试谈改扩建有关中小型改扩建渠道工程一般工程地质理由研究生

论文导读：结构。岩体结构由结构面和结构体两部分构成。所谓结构面指的是有一定面积的，能连续（断）续延展破裂或隐伏破裂的地质界面，包括断层、节理、层理和片理以及剪切密集带等。研究表明：岩体中的结构面会对岩质边坡稳定性造成很大的影响，因为这些部位往往是123下一页
【摘要】随着我国水利工程建设的发展，一些中小型渠道现在已进入改扩建阶段，大量早已投入使用的渠道工程随着规划调整以及功能改变等原因，需要进行相应的改扩建，其设计、施工中的工程地质问题也越来受到人们的重视。本文作者基于多年的实践经验，在对中小型改扩建渠道工程一般工程地质问题分析的基础上，提出了若干针对性措施，以期在实际中具有借鉴作用。
【关键词】中小型改扩建；渠道工程；工程地质问题

前言
渠道指具有自由水面的人工水道，按用途可分为灌溉渠道、动力渠道、供水渠道、通航渠道和排水渠道等，水利水电工程中重要的引水及排水建筑物。随着我国灌溉与通航、供水等需求的迅速增加，我国早期建设的中小型渠道工程已经无法满足实际需求，大大影响了其服务水平，这就需要增加渠道输水、引水能力。但由于新建渠道投资大、耗时长、占用土地资源多等原因，大多数地区已经开始倾向于在原有中小型渠道的基础上实施改扩建。
在实际中小型渠道工程改扩建过程中，工程地质因素在很大程度上影响、制约着建筑场地的规划、设计和施工条件等。所以，进行前期地质勘察，探究渠道工程面临的工程地质主要问题、并采取针对性的设计、施工措施，可以在很大程度上保证中小型渠道改扩建工程的质量及节约成本。本文就有关中小型改扩建渠道工程一般工程地质问题进行相关探讨。

1. 中小型改扩建渠道工程一般工程地质问题

1.1 渗漏问题

渗漏问题直接关系渠道的输水和引水功能，其是渠道工程一般工程地质中的核心问题。渠道发生渗漏会造成许多不良后果，其不仅会影响经济效益，还会带来一系列生态问题，如造成盐碱地，反酸田、沼泽地，引起地下水位上升等。有些山区地带会因为渗漏而引起山体滑坡或渠底腐蚀等严重后果。
影响渠道渗漏的因素主要有以下几个：周边水文地质条件、土壤特性、渠道水深和速率、含沙量以及输水历时等。水文地质影响渠道渗漏主要体现在周边地下水位的变化上。目前一般认为当渠底高于地下水位时，可能会发生渗漏；当渠底低于地下水并且渠中水面也同样低于地下水位时，一般认为渗漏不会发生。在有岩层分布的地区，岩溶裂隙或者腐蚀孔洞往往会形成渠道渗漏的通道，从而导致更严重的渗漏。当然岩石破碎风化的程度与渗漏是成正比的，在松散和粗沙的砾石层更容易发生渗漏，细的沙壤土相比而言渗透性不大，黏壤土的渗透性最小，可以用作防渗材料。
渠道的渗漏分为地基渗漏和渠道渗漏两种，地基渗漏是不良的地质条件所引起的，渠道渗漏是设计上的失误或者施工质量上的问题。目前的地质条件已经遭到人为的破坏，如人工开挖土石修建公路、铁路、建筑、矿山和水利工程等，大量土石丢弃堆积，造成人工石堆。这些人工土石孔隙大，松散，极易透水，渠道建于其上必然会漏水。

1.2渠道边坡的稳定问题

无论山区开挖的岩质渠道或平原地区开挖的土质渠道，在工程运行期间都受到各种因素的影响，引起渠道边坡的变形破坏，这直接关系到渠道的安全、经济及能否正常执行。因此渠道的边坡稳定成为渠道的又一主要工程地质问题。
由于渠道边坡段岩体构造复杂多样，边坡的破坏模式也相应的有很多种。按破坏机理来划分，可将边坡的破坏模式简单分为三种形势：崩塌、倾倒和滑坡。崩塌的原理是：边坡上部的岩体因受到重力作用，突然以飞快的速度脱离母岩，并翻滚坠落下来。这种破坏是急剧的，通常是是渠道边坡表层的岩体不稳或丧失稳定性造成的。倾倒这种破坏形式的产生主要是因为边坡内部有一倾角较大的结构面存在，使得边坡岩体被分割成很多相互平行的岩块，而靠近坡面岩块慢慢地向坡外倒塌。滑坡是比较常见的破坏模式，按照滑动面形态的不同又分为平面源于：大学毕业论文范文www.7ctime.com
滑动、圆弧形滑动以及楔体滑动三大类。
地质形貌与岩体在是渠道边坡稳定性的基本影响因素，它决定了边坡工程的地质特征，是判断边坡是否稳定的重要依据之一，因此，选择地层和岩体好的路段来进行施工是确保渠道工程质量的前提。特别值得指出的是，研究岩体时不仅要考虑到岩性，更要考虑到岩体结构。岩体结构由结构面和结构体两部分构成。所谓结构面指的是有一定面积的，能连续（断）续延展破裂或隐伏破裂的地质界面，包括断层、节理、层理和片理以及剪切密集带等。研究表明：岩体中的结构面会对岩质边坡稳定性造成很大的影响，因为这些部位往往是论文导读：
物理化学作用和物理力学变动的活跃反应地带，极有可能危及边坡稳定性。所以，结构面在岩体结构分析中至关重要。从另一方便来考虑，结构面强度远远低于岩石本身的强度，当岩体中有不利的结构面存在时，即便是高度不大的边坡也有面临破坏的可能。

1.3渠道衬砌冻胀问题

（1）渠道衬砌冻胀破坏的机理。在季节性的冻土地区，土壤中的水分在低温条件下会结冰，造成土壤体积增大，地面隆起，此种现象称为土壤的冻胀。土壤含水量、性质和气温决定着土壤的冻胀程度。当在气温和土壤含水量一定的条件下，土壤的性质就成为决定性因素了，土壤颗粒大，透水性好，一般不会产生冻胀，土壤颗粒细则会产生强烈的冻胀。冻胀力是指冻土层顶部冻胀变形收到限制所产生的压力。这种力随着土壤深度的增加而增大。衬砌表面与冻土黏在一起，它限制着衬砌自由形变的能力，当衬砌层受力不均匀时，渠道更容易遭受破坏。
（2）渠道衬砌冻胀破坏的特点。因为渠道面各部位接受的太阳辐射并不均匀，衬砌表面的温度也各不相同，所以渠道面各部位周围的基土冻结程度也是不相同的，一般是渠底和阴坡的冻结程度大一些。渠道渗水会造成渠底的土壤含水量相对较高，地下水位也会高一些，因此渠底冻胀程度更大，衬砌破坏在渠底和坡面下部最为严重。

2. 中小型改扩建渠道工程一般工程地质问题相应措施

2.1渠道的防渗措施

为了控制地下水位，节约灌溉用水，防止土壤盐碱化等，必须加强渠道的防渗工作，提高渠道的运输能力。在渠道防渗方面，需要根据实际情况，因地制宜的制定相关政策，采取最合适的措施进行防渗。防渗措施主要有以下三种，改变周边土壤的渗透性措施、衬砌护面措施和化学材料防渗措施。例如采取沿渠道植树、草皮，混凝土板、青砖、陶瓷板、卵石灌浆，塑料薄膜、沥青席等防渗措施。另外，还需配合工程的维护、水量的调配措施，尽最大可能减少渠道的渗漏损失。

2.2渠道边坡稳定控制技术

施工路段的地质条件是决定边坡稳定性性的前提，因此，在渠道工程施工前应对挖方路段的全线地质条件进行仔细调查，选择具有典型代表性的路段进行分析计算，尽可能地避免不良地质情况的出现。
采用瑞典条分法来测定边坡的稳定性，其稳定安全系数可达1.2以上，可靠性高。其原理如下：如图所示边坡中，假定可能滑动面是一段圆弧AD，忽略条块两侧的作用力。

整个边坡相应于AD的稳定安全系数为：

对于均质边坡有，因此可得：

其中L—AD的弧长；n—条块分条数；n—条块分条数；Wi—条块土体重；α—滑动面的倾角；c—粘聚力，Kpa；ψ—内摩擦角。

2.3渠道冻胀破坏的防治措施

改善渠底土壤性质和减少土壤的含水量能有效的防止渠道冻胀，具体的方法可以归结为工程措施和管理措施两大类。
（1）工程措施。①准确规划和布置渠道。尽量使渠底的高度与地下水位的高度差大于冻层的深度，这样不会使渠道受到明显的影响。②置换渠床的土壤。如果土壤为强冻胀性的性质时，在排水条件良好的情况下采取换图的方法，可有效防止冻胀破坏。③合理选择衬砌形式。在弱冻胀区，可采用混凝土板衬砌，如果渠道断面大，还应在渠底中部设置变形缝。在强冻胀区，可采取柔软性的膜料衬砌，能够较大程度的适应冻胀形变。
（2）管理措施。①灌溉期避开严寒的冬季，在冻胀变形恢复、裂缝闭合之后才可进行输水。②主渠道附近的农田和树木带，应在结冰期前半个月结束灌溉，避免渠道冻胀。③来年春天灌溉之前，要及时检查衬砌是否有裂缝，如果有，需及时修补。
结束语
总之，工程地质问题在很大程度上影响着小型渠道工程改扩建的进行及工程质量。所以，相关设计人员需要在工程规划前进行前期地质勘察，探究渠道工程面临的工程地质主要问题，并采取相应的设计、施工措施，进而保证中小型渠道改扩建工程的质量及成本预算。
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