关于水库岸坡多级同步排水系统的研究

摘要： 传统的水库岸坡排水措施存在明显的局限性和滞后性，排水效果不佳。文章立足于传统岸坡排水措施，根据连通器原理，从重庆市云阳县凉水井滑坡具体实际出发，创新性地将集水井和排水管道相结合，合理布置排水通道，结合新材料的运用，提出了多级同步排水系统，为岸坡防护探索出一条新途径。

Abstract： As traditional reservoir bank slope drainage measures exist obvious limitation and lagging， it is not perfect enough. The article bases on the traditional slope drainage measures， sets out from the city of Chongqing Yunyang County wells landslide's specific and actual condition and presents a multistage synchronous drainage system，which is innovating the sump and drainage combination. According to the principle of communicating vessels， arranging the drainage channel reasonably， combing with the application of new material. For bank protection and explore a new way.

关键词： 岸坡治理；同步排水；生态防护

Key words： reservoir bank governance；synchronous discharge；ecological protection

中图分类号：TV62 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）02-0067-02

0 引言

随着国家西部开发战略的逐步实施，大中型水库的陆续兴建和建成，将形成大量的水库岸坡，岸坡的稳定性问题备受关注。

地下水是影响水库岸坡稳定性的主要因素之一，其危害作用十分明显。

如何及时、有效地将水排出岸坡显得尤为重要。

传统的排水措施包括地表和地下截排水两方面。

常见的地表处理措施有拦、截、排地表径暴雨径流；地下截排水措施有渗沟、盲沟、排水孔、排水井、排水涵洞、集水井以及盲洞等。

这些方法存在诸多缺陷：就其功能性来讲，存在明显的局限性和滞后性，排水不及时，效果不佳；从其成本看，工程造价高，使用周期短，经济增生能力不强。

文章立足于传统岸坡排水措施，根据连通器原理，创新性地将集水井和排水管道相结合，合理布置排水通道，结合新材料的运用，提出了多级同步排水系统。

现结合重庆市云阳县凉水井滑坡具体介绍。

1 凉水井滑坡工程概况

凉水井滑坡位于重庆市云阳县水让村8组三峡库区右岸斜坡地带，自然坡度30°～35°。滑坡前缘高程约100m，后缘高程约319.5m，相对高差约221.5m，总体积约407.79×104m3。

其为滑坡堆积，主要由含角砾粉质粘土、人工填土、含碎石、块石粘土以及砂、泥岩块石组成；滑床为侏罗纪中统沙溪庙组（J2s）互层砂岩、泥岩；滑动带为滑坡堆积与下伏基岩接触带，滑动方向与现坡向基本一致。

由于三峡库区蓄水导致周期性水位升降，加之降雨频繁，该滑坡地下水位变化较大。

2009年4月4日，该滑坡再次出现明显变形，为确保长江航道及当地居民安全，需尽快治理。

2 多级同步排水系统

2.1 作用机理 集排水管道与大气连通，库水位下降时，在大气压的作用下，集排水管内水位同步下降，有效改变并降低整个坡体渗流自由面，从而有效降低渗透力，提高土体强度，增加坡体抗滑力，进而提高坡体稳定性。

2.2 实际应用 凉水井滑坡堆积上部以含角砾粉质粘土、碎块石土为主，下部以砂岩、泥岩块石为主。

因此，对地表降水和地下水，由其来源及对水库岸坡稳定性的影响不同，治理措施也不同（如图1、图4）。

2.2.1 对地下水 采用分级同步排水管道系统，适应滑带的地质构造和储水特征，并将储水排出坡外。排水系统主要由竖直集水管、集水岩腔、排水管道等组成。

①竖直集水井要求：采用软式透水管，材料及尺寸要求如上图，利用连通器原理，直接与大气连通，管口布置过滤网，防止沙石或其他杂物掉入阻塞管道，影响排水性能。

②岩腔部置：采取打竖井后采取微型爆破，形成小型岩腔后，水平在所需设倾斜管道末端打排水管至D处岩腔，而后在岩腔下部撒布中粗粒碎石，上部撒布平纹滤布（如图3）。

③排水管道要求：防腐蚀钢管，分内外两层，外层钢管为主要受力钢管，上部间隔0.5-1m布置滤孔段，段长1-2m，均布简易圆形或条形滤孔，孔直径1-2cm，净距2-3cm，下部角度P（120度左右）内无虑孔；中间层为斜纹滤布，内层为一般钢管，管壁开槽，支撑滤布，近直线布置，有效排水坡度不得小于0.3%，施工方便条件下，坡度愈大愈好。

④施工及注意事项：整个施工过程在库水位处于低水位时进行，并且尽量缩短施工周期，减少人为活动对边坡的不利影响。

A、集排水管道施工：在边坡上应先钻孔、清孔，然后安放排水管和软式透水管，对软式透水管，其四周均匀填筑砂砾滤层，并充分压实。

B、岩腔成型：

对D，由于其处于滑体后缘近裂缝处，利用裂缝自身的集水性能，采用微型爆破时应注意不损伤滑体后壁及自身构造，以免造成新的灾害；

对C，其处于滑带边缓处，坡体自身集水性较强，在滑带附近爆破形成岩腔后利用后缘高坡度集水，排除坡外；

对B，其处于滑带坡度变陡处后缘，爆破时应伸入滑床砂岩体，并充分考虑其构造条件，不能造成新灾害；

对A，爆破岩腔形成后，倾斜排水管施工时，直接穿过岩腔植入后壁土体内。

2.2.2 对坡面处理 考虑该区的气候、地质条件及工程造价，对后缘陡坡裂缝带，采取原地土进行回填并夯实，并在其上修排导沟，其规模根据其上部汇水量确定，截断其后缘补给；对滑体其他部分，修建简易排导沟（如图4）。

截排沟主要由纵、横交叉的水沟相结合而形成的截水沟的拦截上部因降雨形成的面流，然后同地下排水管道排出的水通过排水沟逐级下排；

①对滑体175m高程以上部分，沟体下铺碎石垫层，碎石上铺水泥浆，截水沟有效深度20-30cm，宽25-35cm，沟间平距15m左右；后缘（H）栽种适宜灌木，前缘栽种油桐、漆树等经济林木，排水沟有效深度30-40cm，宽30-40平距20m左右，侧缘（G）栽种如水杉、白衫树、水松、池杉等树木，沟间地区（E）栽种药材金银花等药材。

②对滑体145m-175m高程部分处于水位循环升降带，修建排水沟时，空间布置同上部，对沟体部分适宜加深基础或采用钢混结构，以增加其稳定性。

槽四周栽种杞柳、旱柳等林木，中间部分（E）栽种白三叶等草种。

大部分情况下，气候条件会满足坡面植物需要，若不能满足且边坡排水丰富时，可将部分边坡排水引给坡面植物。

3 结语

①多级同步排水能够及时有效地将地下水排出坡外，减轻地下水对于岸坡的破坏，对于维护水库岸坡稳定性具有重要意义。

②该系统将以往的爆破法和排水法、集水井与排水管相结合，注重功能性与系统性的构建，在设计中减少了成本。

③系统形成了新的处理模式：工程防护—生态恢复—开发利用，种植生长时间与三峡水库低水位运行时间相吻合，水土保养好，具有较高的经济价值的植物，增加经济收益和生态效益。

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