（5）伸缩缝处理

先将伸缩缝内苯板及杂物等清理干净，使缝壁清洁、干燥，然后将聚乙烯油膏按设计要求分层填入缝内，并迅速用小铲木棒向缝壁挤压，使之与缝壁周边充分粘结，并压实抹平。

2.1.2浆砌石砌护渠道

施工方法略

2.1.3现浇砼砌护渠道

施工方法略。

2.2排水防洪

为了防止渠道外雨水及其他形式的来水对渠道的浸泡和冲刷，常采用在渠道外合适的位置修筑防洪堤，利用防洪堤将外来水源拦截并引向安全地带或做洪水入渠直接引入渠道内。开挖截水槽，将外来水截住并引向其他安全地带;安装排水管根据地形及来水情况在合适的位置安装排水管将外来水排向其他地方。其具体的几何尺寸及材料的选用根据工程情况及来水情况而定，既要满足排水、防洪要求，又要经济适用。

2.3渠道局部基础处理也可采用建筑物基础处理方法

结语：

总之我们要根据渠道及建筑物的特性和基础土层的厚度及湿陷度来确定具体的处理措施和方法，既要经济适用，又要科学合理。

参考文献：

[1]SL18-91《渠道防渗工程技术规范》

[2]GBJ25-90《湿陷性黄土地区建筑规范》