刍议水电站引水渠滑坡原因及处理方法论文_王光力

(四川省西点电力设计有限公司 四川成都 610031)

摘要:引水渠渠道和渠系建筑物是水电站施工中的关键项目之一,它们运行的实际情况直接关系到水电站渠道运水是否顺利以及水电站发电效益的高低,在水电站运行过程中发挥着非常重要的作用。本文主要分析了水电站引水渠道滑坡的原因,同时提出了相应的应对方案和防治措施。

关键词:水电站;引水渠滑坡;处理方法

一、引水渠滑坡的原因

引水渠滑坡指的是部分引水渠的两侧存在滑动的条件,再结合各种因素的综合作用下向坡下滑动,进而导致边坡塌陷的现象,在这个过程中造成的崩石和落土可能会对渠道水利造成不同程度影响,严重时甚至还会影响到水轮机组的正常运行,是一项对水电站的正常运行极具威胁的自然灾害。以发生在我国广西的一项中小水电站引水渠发生滑坡为例,可以发现导致引水渠发生滑坡的原因主要有以下几种:

1、在引水渠地段的地质土壤条件很差,土层的分层也较为明显,在外力的作用下岩层会向渠内倾斜,这样就会沿着层面发生滑坡。比如某一个水电站,在这个水电站引水渠二级以上岗地或阶地上分布着大量的胀缩性、裂缝性以及超固结性的硬塑质坚硬状态的洪积粘土。发生滑坡地段的土层主要是填土层以及以第四系洪积物为主要组成成分的粘性土、下第三纪泥岩,正是这些土层发生了滑坡。

2、引水渠边坡施工质量不合格,施工时没有对引水渠基底层进行充分的分层碾压夯实,在大雨天气就极易发生渗水现象,进而导致土层分离,发生滑坡。经过相关的考察发现,很多的水电站引水渠边坡在施工过程时为了节省人力开支,施工方就召集了很多的农民工参与工程建设,引水渠边坡的回填土也大都是由农民工负责将进水池、泵房以及进水渠道开挖出来的红色泥岩堆砌而成的,由于民工大都专业水平不高,素质也比较低,挖出的泥岩大都是未经过夯实就直接用于施工建设,也没有规范的进行分层碾压,因此填土质量严重不合格。在滑坡发生之后进行的压实度测试中,平均压实度只有不到90%,这个数据就体现出了在堆筑时没有严格的做到分层碾压。填土的填筑质量的好坏直接关系到引水渠的安全情况,这一地段的平均压实度只有不到90%,就说明了在填筑时碾压的不够密实,达不到相关规定的要求。

3、因为地下水位改变、地表水下渗、灌溉用水下渗、溶蚀作用以及潜蚀等造成滑带土强度下降的原因,使滑带土的形状发生了一定的改变,进而导致滑带土的抗滑因素随之变小,从而形成了滑坡。

4、如果发生小型的地震或者是爆破施工等产生振动的因素,也可能会破坏滑带土的整体结构进而形成滑坡。

5、缺乏完善的防护措施以及优良的施工方法,也可能会增大边坡的滑动力,从而引发滑坡。

6、在边坡的施工过程中,如果新石以及边坡治理措施无法与旧岩土层良好的结合起来,也会导致结合材料以及边坡整体的滑坡。

7、在水流的冲击下,引水渠的坡脚可能会被掏空,这时坡体的应力状态就会发生改变,从而导致滑坡。

二、边坡结构分析

为了确保渠道边坡稳定,必须要对还未塌陷的边坡进行加固。根据稳定计算,可以算出使岩层面产生滑动的不稳定岩体维持稳定所需的拉力大小和方向,可以根据《岩土锚杆技术规程》进行计算。计算公式如下:

根据相关的地质资料,选用合适的参数,通过以上公式可以计算出锚杆的杆固长度、数量、锚杆的间距和大小等。

二、引水渠滑坡的边坡处理方法

如果发生了引水渠滑坡,首先需要采用专业的勘查方法找出引发滑坡的根本原因和主要因素,判断滑坡的严重程度以及是否有可能会引发后续的灾害,根据滑坡的实际情况决定治理滑坡的施工措施,挑选出合理有效、经济实惠同时又实施简单的解决方法。在治理滑坡的过程中不能操之过急,应该在滑坡处于平衡临界点时再开始整治,如果在勘察的过程中发现有可能继续发生滑坡时,要立刻组织处于滑坡区域的人员和相关的设备撤离,同时还需要加固水电站的筛网,必要时还可以采用临时关机的方式,保证水轮机不会被滑坡的石块所破坏。

1、在应对结构性滑坡时,要全面的将结构性滑坡体清除掉,并重新回填。如果条件允许,可以把滑坡体和被扰动过的土体全部清除掉,更换为更加合适的土料。在进行回填边坡时,规定要采用放坡连接引水渠堤的方式进行处理。

2、如果发生因为水位变化而导致的滑坡,需要进行排水导渗,同时还需要采取防止水下渗的防护措施。在对滑坡进行整治的过程中,首先需要进行的措施就是排去地表水和疏干地下水,根据滑坡的具体情况选择合适的排水方法。①在处理滑坡体以外的地表水时,通常采用的是拦截和旁引的方式,也就是在滑坡范围5m之外修建环形的截水沟。要对截水沟的深度和质量进行一定的限制,避免滑坡体外的水再次渗入滑坡体内。在处理滑坡体内的地表水时,主要采用下渗和引出的方式。首先需要做的是解决滑坡体内存在的多种裂缝,以防地表水继续下渗。然后可以使用位于滑坡范围内的自然排水沟,把地表水汇集在一起引出滑坡体,如果在滑坡范围内没有自然排水沟,那么就需要额外新建一个排水沟。②为了保证滑坡体外的地下水渗入滑坡体内,通常都会采用设置截水盲沟的方式,把地下水引出滑坡体。在处理滑坡外的排水时,经常采用的是在坡面修建多种形式的导渗沟,还可以采用水泥砂浆勾缝、干砌石护坡、底层设置导滤层或者是排水管。③在进行防渗处理时还可以通过防止水下渗的方式达到防渗的目的。如果滑坡坡体比较大,同时又属于深层难以治理时,可以采用减少地下水或者是防止渠道下渗水入渗的方式,可以在滑体上修建排水沟。或者是在某一个区域使用钢管过度的方式。

3、在处理推移式浅层滑坡时,通常采用削坡减载的方式。最常使用的是削缓边坡的方式,如果是处理渠道外滑坡时,还可以将上部削下土体反压在坡底,这样可以起到稳定滑坡的作用。

4、如果因为地形的限制而无法使用削坡的方式时,应该修建挡土墙进行加固支挡。例如现在常用的砌挡土墙、加固坡脚、干砌护坡的方式。处理滑坡时可以采用拱式或者是连拱式挡墙等方式。

三、引水渠滑坡的防治措施

与在引水渠滑坡发生之后进行治理相比,保证引水渠的整体质量就显得更加的重要。主要从结构设计以及正式施工两个方面保证引水渠的质量,对这两个方面要进行严格的把关,从根本上杜绝引水渠滑坡的发生。

1、在进行引水渠坡道的设计工作时,要严格按照地质勘查报告等相关资料的要求,从设计规划开始,掌握渠线地质结构的情况,尽量避免在不良地段施工,如果因为施工要求而无法避开不良地段时,要采用合理有效的工程措施加以防护。

2、根据水电站机组的选择以及坝址设置时,要选择合理的渠道结构和边坡,这样有助于引水渠的安全稳定。

3、在实际的施工过程中,要先开挖后抽沟,开挖的坡度需要根据开挖后的地质情况来决定,如果边坡设计的过陡,需要及时的进行修正,确保边坡稳定可靠。

4、在对水电站进行日常维护的过程中,需要加强对渠道的检查力度,检查内容主要是查看防洪措施是否正常,及时清理引水渠内的杂草淤泥。

5、如果发生局部的渗漏破坏或者是集中漏水的情况,要及时的查明原因,对于渗漏的通道要进行堵死,保证防渗工作的有效性。

6、在雨季结束之后要加强对边坡的检查以及处理,如果发现问题要及时的上报并安排专业人员进行检查解决。

四、结束语

因为水电站引水渠滑坡往往都是在很多原因作用下的结果,因此要采用综合治理的方式进行处理,特别是在处理边坡排水和加固的过程中,更需要因地制宜,选择合适的解决措施。由于水对滑坡体的滑面具有软化、促进滑坡体发生的作用,因此渠道滑坡大都发生在多雨天气里,所以在对水电站进行安全检查时,必须要加强对引水渠边坡渗漏、开裂等情况的检查力度,这样才能减少引水渠滑坡发生的次数,真正的保证水电站引水渠的安全。

参考文献:

[1]李伟祥.古尔图河四级水电站引水渠的设计与施工[J];湖南水利水电,2015(12):112-113.

[2]郭龙.大林江水电站引水渠滑坡原因分析及边坡处理[J];中国水运,2013(16):45-46.

[3]程居.浅析水电站引水渠滑坡原因及处理方法[J];企业文化,2014(8):15-16.

论文作者:王光力

论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期

论文发表时间:2017/9/21

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