淺談喀斯特地貌渠道水毀修復的方法

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

關鍵詞：天柱縣；魚塘水庫；喀斯特；渠道；水毀修復

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國家計委、水利部第一個審批修建的中型水利灌溉工程。壩址以上集雨面積259 km2，年產水量1.69億立方米。該工程由貴州省水利水電勘測設計研究院規(guī)劃設計；91年復建的審批規(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、水產養(yǎng)殖、旅游、生活用水等功能。

工程經歷了78年動工興建，81年緩建，91年復建。截止2003年，工程已按復建的審批規(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米水位試運行。成立常設機構天柱魚塘水庫灌溉工程管理處對工程進行管理及修繕。

由于總干渠、三條干渠經過的地層，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泥巖，天然坡度較大，常出現淺層滑坡。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，多處出現溶坑塌陷，須采取修建鋼筋混凝土座槽等方式進行處理。

二、渠道損毀的危害

自2002年以來，水庫功能已逐步轉變?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。因要承擔人口約10萬人的供水任務，一旦發(fā)生損毀，需盡快恢復供水，以維護社會穩(wěn)定，發(fā)展地方經濟；因此該段渠道維修必須按搶修性質組織實施。渠道損毀會帶來以下危害：

1、由于渠道大多處于半坡，上、下方為民房、稻田、公路、廠礦、學校、墳地等，出現水毀，會給人民帶來財產損失，甚至危及生命。

2、由于縣城的唯一生活水源靠渠道輸送，出現水毀，縣城供水中斷，縣城10萬人的生產生活用水無法解決，將影響社會穩(wěn)定、影響經濟發(fā)展、影響天柱形象。

3、魚塘渠道還承擔著農田灌溉的任務，出現水毀，將影響下游幾萬畝的農田灌溉，造成糧食低產甚至絕收，農民生存受到威脅。

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

三、魚塘渠道損毀的原因及現狀

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害等。造成渠道內外坡滑坡垮塌和底部沉坑，渠道無法運行。加之渠道大多處于半坡上，臨空面高，地質地貌特殊，經常發(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、渠道經過地質地貌為喀斯特，溶溝溶槽異常發(fā)育，以及地殼破壞活動等，長期運行，在伸縮縫或薄弱處發(fā)生滲漏帶走土粒，導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、渠道水毀修復設計原則：考慮當地交通和建材條件，在遵循安全、經濟、實用、美觀的基礎上，要求快速，并與其他設施相協(xié)調。

2、施工隊伍確定：根據不同水毀情況區(qū)別對待，如塌方清除，量少的由當地村民完成；量大的聯系挖掘機清除，再輔以人工處理完畢。砼、鋼筋砼、漿砌石工程等有技術含量的由具有資質的建筑工程公司委派有搶險經驗的建造師承擔。

3、渠道水毀搶修工程施工嚴格按照水利工程相關規(guī)范進行施工。

4、施工質量管理：成立施工單位質量保證體系和建設單位質量檢查體系；建立材料進貨、檢驗、驗收、使用完善的管理機制；對每道工序進行驗收，前道工序經驗收合格后，方可進入下一道施工工序，從事前事中事后進行控制管理，確保工程質量。

5、處理方法經過多年的積累，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，槽底縱向設計兩條主梁，橫向設計若干條次梁（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渣，兩端槽底基礎開挖至新鮮實土，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回填至槽底；底部梁、底板和側墻盡可能一次性澆筑完成，以避免產生冷縫而滲漏。在澆筑側墻時，要預留好蓋板鋼筋，在澆筑蓋板前將砼接觸面鑿毛并清理干凈。

4、相應數據：梁的尺寸為350mm×400mm，槽底板和側墻板鋼筋?8筋按150mm×150mm間距配置，底板為單層布筋，側墻為雙層布筋；渠道中設置拉梁和導牙平臺梁，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，經運行多年，均已垮塌，周邊有局部滲漏點，目前帶病運行。

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

3、具體施工：該段渠道恢復可在清挖原渠槽的基礎上作局部修整后，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計外，其余單位均以cm計。

六、結束語

喀斯特地質地貌相對復雜，水工建筑修筑時往往有難以預想的情況發(fā)生，沒有足夠前瞻的預測，往往會造成很大的經濟損失。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，并在工作中結合實際不斷的總結經驗，為現代水利事業(yè)多做貢獻。