1、傍山及填方渠道决口问题
傍山及填方渠道,除了同样可能发生上述的一些工程地质现象外,尚有可能发生渠堤决口现象。
渠堤决口现象过去一般很少专门进行研究。在前苏联文献中,有时零星地见到有关于这方面的材料报道,但作为一个工程地质问题系统地进行研究的文献尚未见到。关于这个问题,我们将在下面扼要探讨一下。
根据渠道考察资料分析,一般地说,引起黄土渠道决口的原因有如下5种:
(1)渠道渗漏水沿着黄土中洞穴活动而引起的;
(2)傍山及填方渠道外堤在渗漏水作用下形成一定的浸润轮廓线,浸润轮廓线上部土体沿着浸润面滑动而引起的;
(3)渠道渗漏水流射穿渠道外边坡产生潜蚀作用而引起的;
(4)渠道通水时引起渠道坍陷,外堤因此而产生一系列的裂缝,渠水沿着这些裂缝流动而引起的;渠道坍陷使渠槽有效面积缩小,引起拥水漫堤而造成决口;
(5)渠道湿陷引起渠水漫堤而造成的决口现象等。
为了保证黄土渠道稳定安全,在渠道设计时必须充分考虑上述5种因素所引起的渠道外堤发生决口之可能性,以便施工时作出适当的措施。
下面简述与此有关的一些问题。
根据区域黄土普查所获的资料分析得知,黄土中发育的洞穴一般有3种:①动物活动形成的,特别是田鼠及猞猁洞;②植物根活动形成的根孔;③黄土由于流水潜蚀作用形成的溶洞。
这些洞穴的分布有一定的规律。其中常以田鼠、猞猁洞及溶洞为主。植物根孔是很少而且很小,在实际工作中,可以不必特殊考虑。
在洞穴发育的地段开挖渠道时,一般地说,有两种情况:①渠道位于洞穴带内;②渠道位于非洞穴化的黄土层中。
显然,后者发生的渠道决口现象则与洞穴无关。
图12-21 洞穴对渠道稳定性影响
根据野外观察统计得知,动物洞穴多分布在近地表3~5m一带黄土层中。渠道有时直接地开挖在此带内(图12-21)。此时,这些洞将成为显洞。渠水沿这些洞流动时很容易地就会引起决口现象,在此情况下,可将这些显洞开挖一定尺寸,用坚实土回填来进行处理,永登东干渠上很多地方都可见到这种洞穴的分布,但大多数是分布在渠水位以上,而少数的亦有分布在渠水的上半部,故应当引起注意。
陇西黄土中许多地方分布有黄土溶洞。这些洞穴在各地发育情况不一。有的在渠道施工时,将被揭露,有的则将以隐洞的形式深埋于渠底深处。对于后一种溶洞可以用钎探或物探的方法弄清楚分布规律。
洞穴浅的可用坚实土填死。如很深,直径很大时,可以考虑采用钢筋混凝土板盖于洞口下探2~3m深度处,然后用坚实土回填上来处理。
隐洞是复杂一些。如果隐洞很接近于地面,它将有容易引起决口的现象。如果埋藏深度很大时,发生的可能性很小。同样,溶洞直径愈大、愈易引起上部土层塌陷而渠道引起决口或“走水”。在这种情况下,可以考虑如下的处理:①当溶洞位于渠底下深度小于8~10m时,采取开挖回填夯实土来处理;②当溶洞埋藏深度大于8~10m时,采用在洞位置两边各20~30m范围内的渠道进行高效果的防渗处理。
图12-22 渠道浸漏引起外堤滑动破坏之可能
可能引起渠道决口的第二种因素作用程度可以用图12-22的力学草图来进行分析。在这种情况下,必须知道渗漏水浸润轮廓线的形状。研究渗漏水浸润轮廓线的一般方法在本文的第三部分内已经叙述过。在不能获上述资料时,可以假定浸润线的顶部坡角为45°~55°来进行滑动稳定性分析,这个数值是根据渠道试验及流网分析求得的。
可能引起渠堤决口的第三种因素,实际上是第二种因素的另一种破坏形式而已。黄土的抗冲刷性很弱,当渠道渗漏有射穿坡脚可能性的条件下,就存在着决口的危险。
为了防治渠水渗漏可能产生上述两种决口方式,建议采用①放缓边坡和②渠道改线内移两项措施。
一般来说,边坡至少需放缓至1∶0.8~1∶1.0。渠道内移范围至少得使浸润轮廓线位于坡脚内5~10m。
研究第4及第5种渠道决口因素方法时可以参考前述有关部分的原理及方法,对渠道因此而发生决口的可能性作出预报,预报结果如果发现有引起决口的可能性时,对渠道必须采取措施。
一般来说,解决这个问题的措施有如下两个方案:
(1)正式通水前进行预先浸水处理,具体的可以通过试水来进行。
(2)采取绝对防渗材料进行防渗处理。古城及永东东干渠上所进行的试验已经说明,在这种情况下,用黄土夯实层来防渗是无效的。因此,必须考虑采用水泥及沥青来处理。
2、地质灾害的形成原因
地质灾害都是在一定的动力诱发(破坏)下发生的。诱发动力有的是天然的,有的是人为的。据此,地质灾害也可按动力成因概分为自然地质灾害和人为地质灾害两大类。自然地质灾害发生的地点、规模和频度,受自然地质条件控制,不以人类历史的发展为转移;人为地质灾害受人类工程开发活动制约,常随社会经济发展而日益增多。
3、滑坡的成因是什么?如何治理滑坡?
滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。运动的岩(土)体称为变位体或滑移体,未移动的下伏岩(土)体称为滑床。
强度因素
滑坡的活动强度,主要与滑坡的规模、滑移速度、滑移距离及其蓄积的位能和产生的功能有关。一般讲,滑坡体的位置越高、体积越大、移动速度越快、移动距离越远,则滑坡的活动强度也就越高,危害程度也就越大。具体讲来,影响滑坡活动强度的因素有:
地形:坡度、高差越大,滑坡位能越大,所形成滑坡的滑速越高。斜坡前方地形的开阔程度,对滑移距离的大小有很大影响。地形越开阔,则滑移距离越大。开阔程度对滑移距离的大小有很大影响。地形越开阔,则滑移距离越大。
岩性:组成滑坡体的岩、土的力学强度越高、越完整,则滑坡往往就越少。构成滑坡滑面的岩、土性质,直接影响着滑速的高低,一般讲,滑坡面的力学强度越低,滑坡体的滑速也就越高。
地质构造:切割、分离坡体的地质构造越发育,形成滑坡的规模往往也就越大越多。
诱发因素:诱发滑坡活动的外界因素越强,滑坡的活动强度则越大。如强烈地震、特大暴雨所诱发的滑坡多为大的高速滑坡。
人为因素
违反自然规律、破坏斜坡稳定条件的人类活动都会诱发滑坡。例如:
1.开挖坡脚:修建铁路、公路、依山建房、建厂等工程,常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如我国西南、西北的一些铁路、公路、因修建时大力爆破、强行开挖,事后陆陆续续地在边坡上发生了滑坡,给道路施工、运营带来危害。
2.蓄水、排水:水渠和水池的漫溢和渗漏,工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等,均易使水流渗入坡体,加大孔隙水压力,软化岩、土体,增大坡体容重,从而促使或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动,加大了坡体的动水压力,也可使斜坡和岸坡诱发滑坡发生。支撑不了过大的重量,失去平衡而沿软弱面下滑。尤其是厂矿废渣的不合理堆弃,常常触发滑坡的发生。
此外,劈山开矿的爆破作用,可使斜坡的岩、土体受振动而破碎产生滑坡;在山坡上乱砍滥伐,使坡体失去保护,便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡等等。如果上述的人类作用与不利的自然作用互相结合,则就更容易促进滑坡的发生。
随着经济的发展,人类越来越多的工程活动破坏了自然坡体,因而滑坡的发生越来越频繁,并有愈演愈烈的趋势。应加以重视。
滑坡的防治要贯彻“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”的原则结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手[4]
消除和减轻水的危害
滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。
常用的方法有:1,水平钻孔疏干;2,垂直孔排水;3,竖井抽水;4,隧洞疏干;5,支撑盲沟。
改善边坡岩土力学强度
通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:1,削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。2,边坡人工加固;常用的方法有:1,修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;2,钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;3,预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;4,固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;5,SNS边坡柔性防护技术等;6,镶补沟缝。对坡体中的裂隙、缝、空洞,可用片石填补空洞,水泥沙浆沟缝等以防止裂隙、缝、洞的进一步发展。
4、滑坡的成因是什么?如何治理滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。运动的岩(土)体称为变位体或滑移体,未移动的下伏岩(土)体称为滑床。
强度因素
滑坡的活动强度,主要与滑坡的规模、滑移速度、滑移距离及其蓄积的位能和产生的功能有关。一般讲,滑坡体的位置越高、体积越大、移动速度越快、移动距离越远,则滑坡的活动强度也就越高,危害程度也就越大。具体讲来,影响滑坡活动强度的因素有:
地形:坡度、高差越大,滑坡位能越大,所形成滑坡的滑速越高。斜坡前方地形的开阔程度,对滑移距离的大小有很大影响。地形越开阔,则滑移距离越大。开阔程度对滑移距离的大小有很大影响。地形越开阔,则滑移距离越大。
岩性:组成滑坡体的岩、土的力学强度越高、越完整,则滑坡往往就越少。构成滑坡滑面的岩、土性质,直接影响着滑速的高低,一般讲,滑坡面的力学强度越低,滑坡体的滑速也就越高。
地质构造:切割、分离坡体的地质构造越发育,形成滑坡的规模往往也就越大越多。
诱发因素:诱发滑坡活动的外界因素越强,滑坡的活动强度则越大。如强烈地震、特大暴雨所诱发的滑坡多为大的高速滑坡。
人为因素
违反自然规律、破坏斜坡稳定条件的人类活动都会诱发滑坡。例如:
1.开挖坡脚:修建铁路、公路、依山建房、建厂等工程,常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如我国西南、西北的一些铁路、公路、因修建时大力爆破、强行开挖,事后陆陆续续地在边坡上发生了滑坡,给道路施工、运营带来危害。
2.蓄水、排水:水渠和水池的漫溢和渗漏,工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等,均易使水流渗入坡体,加大孔隙水压力,软化岩、土体,增大坡体容重,从而促使或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动,加大了坡体的动水压力,也可使斜坡和岸坡诱发滑坡发生。支撑不了过大的重量,失去平衡而沿软弱面下滑。尤其是厂矿废渣的不合理堆弃,常常触发滑坡的发生。
此外,劈山开矿的爆破作用,可使斜坡的岩、土体受振动而破碎产生滑坡;在山坡上乱砍滥伐,使坡体失去保护,便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡等等。如果上述的人类作用与不利的自然作用互相结合,则就更容易促进滑坡的发生。
随着经济的发展,人类越来越多的工程活动破坏了自然坡体,因而滑坡的发生越来越频繁,并有愈演愈烈的趋势。应加以重视。
滑坡的防治要贯彻“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”的原则结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手[4]
消除和减轻水的危害
滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。
常用的方法有:1,水平钻孔疏干;2,垂直孔排水;3,竖井抽水;4,隧洞疏干;5,支撑盲沟。
改善边坡岩土力学强度
通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:1,削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。2,边坡人工加固;常用的方法有:1,修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;2,钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;3,预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;4,固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;5,SNS边坡柔性防护技术等;6,镶补沟缝。对坡体中的裂隙、缝、空洞,可用片石填补空洞,水泥沙浆沟缝等以防止裂隙、缝、洞的进一步发展。
应对措施编辑
发生时的应对措施
当遇滑坡发生时,至少应当做到如下几点:
(1)当处在滑坡体上时,首先应保持冷静,不能慌乱。要迅速环顾四周,向较安全的地段撤离。一般除高速滑坡外,只要行动迅速,都有可能逃离危险区段。跑离时,向两侧跑为最佳方向。在向下滑动的山坡中,向上或向下跑都是很危险的。当遇无法跑离的高速滑坡时,更不能慌乱,在一定条件下,如滑坡呈整体滑动时,原地不动,或抱住大树等物,不失为一种有效的自救措施。如1983年3月7日发生在甘肃省东乡县的著名的高速黄土滑坡——洒勒山滑坡中的幸存者就是在滑坡发生时,紧抱住滑坡体上的一棵大树而得生。
(2)当处于非滑坡区,而发现可疑的滑坡活动时,应立即报告邻近的村、乡、县等有关政府或单位。如群测群防站或县、市、地区及省政府,均设有“国土资源局”。该机构应责无旁贷地担当此项责任。并立即组织有关政府、单位、部队、专家及当地群众参加抢险救灾活动。
(3)政府部门应立即实施应急措施(或计划),迅速组织群众撤离危险区及可能的影响区。并通知邻近的河谷、山沟中的人们做好撤离准备,密切注视灾情的漫延和转化。如滑坡常在暴雨、洪水中转化为泥石流灾害(即次生灾害)。注意、因滑坡可能危害到的某些生命线工程(如水库、干线铁路、干线公路、发电厂、通讯设备、干线渠道等)所引发的次生灾害或第三次灾害的发生,如火灾、洪水等。注意调查滑坡是否有间歇性活动特点,尽可能确定其再次活动的可能性和时间。如果必要的话(需经有关专家或科技人员论证),应迅速设立观测点(站)或观测网,密切注视其变化动态,“亡羊补牢,犹未为晚”。
发生后的自救互救
(1)人工呼吸。在施行人工呼吸前,应首先清除患者口中污物,取去口中的活动义齿,然后使其头部后仰,下颌抬起,并为其松衣解带,以免影响胸廓运动。人工呼吸救护者位于患者头部一侧,一手托起患者下颌,使其尽量后仰,另一手掐紧患者的鼻孔,防止漏气,然后深吸一口气,迅速口对口将气吹入患者肺内。吹气后应立即离开患者的口,并松开掐鼻的手,以便使吹入的气体自然排出,同时还要注意观察患者胸廓是否有起伏。成人每分钟可反复吸入16次左右,儿童每分钟20次,直至患者能自行呼吸为止。
(2)心脏按摩。如果患者心跳停止应在进行人工呼吸的同时,立即施行心脏按摩。若有2人抢救,则一人心脏按压5次,另一人吸气1次,交替进行。若单人抢救,应按压心脏15次,吹气2次,交替进行。按压时,应让患者仰卧在坚实床板或地上,头部后仰,救护者位于患卧一侧,双手重叠,指尖朝上,用掌根部压在胸骨下1/3处(即剑突上两横指),垂直、均匀用力,并注意加上自己的体重,双臂垂直压下,将胸骨下压3~5厘米,然后放松,使血液流进心脏,但掌根不离胸壁。成年患者,每分钟可按压80次左右,动作要短促有力,持续进行。一般要在吹气按压1分钟后,检查患者的呼吸、脉搏一次,以后每3分钟复查一次,直到见效为止。
5、水渠道遭到破坏我会?
我及时向政府机构进行举报,找到破坏的人,给他们依法做出一些惩罚。如果回答满意,麻烦给个采纳,祝你生活愉快!
6、渠道混凝土坡比比设计陡了怎么办
混凝土防渗主要有以下五大优点:
一是防渗的效果非常好,一般都能减少渗漏损失的90%~95%,而且经混凝土衬砌之后,渠道水的利用系数能达到0.97以上。
二是耐久性比较好。在正常的情况下,运用防冻技术的混凝土衬砌渠道可使用20年以上。
三是糙率较小。n值在0.012~0.017之间,因而能够减少沿程的水头损失,同时,允许流速大,一般能达到3.5~6.0m/s。在坡降较陡的情况下,能够节省连接建筑物,从而缩小渠道断面,减少土方工程量与工程占地,实现节省投资的效果。
四是强度较高,耐久性强,便于进行管理。混凝土衬砌的强度很高,能有力地防止动物、植物的穿透或其它外力的破坏,能够节省相当的管理费用。
五是适应性广泛。混凝土有较好的模塑性,能根据设计要求制成多种形式与不同结构的尺寸,还能根据工程的差别,选择合理的原材料,调整混凝土的配合比例,采取各种生产工艺,制成具备各种性能的混凝土部件。同时,现场浇筑的接缝少,能减少渗漏量,而且预制构件的质量容易保证,预制好的构件也能充分利用渠道停水及灌溉间隙运到现场进行装配,从而加快施工进度。
7、渠道防渗需要哪些技术?
为了减少渗漏,提高渠系水利用系数,节约灌溉用水,将各级渠道进行防渗处理,是我国干旱半干旱地区目前应用最为广泛的节水工程技术之一。目前常用的几种形式如下:
一、土料防渗
土料防渗就是将渠基土夯实或者在渠床表面铺筑一层夯实的土料防渗层,包括压实素土、粘砂混合土、三合土、四合土、灰土等。
1.特点和适用条件
土料防渗具有一定的防渗效果〔0.07~0.17m3/(m2 ?天)〕,能就地取材,造价低廉,技术简单,群众容易掌握,但允许流速小,抗冻耐久性差,故土料防渗适用于气候温和地区流速较小的中、小型渠道,当地应有丰富的土料资源。
若防渗要求高,当地砂石料缺乏,难以采用后述的衬砌方法时,可利用土壤固化剂(如GA剂)对土料进行固结处理。
2.防渗结构和材料
(1)土料防渗,一般由等厚的土料防渗层构成。如用于寒冷地区,则应根据冰冻情况,加设30~50厘米的保护层,土料防渗层的厚度可参考表1选用。为了防止三合土、四合土、灰土等混合土料防渗层由于温度变化等原因引起裂缝,可每隔3 ~5米设一条伸缩缝。为了提高土料防渗层的表面强度,可用水泥砂浆抹面1厘米,亦可在灰土、三合土和四合土防渗层表面,涂刷一层1:10~1:15的硫酸亚铁溶液。
(2)素土的选用和混合土料的配合比,应通过试验确定最大干容重和最佳含水率,按照强度最大、渗透系数最小的原则选用防渗土料。无条件进行试验时,可参考表1选用。
(3)素土和粘砂混合土应进行泡水试验。若发现试件崩解,或呈浑浊液时,应改换素土和调整粘砂混合土的配合比。
3.施工要点
土料防渗要做到“六防”即“防渗、防冻胀、防湿胀、防干缩、防滑坡和防冲刷”。除了必须有合理的设计外,施工质量直接影响其效果和寿命。因此,施工时必须掌握好削坡清淤、配料、拌和、铺料、锤实和养护等各个环节。主要应注意如下几点:
(1)土料的原材料应粉碎、过筛,素土粒径不应大于2.0厘米,石灰不应大于0.5厘米。
(2)施工中应严格控制配合比和含水率,拌和后含水率与最佳含水率的偏差值不大于1%。
(3)混合土料宜先干拌后湿拌。
(4)铺筑顺序是三合土、四合土、灰土先渠坡后渠底;素土、粘砂混合土先渠底后渠坡。防渗层厚度大于15厘米时,应分层铺筑。铺筑时应边铺筑,边夯实,夯实后土料的干容重不得小于设计容重。
二、水泥土防渗
1.特点和适用条件 水泥土防渗分为干硬性水泥土和塑性水泥土两种,北方多用前者,南方多用后者。水泥土具有较好的防渗效果〔0.06~0.17m3/(m2?天)〕,能就地取材,造价低,技术简单,群众容易掌握,其水泥用量与低标号混凝土的水泥用量相当,允许流速小,抗冻性差。适用于温和地区,且附近有砂土和砂壤土而缺乏砂石料的渠道。
2.施工要点
(1)水泥土所用土料应风干、粉碎、过5毫米筛。
(2)水泥土铺筑应做到配料准确,拌和均匀、摊铺平整、浇捣密实。拌和水泥土时先干拌后湿拌,铺筑水泥土前,应洒水润湿渠基。半小时左右,将拌好的水泥土,按先渠坡后渠底的顺序均匀地铺筑。初步抹平后,宜在表面撒一层厚2毫米的水泥,随即揉压抹光。
应连续铺筑,每次抹和料从加水至铺筑宜在1.5小时内完成。
(3)设置保护层的塑性水泥土,其保护层应在塑性水泥土初凝前铺设完毕。当保护层为水泥砂浆时,应在水泥砂浆上刷一层水泥浆,用钢板压光,并且养护两周以上。
8、 诱发滑坡、崩塌的主要因素有哪些?
(1)降雨:大雨、暴雨和长时间的连续降雨、融雪,使地表水渗入坡体,软化岩、土及其中软弱面,易诱发滑坡、崩塌。zd
(2)地震:引起坡体晃动,破坏坡体平衡,易诱发滑坡、崩塌。
(3)地表水的冲刷、浸泡:河流等地表水体不断地冲刷坡脚或浸泡坡脚、削弱坡体支撑或软化岩、土,降低坡体强度,也可能诱发滑坡、崩塌。
(4)不合理的人类活动:如开挖坡脚、地下采空、水库蓄水内、泄水等改变坡体原始平衡状态的人类活动,都可能诱发滑坡、崩塌。常见的可能诱发滑坡、崩塌的人类活动有采掘矿产资源、道路工程开挖边坡、水库蓄水与渠道渗漏、堆(弃)渣填土、强容烈的机械振动等。
福建建瓯暴雨诱发滑坡(2005)
1856年重庆黔江地震引发的小南海滑坡堵江形成堰塞湖(2006)
斜坡因切脚和爆破引发顺层滑坡(湖北巴东白崖沟,1999)
9、浅谈如何采用渠道防渗工程技术来减少渗漏损失
为了减少渠道输水损失,提高渠系水利用系数,一方面要加强渠系工程配套和维修养护,有计划地引水和配水,不断提高灌区管理工作水平:另一方面要采取渠道防渗工程措施,减少渗漏损失水量。因此实施渠道防渗技术很有必要。
渠道衬砌是渠道水利工程改造的主要内容和主要的目标,因此,工程方案比较集中的,也主要是衬砌方式的比较与设计,包括渠道衬砌形式、厚度及超高等。
1、砂砾垫层施工 渠道粘性土斜墙填筑完成后,采用挖掘机进行粗削坡,人工进行精修处理,处理时按照设计高程挂线、整平。坡面修整完成后,验收合格后进行砂砾垫层施工。砂砾料运输到现场后,堆放在堤顶,从下到上在坡面上均匀摊铺。砂砾料摊铺完成后,用反铲进行粗削坡,然后人工进行精修坡。人工修坡时,分别在坡脚、坡肩、及坡面布设控制桩,顺渠道方向布置一排桩,桩与桩之间线绳连结,把渠坡分成若干小块,线绳之间挂滑动线绳,人工移动,控制削坡厚度,并严格控制坡面平整度。坡面修整完成后,采用平板振动夯对坡面进行压实。压实过程中人工对出现的坑洼及时找平。人工进行坡面修整,人工修坡只需根据测量放样单进行加密控制坡顶高程、坡面高程、平整度和渠底的开挖高程。
2、复合土工膜铺设
进出口渠道采用复合土工膜作为加强防渗材料,其中膜选用聚乙烯土工膜;选用宽幅聚酯长丝针刺土工布。复合土工膜物理力学的设计应该满足设计的实际要求。土工合成材料铺设前应对基础面验收,清除铺设面上的一切树根、杂草和尖石,并使表面平整,不出现凸凹部位,并碾压密实。土工合成材料铺设应力求平顺,松紧适度,不得绷拉太紧,土工合成材料与基础及支持层之间应压平紧贴,避免架空,清除气泡,以保证安全。
机械衬砌是渠道施工的重要环节,它是保证渠道的使用寿命,混凝土浇筑前先调整衬砌机机架的坡比和高程,校核无误后进行浇筑。混凝土拌和物由混凝土搅拌运输车运送至布料机进料口,布料机再将砼熟料均匀地摊铺在衬砌面上。摊铺完成后,开动布料机配备的插板式振捣器将砼振捣密实,然后用振动成型机进行提浆、整平及进一步压实。在靠近模板及边角处是机械振捣的薄弱之处,要用人工采用插入式振捣器和平板振捣器进行补振。人工压光要掌握好时间,使表面平整光滑。
3、平整度和厚度的控制 平整度一般先从人工修坡工艺进行控制,再就是保温板铺设时用砂土或细砂找平进行控制,最难控制也是最容易出现问题的就是混凝土衬砌时的平整度控制,混凝土衬砌完成20分钟后要进行抹光工作,抹光的工作要放慢,尽量保持坡面的光滑,对不平的地方要进行 找平,如果用抹光机完成的抹面,完成后要进行人工抹面。混凝土厚度直接关系到施工质量和项目成本,由于农田水利渠道水的流速不是太大,设计的施工要满足实际的要求,主要取决于坡面开挖时是否存在欠挖现象和衬砌机工作时的工况在混凝土施工过程中安排一个专人在混凝土趟铺时用对混凝土的厚度量测,若发现超浇部分及时在要求误差范围之内进行衬砌机高度的调整。
4、止水缝的施工处理
在对梯形混凝土衬砌进行设计施工时,对于渠道止水缝的设计是一个至关重要的环节,止水缝是在对渠道进行衬砌设计施工时,根据具体的设计施工要求,通过专业技术处理而预留的隔离缝。隔离缝能够有效的释放造成渠道受力变形的能量,防止由于大气中的气体温度变化或者由于地基本身的缺点从而在渠道上产生随意性的裂缝。除此之外.止水缝还能够起到减少渠道漏水,增强水渠防渗功能的作用。
水利渠道防渗工程的质量控制
混凝土在使用时要进行强度的测定。因为混凝土有一定的离散性,即使达到标准也有可能在施工中发生质变,所以强度的测定是很有必要的。混凝土的离散性主要和原材料有关,原材料的变异将会直接导致混凝土强度的下降。因此对原材料的管理至关重要,决不能出现不合格的原料或长期存放的。对原料的购进与存储应及时的汇报,采取相应的管理方案,保证原料的质量,进而保证了混凝土的强度。 减少混凝土中的有害物质。原料中含有一定的有害物质,如果超出规定范围的话,就会降低原料的水化,在后期配制成的混凝土强度也会大大降低。减少原料中的有害物质,能够降低混凝土原料在水化中的非正常变化,防止混凝土出现结块,软硬不均的现象。如果混凝土中出现松散的颗粒,就需要加大水量,绝不能用一些有机水进行搅拌,这样会使混凝土表面形成盐霜。对于混凝土的原料来讲,由于原料配合的比例而使混凝土变质从而降低强度,主要是含水量与沙石比重的变化所影响的。
加强混凝土的质量。混凝土的质量与离散性对施工有着很大的影响。混凝土的离散性差值会导致混凝土强度的下降,稳定性不高。混泥土质量的影响也是不可忽视的。混凝土质量的下降将会导致混凝土级配的变化,新配制的混凝土粘黏性不好,吸水性较差,混凝土的强度得不到保证。为了确保混凝土的质量,在施工的前期一定要做好原料的管理工作,对原料的质量进行严格的把关,必须符合技术指标。
总之,渠道防渗既能保障工程安全,又是一项重要的节水工程技术,有必要进行多角度综合性研究,既达到防渗效果,又具有一定的耐久性,从而改善渠道的输水能力及抗冲能力,提高水资源利用率。
10、讨论崩塌,泥石流,滑坡三种地质灾害的形成条件和整治措施有何不同
一、崩塌
(一)崩塌定义
高陡斜坡(含人工边坡)上的岩土体完全脱离母体后,以滚动、跳动、坠落等为主的移动现象与过程,称为崩塌。危岩体是正在开裂变形,并可能发生崩滑的危险山体(图1-1)。
该类灾害具有下落速度快、发生突然,垂直位移大于水平位移的特点。崩塌对斜坡底部的房屋、道路及其它建筑物危害很大,极易造成人员伤亡事故。
(二)崩塌分类
按崩塌体的物质组成分为两大类:一是产生在土体中的,称为土崩。二是产生在岩体中的,称为岩崩。当其岩崩的规模巨大,涉及到山体者,又俗称山崩。当其崩塌产生在 图1-1 崩塌示意图
河流、湖泊或海岸上时,称为岸崩。
按照崩塌体的规模、范围、大小可以分为剥落、坠石和崩落等类型。剥落的块度较小,块度大于0.5米者占25%以下,产生剥落的岩石山坡一般在30—40度;坠石的块度较大,块度大于0.5米者占50—70%,山坡角在30—40度范围内;崩落的块度更大,块度大于0.5米者占75%以上,山坡角多大于40度。
(三)崩塌的形成条件
岩土类型、地质构造、地形地貌三个条件,又统称地质条件,它是形成崩塌的基本条件。
1、岩土类型:一般而言,各类岩、土都可以形成崩塌,但不同类型,所形成崩塌的规模大小不同。通常,岩性坚硬的各类岩浆岩、变质岩及沉积岩类的碳酸盐岩、石英砂岩、砂砾岩、初具成岩性的石质黄土、结构密实的黄土等形成规模较大的崩塌;页岩、泥灰岩等互层岩石及松散土层等往往以小型坠落和剥落为主。
2、地质构造:各种构造面,如节理、裂隙面、岩层界面、断层等,对坡体的切割、分离,为崩塌的形成提供脱离母体(山体)的边界条件。坡体中裂隙越发育,越易产生崩塌,与坡体延伸方向近于平行的陡倾构造面,最有利于崩塌的形成。
3、地形地貌:江、河、湖(水库)、沟的岸坡及各种山坡、铁路、公路边坡、工程建筑物边坡及其各类人工边坡都是有利崩塌产生的地貌部位,坡度大于45度的高陡斜坡、孤立山嘴或凹形陡坡均为崩塌形成的有利地形。
能够诱发崩塌的外界因素很多,主要有:
1、地震:地震引起坡体晃动,破坏坡体平衡,从而诱发崩塌。一般烈度大于7度以上的地震都会诱发大量崩塌。
2、融雪、降雨:特别是大雨、暴雨和长时间的连续降雨,使地表水渗入坡体,软化岩、土及其中软弱面,产生孔隙水压力等,从而诱发崩塌。
3、地表水的冲刷、浸泡:河流等地表水体不断地冲刷坡脚或浸泡坡脚、削弱坡体支撑或软化岩、土,降低坡体强度,也能诱发崩塌。
(四)可能诱发崩塌的人类工程经济活动
在形成崩塌的基本条件具备之后,诱发因素就显得重要了。诱发因素作用的时间和强度都与崩塌有关。能够诱发崩塌的外界因素很多,其中人类工程活动及人类经济(生产)活动是诱发崩塌的一个重要原因。
1、采掘矿产资料:我国在采掘矿产资源活动过程中出现崩塌的例子很多。有露天采矿场边坡崩塌,也有地下采矿形成采空区引起地表崩塌的。较常见的如煤矿、铁矿、磷矿、石膏矿、粘土矿等。
2、道路工程开挖边坡:修筑铁路、公路时,开挖边坡切割了外倾的或缓倾的软弱地层,加之大爆破对边坡强烈震动,有时削坡过陡都可以引起崩塌。此类实例较多。
3、水库蓄水与渠道渗漏:这里,主要是水浸润和软化作用,以及水在岩体(土体)中的静水压力、动水压力,可能导致崩塌发生。
4、堆(弃)渣填土:加载、不适当的堆碴、弃碴、填土,如果处于可能生产崩塌的地段,等于给可能的崩塌体增加了荷载,从而可能而诱发崩塌。
5、强烈的机械震动。如火车机车行进中的震动,工厂锻轧机械震动均可起诱发作用。
二、滑坡
(一)滑坡定义
图1-2 滑坡示意图
滑坡是斜坡岩土体在重力和水,以及其他外营力的作用下,沿某一薄弱结构面产生剪切破坏的一种不良地质现象,是自然作用或与人类活动等因素综合作用的产物(图1-2)。自然界中,无论是天然斜坡还是人工斜坡都不是固定不变的,在不同因素的作用下,斜坡一直处于不断地发展和变化之中。
(二)滑坡的形成条件
滑坡的形成与气象水文、地层岩性、地质构造、地形地貌、外营力改造和人类工程活动等因素密切相关。松散土体和高陡的斜坡是形成滑坡的内因,河流冲刷及淘蚀是产生滑坡的外因,人类工程活动和降雨是发生滑坡的主要诱发因素。
1、地层岩性:岩、土体是产生滑坡的物质基础。通常,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松软,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质易发生变化的岩、土,如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。
2、地质构造:斜坡岩、土只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才可能具备向下滑动的条件。同时,构造面又为降雨等进入斜坡提供了通道。故各种节理、裂隙、层理面、岩性界面、断层发育的斜坡,特别是当平行和垂直斜坡的陡倾构造面及顺坡缓倾的构造面发育时,最易发生滑坡。
3、地形地貌:只有处于一定地貌部位、具备一定坡度的斜坡才可能发生滑坡。一般江、河、湖(水库)、海、沟的岸坡,前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度大于10度、小于45度、下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。
4、水文地质作用:各种软弱层、强风化带因组成物质中粘土成分多,容易阻隔、汇聚地下水,如果上坡上方或侧方有丰富的地下水补给,则这些软弱层或风化带就可能成为滑动带而诱发滑坡。
地下水在滑坡的形成和发展中的主要作为表现为:
地下水进入滑坡体增加了滑体的重量,滑带土在地下水的浸润下抗剪强度降低;地下水位上升产生的静水压力对上覆不透水层产生浮托力,降低了有效正压力和摩擦阻力;地下水与周围岩体长期作用改变岩土的性质和强度,从而引发滑坡;地下水运动产生的动水压力对滑坡的形成和发展起促进作用。
5、人为工程活动影响
不合理人为工程活动,如人工开挖斜坡前缘开挖坡脚或后缘堆载,改变了斜坡的外形和应力状态,增大了滑体的下滑力,减小了斜坡的支撑力,从而引发滑坡。农田灌溉、水渠和水池漫溢和漏水、废水排放等加剧滑坡的可能性。
(三)可能诱发滑坡的人类工程经济活动
违反自然规律,破坏斜坡稳定条件的人类活动都会诱发滑坡。例如:
1、开挖坡脚:修建公路、铁路、依山建房、建厂等工程,常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如,我国西南、西北的一些铁路、公路,因修建时大力爆破、强行开挖,事后,陆陆续续地在边坡上发生了滑坡,给道路施工、运营带来危害。
2、蓄水、排水:水渠和水池的漫溢和漏水、工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等,均使水流渗入坡体,加大孔隙水压力,软化土石,增大坡体容重,从而促进或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动,加大了坡体的动水压力,也可诱发滑坡发生。
3、堆填加载:在斜坡上大量兴建楼房、修建重型工厂、大量堆填土石、矿渣等,使斜坡支撑不了过大的重量,失去平衡而沿软弱面下滑。尤其是矿厂废渣的不合理堆弃,常常触发滑坡的发生。
此外,劈山开矿的爆破作用,可使斜坡的岩土体受振动而破碎,产生滑坡,在山坡上乱砍滥伐,使坡体失去保护,便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡;等等。如果上述的人类作用与不利的自然作用互相结合,则就更容易促进滑坡的发生。
三、泥石流
(一)泥石流定义
泥石流是山区常见的一种自然地质灾害,大都形成于沟谷和坡地,由于暴雨或冰湖、水库等溃决而在沟谷或坡面产生的一种携带有大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流,是一种危害性极强的地质灾害。泥石流灾害具有突然爆发、历时短暂和破坏力强大的特点,是各种自然因素和人类工程活动因素共同作用的产物。
(二)泥石流的形成条件
泥石流的形成通常需要具备以下三个条件:有物源条件、水源条件和特定的地貌条件(图1-3)。
1、物源条件:系指物源区固体松散物的分布、类型、储备量以及补给距离等,能提供大量的固体松散物。固体松散物的来源决定于地层岩性、风化作用和气候条件等因素。
图1-3 泥石流示意图
物源条件主要受地质构造和岩性、新构造运动、不良物理地质作用、人类工程活动等因素的制约。在断裂强烈发育带,岩石破碎,易风化而处于不稳定状态,从而为泥石流提供了丰富的固体物质;岩石性质不仅决定着岩体破坏的难易和方式,而且还决定所形成泥石流的性质。
2、地形地貌条件:地形地貌条件是形成泥石流的内因和必要条件,它制约着泥石流的形成和运动,影响着泥石流的规模和特性。在泥石流的形成条件中,地形地貌条件是相对稳定的,其变化是缓慢的,同时在泥石流的活动过程中,也被再塑造。
地形地貌对泥石流的发生和发展主要具有两个方面的作用:首先是通过沟床的地势条件为泥石流提供位能,赋予泥石流一定的侵蚀、搬运和堆积的能量;同时在坡地或沟槽的一定演变阶段内,提供足够数量的水体和土体。沟谷的流域面积、沟床纵坡降、流域内山坡平均坡度、沟谷形态以及植被覆盖情况等都对泥石流的形成和发展具有重要的作用,泥石流的发生、发展和分布无不受到山地地貌特征的影响。
泥石流活动的过程形成—运移—堆积就是地表一次破坏和塑造过程:平面呈一不对称的哑铃形成区和堆积区的形态极不稳定;形成区由条带状向树枝状发展;流通区在发展过程中相对稳定;堆积区由于流域内来沙量的增长而不断扩展,进逼下游大河变形,导致河流改道。
3、水源条件:水不仅是泥石流的组成部分,同时也是固体物质的搬运介质。降雨历程、降雨量以及降雨强度等对泥石流形成具有明显的影响。
(三)可能诱发泥石流的人类工程经济活动
由于工农业生产的发展,人类对自然资源的开发程度和规模也在不断发展。当人类活动违反自然规律时,必然引起大自然的报复,有些泥石流的发生就是由于人类不合理的开发而造成的。近年来,因为人为因素诱发的泥石流数量正在不断增加。可能诱发泥石流的人类工程经济活动主要有以下几个方面:
1、不合理开挖:修建铁路、公里、水渠以及其他工程建筑的不合理开挖。有些泥石流就是在修建公路、水渠、铁路以及其他建筑活动时破坏了山坡表层而形成的。如香港多年来修建了许多大型工程和地面建筑,几乎每个工程都要劈山填海或填沟方可获得合适的建筑场地。1972年一次暴雨,使正在施工的挖掘工程现场120人死于滑坡造成的泥石流。
2、不合理的弃土、弃渣、采石:不合理的弃土、弃渣及采石等形成的泥石流事例很多。如四川冕宁县泸沽铁矿汉罗沟,因不合理堆放弃土矿渣,1972年一场大雨暴发了矿山泥石流,冲出松散固体物质约10万立方米,淤埋成昆铁路300米和喜(德)——西(昌)公路250米,中断行车,给交通运输带来严重损失。
3、滥伐乱垦:滥伐乱垦会使植被消失、山坡失去保护、土体疏松、冲沟发育,大大加重水土流失,进而山坡稳定性破坏,滑坡、崩塌等不良地质现象发育,结果就很容易产生泥石流。如甘川公路石坳子沟山上大耳头,原是森林区,因毁林开荒,1976年发生泥石流毁坏下游的村庄、公路,造成人民生命财产的严重损失。当地群众说:“山上开亩荒,山下冲个光”。