景電一期工程灌溉后邊坡防護設(shè)計

1排水系統(tǒng)的設(shè)計與制備一期京能源項目位于景泰縣中部，是甘肅省第一個大型節(jié)水高鹽區(qū)項目。工程從黃河提水,設(shè)計流量10.56m昔日的景泰川長期飽受干旱和風(fēng)沙危害,氣候干燥多風(fēng),降雨稀少(年平均降水量167.3mm),蒸發(fā)量大(年平均蒸發(fā)量3390mm)。加之境內(nèi)除黃河外無常年地表徑流,地下水亦甚貧乏且埋藏深,絕大部分地區(qū),地下水位均在數(shù)十米以下。因此,在初步設(shè)計和技施設(shè)計時,沒有設(shè)置排水系統(tǒng)。但是隨著長期灌溉,渠道滲漏水和田間滲漏水以及高蒸發(fā)低降水等因素導(dǎo)致灌區(qū)部分地區(qū)地下水位上升,礦化度逐漸升高,由設(shè)計之初的3~5g/L升高到后來的5~6g/L,對渠道及建筑物造成破壞。2低地下水位增加對工程區(qū)域渠道和建筑物的破壞2.1亞土墻內(nèi)渠道的分布一期工程渠道大部分采用C15預(yù)制混凝土板襯砌,隨著灌區(qū)地下水位的上升,處于較低位置的渠道,由于排水不暢,經(jīng)過每年10-11月的冬灌后,大量滲漏水留存在渠道地基內(nèi),在冬季渠基發(fā)生凍脹,表現(xiàn)為混凝土板鼓脹,板縫開裂;第二年春天氣溫回升,凍脹的渠基融化,襯砌混凝土板發(fā)生垮塌、滑坡。尤其是總干四泵站至五泵站之間的渠道,是全灌區(qū)最低洼地段。渠道坐落在亞砂土夾亞黏土層內(nèi),土壤結(jié)構(gòu)稍密、透水性低、凍脹性較強。上水后,渠道滲漏水、田間滲漏水均匯集于此,是全灌區(qū)地下水位上升最早,地下水最為富集的區(qū)域。經(jīng)過多次凍融循環(huán)破壞后,渠道已無最初設(shè)計的形狀,邊坡襯砌混凝土預(yù)制板全部垮塌,上水期間看似一條河,冬季停水期間渠內(nèi)地下水水位高出渠底40~50cm。2.2排水系統(tǒng)不完善提灌工程泵站基坑多建于深挖方地段,渠道滲漏水、田間滲漏水以及降水等使得基坑來水增加,由于沒有完善的排水系統(tǒng),基坑地下水位不斷升高,泵房混凝土基礎(chǔ)及排架柱和廠后匯總管及混凝土支墩長期處于高礦化度地下水浸泡中,致使混凝土發(fā)生裂縫、鼓脹、剝落、露筋等病害,匯總管下部經(jīng)過長期浸泡,發(fā)生氣蝕、銹片,嚴(yán)重影響安全運行。此類情況較為嚴(yán)重的有改造前的總干二、三、四泵站。3通過節(jié)水改造項目降低地下水位的措施在工程改造過程中,針對不同的情況采用暗管和盲溝排水,以降低地下水位或排除地下水。3.1暗管制作設(shè)計暗管排水方式主要用在泵站上游渠道及地下水位較高地段渠道。如西干二、三、四泵站上游渠道改造時,靠近泵站約200m的渠道設(shè)置了PVC排水暗管,渠道基礎(chǔ)內(nèi)地下水通過排水管排到前池或其他利于出水的位置,再由前池排水系統(tǒng)統(tǒng)一排出。尤其是總干四泵站至五泵站之間3.1km渠道,在改造過程中運用了暗管排水系統(tǒng),有效地排除了地下水。此段渠道設(shè)計為矩形漿砌石渠道,渠底為弧底。在渠底砂碎石中埋設(shè)2條準(zhǔn)160mmPVC排水花管,并在砂碎石反濾料與渠底間布設(shè)一層反濾布,以防砂碎石反濾料及排水花管被泥沙堵塞。排水花管每200m設(shè)一支排,支排橫穿渠道,將地下水排入灌區(qū)總干排水溝內(nèi)。(1)基礎(chǔ)開挖。渠道基礎(chǔ)開挖時,首先沿渠道縱向挖好管溝,管溝尺寸結(jié)合渠道現(xiàn)場情況確定。如總干四泵至五泵間(圖1),900多米渠道排水溝開挖深度為80cm、口寬130cm、底寬50cm,PVC管中心距溝底30cm;西干四泵站前300多米渠道排水管直接埋入渠底基礎(chǔ)砂礫石墊層內(nèi)(圖2),不再另行開挖排水溝。(2)暗管制作。排水暗管采用準(zhǔn)160mmPVC排水管,用電鉆在管道上部2/3的管壁人工打1.5cm大小的孔,呈梅花形布置,間隔4cm,地下水和回歸水通過小孔滲入排水管內(nèi),排入集水井集中排出或橫向排至渠道外。(3)管道埋設(shè)。排水管根據(jù)渠道斷面大小或渠道基礎(chǔ)含水量可選擇埋設(shè)一條或兩條。為防止管道局部沉陷,每隔5m設(shè)一漿砌石支墩。首先在管溝內(nèi)側(cè)鋪設(shè)反濾布,擺放排水管,然后回填篩分、沖洗過的砂礫石反濾料,回填完成后用反濾布將反濾料完全包裹,防止水中攜帶的泥沙堵塞排水管的孔眼。埋設(shè)時應(yīng)特別注意管道縱坡要大于渠道縱坡,以保證排水順暢。(4)由于此段渠道北側(cè)沿渠道走向有一條排堿溝,溝底高程低于縱向排水管高程,便于渠道底部地下水排出。因此,每隔200m設(shè)一條支管,橫穿渠堤將地下水排出渠外,并在支管末端設(shè)一閥門井,上水期間閥門關(guān)閉,防止渠道水流失。冬灌停水后閥門打開,及時排出渠道基礎(chǔ)內(nèi)的地下水,防止渠道發(fā)生凍脹破壞。由于每200m為一個獨立的排水系統(tǒng),避免了一處堵塞,整個排水系統(tǒng)無法運行的弊端。3.2主盲溝與支盲溝混交法對于泵房周圍前池、后池的排水,主要采用排水盲溝排除地下水,如總干二、三、四、五、六泵站,在平行于廠房后墻距后墻1.5~2.0m的位置設(shè)一主盲溝,再垂直于主盲溝以間距2.5~3.0m設(shè)支盲溝與主盲溝連通,主盲溝末端設(shè)集水井。主盲溝深90cm,寬60cm;支盲溝深60cm,寬40cm。盲溝內(nèi)填篩分砂碎石反濾料,在地下水出露位置應(yīng)加設(shè)支盲溝。所有廠區(qū)來水均通過盲溝回流于集水井,集水井內(nèi)安裝自動排水裝置,當(dāng)水位達到預(yù)先設(shè)定的高度后,排水裝置開始排水。4渠道凍脹情況暗管和盲溝排水在景電一期更新改造工程中已廣泛應(yīng)用,經(jīng)過幾年的運行,觀察發(fā)現(xiàn),改造