浅谈喀斯特地貌渠道水毁修复的方法

杨开相

贵州省天柱鱼塘水库灌溉工程管理处 556699

摘要：喀斯特地貌修筑水工建筑时，常常会因该区域的特殊地质条件，影响修筑预期工期及其质量，在水工建筑修缮时，更是需要一定的技术支持，特殊地质采取不同的方法进行施工。本文以贵州省天柱县鱼塘水库及其主干渠近年来的修复作为案例，简单介绍喀斯特地貌渠道水毁修复的一些方法。

关键词：天柱县；鱼塘水库；喀斯特；渠道；水毁修复

一、鱼塘水库工程概述

鱼塘水库位于天柱县城西北面的鉴江上游，系贵州省建国以来经国家计委、水利部第一个审批修建的中型水利灌溉工程。坝址以上集雨面积259 km2，年产水量1.69亿立方米。该工程由贵州省水利水电勘测设计研究院规划设计；91年复建的审批规模为：水库枢纽大坝坝高39.5m，正常蓄水位475m，总库容5028万m3；渠系工程计有总干渠一条、干渠三条、支渠七条，全长212.34km，灌溉面积10.5万亩田。工程建成后，以灌溉为主，兼顾防洪、发电、水产养殖、旅游、生活用水等功能。

工程经历了78年动工兴建，81年缓建，91年复建。截止2003年，工程已按复建的审批规模完成了大坝枢纽工程，总干渠一条24.34KM，干渠三条59.16KM（其中：兰田干渠24.08KM，天柱干渠9.58KM，白市干渠25.5KM）；完成搬迁安置移民1396户6391人。鱼塘水库工程概算总投资为13654万元。其中：缓建前概算投资2840万元；续建后概算投资10814万元（审批概算7300万元，追加概算3514万元）。工程兴、续建累计完成投资12748.68万元。占概算总投资13654万元的93.4%，其中缓建前完成1954.68万元；续建后完成10794万元。1999年 6月12日水库正式下闸蓄水投入468米水位试运行。成立常设机构天柱鱼塘水库灌溉工程管理处对工程进行管理及修缮。

由于总干渠、三条干渠经过的地层，主要为板溪群砂板岩和变余砂岩，变余凝灰岩，白垩系紫红色砂岩；板溪群变余长石砂岩和沙质泥岩，天然坡度较大，常出现浅层滑坡。其次为二迭系阳新灰岩和吴家坪灰岩及煤层，局部地段分布白垩系砂岩和泥岩；阳新灰岩和吴家坪灰岩煤层，表土履盖下的煤洞岩溶特多，多处出现溶坑塌陷，须采取修建钢筋混凝土座槽等方式进行处理。

二、渠道损毁的危害

自2002年以来，水库功能已逐步转变为天柱县城唯一供水水源。沿途受益的村寨、乡镇和县城人口约10万人。主要通过总干前15公里和天干9.5公里明渠供水。因要承担人口约10万人的供水任务，一旦发生损毁，需尽快恢复供水，以维护社会稳定，发展地方经济；因此该段渠道维修必须按抢修性质组织实施。渠道损毁会带来以下危害：

1、由于渠道大多处于半坡，上、下方为民房、稻田、公路、厂矿、学校、坟地等，出现水毁，会给人民带来财产损失，甚至危及生命。

2、由于县城的唯一生活水源靠渠道输送，出现水毁，县城供水中断，县城10万人的生产生活用水无法解决，将影响社会稳定、影响经济发展、影响天柱形象。

3、鱼塘渠道还承担着农田灌溉的任务，出现水毁，将影响下游几万亩的农田灌溉，造成粮食低产甚至绝收，农民生存受到威胁。

4、鱼塘渠道沿途村民生产生活都使用渠道水，渠道水毁停止供水后，对沿途村民生产生活产生极大影响。

三、鱼塘渠道损毁的原因及现状

因该渠道处于喀斯特地貌，溶沟溶槽异常发育，加之年久失修和山洪灾害等。造成渠道内外坡滑坡垮塌和底部沉坑，渠道无法运行。加之渠道大多处于半坡上，临空面高，地质地貌特殊，经常发生垮塌，主要状况如下：

1、暴雨形成山洪，冲毁渠道，长度从几米到几十米；

2、暴雨造成土体水量饱和，形成大滑坡，冲毁渠道或阻断渠道，长度从几米到几十米；

3、渠道经过地质地貌为喀斯特，溶沟溶槽异常发育，以及地壳破坏活动等，长期运行，在伸缩缝或薄弱处发生渗漏带走土粒，导致渠道底部形成空洞，在水体重力作用下，形成深度溶坑，深度从几米到十米左右。

四、处理方法

1、渠道水毁修复设计原则：考虑当地交通和建材条件，在遵循安全、经济、实用、美观的基础上，要求快速，并与其他设施相协调。

2、施工队伍确定：根据不同水毁情况区别对待，如塌方清除，量少的由当地村民完成；量大的联系挖掘机清除，再辅以人工处理完毕。砼、钢筋砼、浆砌石工程等有技术含量的由具有资质的建筑工程公司委派有抢险经验的建造师承担。

3、渠道水毁抢修工程施工严格按照水利工程相关规范进行施工。

4、施工质量管理：成立施工单位质量保证体系和建设单位质量检查体系；建立材料进货、检验、验收、使用完善的管理机制；对每道工序进行验收，前道工序经验收合格后，方可进入下一道施工工序，从事前事中事后进行控制管理，确保工程质量。

5、处理方法经过多年的积累，比较成功的方法是：

（1）对高边坡易塌方地段，采用钢筋砼盖板和浆砌城门拱的形式。

（2）对底部沉坑地段，采取土石方回填后钢筋砼座槽和铺设管道的形式。

（3）对外渠堤垮塌地段，采取土石方回填后钢筋砼座槽和浆砌石堡坎的形式。

五、具体处理案例

案例一

1、情况介绍：天柱干渠K0+715-K0+727渠道整体沉陷，该断渠道深度为2米，底宽1.6米，顶宽1.8米，沉陷边缘总长为12米，侧墙身坡度为1：0.25，沉陷坑最深处约8米。

2、处理方案：在原渠槽的基础上建钢筋砼座槽跨过陷坑，其长度视开挖后情况而定，槽底纵向设计两条主梁，横向设计若干条次梁（约4根），槽顶同样用钢筋砼封盖，使渠道在该区域呈全封闭状态。

3、具体施工：先清除原槽被破坏的部位及残渣，两端槽底基础开挖至新鲜实土，然后用M7.5浆砌块石以0.15坡度砌筑回填至坑洞口原；沿渠纵向按间距3米用M7.5浆砌块石以0.25坡度砌筑回填至槽梁底，除用浆砌块石砌筑回填处外，其他部位用泥土夯实回填至槽底；底部梁、底板和侧墙尽可能一次性浇筑完成，以避免产生冷缝而渗漏。在浇筑侧墙时，要预留好盖板钢筋，在浇筑盖板前将砼接触面凿毛并清理干净。

4、相应数据：梁的尺寸为350mm×400mm，槽底板和侧墙板钢筋?8筋按150mm×150mm间距配置，底板为单层布筋，侧墙为双层布筋；渠道中设置拉梁和导牙平台梁，尺寸为250mm×200mm。本案例中所有砼级别为C20。

以下为该处理方案简易配筋图：

案例二

1、情况介绍：天柱干渠K2+470-K2+500渠道不规则垮塌，主要是側墙垮塌，该段渠道深度为2米，底宽2.2米，顶宽2.2米，沉陷边缘总长为30米。原为出碴道，堆砌成渠，经运行多年，均已垮塌，周边有局部渗漏点，目前带病运行。

2、处理方案：该段渠道不规则垮塌，分为两部分进行修复，K2+472-K2+486为双侧垮塌，用浆砌石块砌筑两侧渠墙，浆砌石砌筑完成后外侧用石碴回填，底部回填夯实后用C10砼海底即可；K2+486-K2+500为单侧垮塌，用浆砌石块砌筑单侧渠墙，浆砌石砌筑完成后外侧用石碴回填，同样底部回填夯实后用C10砼海底。

3、具体施工：该段渠道恢复可在清挖原渠槽的基础上作局部修整后，即可砌筑，浆砌建基面均为石灰石，基岩出露。

4、说明：图中尺寸单位除桩号和高程以m计外，其余单位均以cm计。

六、结束语

喀斯特地质地貌相对复杂，水工建筑修筑时往往有难以预想的情况发生，没有足够前瞻的预测，往往会造成很大的经济损失。所以，作为水利人，我们必须不断提高自己的专业水平，多琢磨新的施工方法，并在工作中结合实际不断的总结经验，为现代水利事业多做贡献。