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南水北调关于汛期渠道工程防护方案的探讨
摘要:汛期工程受降雨影响会出现雨淋沟和个别完工工程局部塌陷情况,治标治本,除了相关的技术方案来处理缺陷,还要尽可能多的提前做好防护工作。
  关键词:渠道工程;沉降塌陷;雨淋沟
  abstract: flood engineering by rainfall there will be rain groove and individual works of local collapse, take temporary solution, in addition to relevant technical scheme to deal with defects, but also as much as possible in advance to do protection work.
  keywords: channel engineering; subsidence; rain ditch
  中图分类号:u698.91 文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2013)
  1工程概况
  1.1  河南气候特征 
  河南省位于北纬31°23′ ~36°22′ ,东经ll0°21′ ~1l6°39′,地跨暖温带和北亚热带两大自然单元的我国东部季风区内。气候比较温和,具有明显的过度性特征。南北各地气候显著不同,山地和平原气候也有显著差异。全年四季分明。总的气候特征是:冬季寒冷少雨雪,春短干旱多风沙,夏天炎热多雨,秋分明。WWw.11665.COm总的气候特征是:冬季寒冷少雨雪,春短干旱多风沙,夏天炎热多雨,秋季晴朗日照长。
  河南的降雨与气温同步,多年平均降雨量为784.8mm,年降雨总量为1296亿立方米,并由东南向西北逐渐减少。淮河以南地区1000~1400mm,黄河沿岸和豫北平原仅600~700mm,其他地区在700~1000mm之间。因受季风影响,降雨年内很不均匀,雨量集中在6、7、8月,约占全年降雨量的50%~60%,而且降雨强度大,在多暴雨区如鲁山和太行山、伏牛山东麓一带,常造成洪涝灾害。冬季全省降雨量都很少。黄河以北和豫西伊洛河流域,秋季降雨多于春季;北纬33°以南地区,春季降雨大于秋季。降雨量年季变化大,丰水年和干旱年降雨量相差达2.5~3.5倍,年降雨量的变异系数淮南和豫西山区为0.25,淮河流域以及豫东平原大部分地区为0.30,豫北为0.35~0.40。
  入汛期以来,河南地区普降大雨,南水北调中线干线渠道的未衬砌的渠道建基面、已衬砌的渠道以及部分左排建筑物进出口的渠道砌石等工程受强降雨影响出现雨淋沟和个别完工工程局部塌陷情况,工程实体质量会受到不同程度影响,虽然已有相关的成熟的技术方案来处理缺陷,但仍需耗费大量人力物力,未雨绸缪,势在必行。
  南水北调中线干线河南段范围中郑州年平均降雨量较大,平顶山、南阳年平均降雨量最大 。如下图1-1
   图1-1 河南省年平均降雨量分布图
  2汛期降雨破坏分析
  2.1已开挖但未进行混凝土施工渠道被雨淋沟损毁较为严重,尤其在几个连续的强降雨日反复冲刷,雨水在渠顶汇集后沿相对高程低洼的松散的砂土及填土较为薄弱处流向渠底,导致已成型渠道的建基面薄弱处形成较深的过水通道。
  2.2已进行渠道衬砌的渠道混凝土面板在未被保护好的情况下,雨水汇集在渠顶,并在相对薄弱的坡肩面板建基面渗入混凝土面板下部,在几个连续的强降雨日,雨水通过雨淋沟大量汇集在面板内部,由于混凝土面板下部为防水的复合土工膜,基面渗水饱和的情况下多余积水无法排出,造成渠底混凝土面板被水压顶起,下部脱空,无法再交付使用。如下图1-2
  
  图1-2
  
  2.3在部分左排建筑物进出口的渠道砌石等工程,受强降雨影响,雨水汇集在顶部,并在相对薄弱的坡肩从建基面渗入砌石的下部,在几个连续的强降雨日,雨水通过雨淋沟大量汇集在砌石内部,由于砌石缝隙可将多余积水排出,造成砌石建基面被雨水掏空,从而造成局部砌石的沉降塌陷。如下图1-3、1-4、1-5
  
  图1-3
  
  图1-4
  
  图1-5
  3相关处理方案
  3.1根据雨淋沟对边坡破坏范围,较大的部位采用1m3反铲配合人工进行开挖,较小的部位采用人工进行开挖,开挖原则为清除雨淋沟内松散土直至原状土基面,并开挖成台阶状,自台阶底边线沿渠道方向1:2、垂直水流方向1:1.5削坡至下一级台阶底部,台阶宽度控制在50~60cm, 开挖出来的土料可集中堆放在渠底,待雨淋沟处理完后采用1m3反铲挖装至10(20)t自卸汽车运至附近渣场。
  3.2 雨淋沟回填 
  开挖后经工区和技术质量部验收,以填筑试验的参数要求进行回填,填筑取土可根据雨

沟分布情况,就近在附近料场用1m3反铲挖装10(20)t自卸汽车运至渠底,反铲将土料堆放至雨淋沟两侧,坡面冲沟回填距坡脚超过4m时可自坡顶溜料,人工摊铺找平,人工利用4kw蛙式打夯机环套法分层夯实(或用木夯夯实),土料虚铺厚度30cm,含水率控制在12.1%~15.1%之间。夯击次数控制在8遍以上,环刀取样,压实度达到98%后方可进行下一层土料回填夯实,逐层填至渠道边坡顶部高程30cm以上。 
  3.3 取样检测 
  采用环刀法检测土料压实度,压实按不低于98%进行控制;取样数量按每100~150m3取样一个,取样不足3个时,也应取3个。 
  3.4 土料及回填要求 
  整修完成并经工区、技术质量部验收后,使用附近渣场土料或邻近渠道开挖料分层回填冲沟。 
  ⑴ 取土质量要求 
  ① 土料塑性指数7~20,且不得含有植物根茎、砖瓦垃圾等杂物。② 有机质含量不大于5%。 ③ 有较好的塑性和渗透性。 ④ 填筑土料含水率应控制在最优含水率附近,含水率控制在12.1%~15.1%。
   ⑵ 回填要求 
  回填自下而上分层进行,每层虚铺厚度为30cm, 4kw蛙式打夯机环套法分层夯实,夯击遍数8遍以上,直至压实度到达98%,夯实过程中应适当洒水,土料含水率控制在12.1%~15.1%之间。对于边坡冲沟,回填时应超填0.5m,保证压实效果;边角等设备不能到达的地方可人工由木夯夯实,压实度达到98%。 
  3.5 质量保证 
  冲沟修复施工应遵循项目部质量管理的有关规定,并着重注意以下几点: ⑴ 冲沟整修后应表现为上宽下窄,外宽内窄,不能出现反坡。⑵ 回填土分层进行,虚铺厚度不超过30cm,分层压实,试验室环刀取样,合格后方可进入下层施工。⑶ 坡面冲沟回填时应超填0.5m,保证压实效果。
  4 防护方案
  4.1已开挖但未进行混凝土施工渠道被雨淋沟损毁
  ⑴留有保护层未精削坡,粗削坡应满足坡面建基面留有30cm保护层的要求,并及时对留有保护层但仍形成较深雨淋沟的部分进行及时修复,避免重复冲刷造成更大的损失。
  ⑵已精削坡的坡面建基面,在汛期期间削坡范围控制在满足不窝工的施工要求即可,勿大量削坡,在仓库提前准备苫盖材料,并对已削好的坡面及时进行苫盖保护,同时苫盖保护还可对烈日暴晒建基面造成填方段层间结合处形成风化松散进行有效遏制。
  4.2已进行混凝土施工渠道的破坏
  在渠坡的坡肩将预留的复合土工膜卷好并用土覆盖至于坡肩混凝土面齐平,在条件允许的情况下让马道内坡高程高于外坡,减少雨水汇集在堤顶的可能性,并在低洼容易汇水处用砂浆砌成排水沟或者用塑料布做成倒流槽引至渠外坡,保障成品混凝土不被破坏。
  4.3部分左排建筑物进出口的渠道砌石等工程,挖截流沟并用砂浆砌筑,防止汇水对砌石造成破坏,砂浆则能有效防止长时间浸泡沟体坍塌,在砌石边缘容易汇水处用宽30cm塑料布埋入地下并用土覆盖至齐平于砌石坡肩面。
  5结束语
  对于汛期工程实体受到损毁的问题,我们需要在清楚了解具体的工程地质情况下针对不同的问题开动脑筋,勇于创新,一些容易被人忽略的细节可以将降雨造成的损失降到最低,避免了大量人力物力的投入。
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  •  更新时间:2013-10-30 09:56:23  作者:佚名 [标签: 中线 线路图 ]
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