赵文军 王 伟
（陕西建工机械施工集团有限公司，陕西，西安，710032）
【摘 要】随着国民经济发展，城市建设、厂矿建设所使用的平整耕地越来越少；同时国家政策也在不断的强化“耕地红线”，“耕地不可占用”等思想，于是人们将建设的目光投向更为荒芜的山地。在黄土地区，人们可以更简单的将高山挖去、将沟壑填平。在黄土地区施工，水是关键的因素之一，甚至有“水治理好了，工程就成功了一半的说法”。在黄土地区施工过程中，如何更好将回填区域地表水截排，如何更好的将地下水排走，都成为施工中必须面对的问题。针对这一问题，本文着重从地表水及地下水治理两个方面进行归纳总结并对常用的防排水方法进行改进，以便在以后的施工中更好的治理地下水及地表水。
【关键词】黄土；回填区；水治理
1．概述
黄土地区地下水不丰富，主要补给来源是大气降水和地表水的的渗入，但是其侵蚀作用较强。黄土具湿陷性，黄土一遇水即失去自身直立性，有坍塌可能等。地表水不丰富，但是较为集中，形成混浊的地表径流，冲毁一切。回填区域临时排水设施应尽量与永久排水设施相结合，排水方案也应因地制宜、经济实用，故而黄土回填区必须进行地下水及地表水的综合治理。
在黄土地区施工，防排水的治理贯穿整个施工过程，从工程的原地面清理开始一直到工程结束，特别是黄土回填区更是如此。我们在黄土回填区可能遇到的防排水治理通常有有以下几种情况：一是泉水，虽然黄土地区降雨较少、天气干燥，但是这并不妨碍泉水的产生，而且整体来看，黄土地区的泉水也并不少；二是地质层间水，一般产生在土石交界面的岩层中，这部分水也较为常见，因为黄土地区本身就是在岩层上覆盖了厚厚的一层黄土；三是集中的大气降水，黄土地区的降水较为集中，一般都发生在每年的7、8、9三个月份，集中的降水会产生巨大的破坏力；四是山体渗水，这部分水隐藏在每个山体或土体中，不引人注意，但是其一旦找不到排泄的通道蓄积起来，造成的破坏更为巨大也更为突然，因为这一切都是在内部悄悄进行的，一旦破坏开始就基本无法阻止。
施工中常用的防排水治理方法主要有截水沟、排水沟、盲沟、渗沟、急流槽等方式，这些方式都有适用条件也都有改进的余地。
2．黄土回填区外地表水治理
回填区域外地表水主要通过截水沟拦截，使地表水不能进入黄土回填区，截水沟要根据地表水流量确定其断面尺寸。以上这些基本常识人人都能考虑到、计算到，但是人们在长期的应用过程中都变得比较机械了，只是照搬照用。其实只要仔细考虑，就可以发现其中存在着以下几个问题：一是普通排水沟，不管是矩形的、梯形的抑或是其它不规则形状的，其内外侧壁都是同样高程的。这个在降水十分集中的黄土地区可能出现集中的地表水漫过截水沟进入回填区域，造成场区内积水；二是截水沟外侧一般都是回填压实，由于我们排水沟都比较单薄，截水沟施工区域大型机械一般无法到达，所以其背后的回填一般是用小型机具夯实的。这个也存在较大问题，常年的流水对沟壁外侧不停侵蚀，会出现众多的孔洞，一直延伸到截水沟底并从截水沟下穿过，使其彻底失去作用；三是截水沟外侧壁与地面齐平，地面稍经冲刷，就会出现外侧沟壁高于地面的情况，地表水无法进入截水沟就会不停的侵蚀直至侵蚀成孔洞，穿过截水沟进入黄土回填区。
这些情况的出现往往遭到忽视，因为都觉得这是最为普通的施工工艺了，不会有什么问题。但是恰恰是这些问题，可能会对黄土回填区施工造成极大的困扰。为此，我们在工程实践中初步使用了以下方法对截水沟工艺进行了改进，取得了明显的效果：一是靠近黄土回填区域截水沟的内侧壁应略微高于回填区域高程；二是靠近黄土回填区域截水沟的内侧壁应略微高于另一侧截水沟侧壁；三是截水沟外侧壁的外侧应有20～50cm的硬化隔水措施或者进行土质夯实和防渗处理，以防止外侧地表水长时间冲刷对截水沟本身产生破坏。
另外截水沟长度超过500m时应选择适当的地点设置出水口，将水引至山坡侧的自然沟中，截水沟必须有牢靠的出水口，必要时需设置排水沟、跌水或急流槽。截水沟的出水口必须与其他排水设施平顺衔接，截水沟布置应结合地形合理布置并接顺，在转折处应以曲线连接，沟底纵坡不应小于0.5%，以免水流停滞为防止水流下渗或冲刷，截水沟应进行严密的防渗和加固，地质不良地段和土质松软、渗水性较大或者裂隙较多的岩石地段，对沟底纵坡较大的截水沟出水口，均应采取加固措施防止渗漏和冲刷沟底及沟壑。
3．黄土回填区域外地下水治理
因黄土有较强的渗透性，回填区域外部分地下水将渗透进入回填区域。如果欲将地下渗水全部隔断，不但工程造价极高而且全部隔断在实际中根本不可能实现。只要将地下水控制在一定高程，不会给黄土回填区带来水的危害即可，所以在将地下渗水控制在一定高程不但在技术上可以实现且会大降低工程造价，有利于工程建设。
一般情况下会在黄土回填区边缘设置截水渠或截水盲沟来隔断一定高程之上的黄土回填区外渗水。在这个设置上，同样由于经验主义的原因，存在以下几个问题：一在设置截水沟或者截水盲沟时，因截水沟或截水盲沟之上不能再施工构筑物，浪费了通过回填形成的区域；二是内外侧沟壁一般只是简单的设置了内侧防水而外侧渗水的结构，没有将内侧沟壁的防水措施加强，会造成仍然会有部分黄土回填区外地下渗水通过内侧沟壁进入黄土回填区内。
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针对存在的问题，在实际施工中要将截水沟或截水盲沟进行必要的改进，以达到更加良好的效果，改进主要表现在以下几个方面：一是一般情况来说，黄土回填区域外地下渗水的水量不会太大，它不会象地表水那样奔流，只会缓慢而持续的渗入。所以在设置截水沟或者截水盲沟时务必将平面尺寸做得很小，但是深度要足够深，这样才能将一定高程上的黄土回填区域外的地不渗水全部隔断。但是这样设置时一定要注意一个问题，那就是因截水沟或截水盲沟的平面尺寸较小，施工中或后期使用中均有可能因两侧沟壁向中间变形而造成坍塌，所以一定要在沟内设置众多的横向支撑，保证其稳定；二是截水沟或截水盲沟的内侧壁一定要设置双层防水措施，既然拦住了渗水，就不能让其再渗入黄土回填区。众多施工实践证明，只有将截水沟或截水盲沟内侧壁的防水做好了，拦截黄土回填区外地下渗水的工作才能称得上成功了。而没有做好此项工作的项目，要么要将此项工作推倒重来，要么再另外设置拦截措施，经验教训很多。
4．黄土回填区内地表水治理
黄土回填区内的地表水主要分为两部分：一是大气降水即施工过程中的降雨； 二是肉眼可见的涌出地表的泉水，至于其它的例如场外地表水已被截水沟拦截、黄土回填区外一定高程以上的地下渗水已被截水沟截水盲沟拦截，不会形成地表水。所以治理也主要集中于这两个方面，即大气降水治理及泉水治理。
现有的黄土回填区大气降水治理措施已完备，虽有改进之处但都是基于不同项目现场实际情况做的细节上的调整与改进，所以说黄土回填区内大气降水的治理要因地制宜，规划、制定科学合理的黄土回填区内施工面排水系统并认真贯彻执行，并在使过程中不断维护与改善就能基本上保证黄土回填区内大气降水不会引发地质灾害或施工质量问题。黄土回填区大气降水总体的治理方法是：系统规划出水通道，区内开挖明沟或暗渠，将回填区内大气降水通过明沟暗渠排入出水通道，排水通道最终将大气降水引至河流或蓄水池，以待重新利用。总体的治理原则是保证回填区内不处于蓄水状态，水要及时排出而不渗入回填区。
相对于大气降水来说，黄土回填区内泉水的治理则比较困难，因为泉水的位置一般较为特别，处于岩层与土层分界的面上。两种不同地质层交接处不易找到妥善的处理方法将泉水完全堵死或完全引走。通常的做法是设置引水盲沟或安放导流管将泉水引至其它支盲沟或主盲沟内。这种设置存在以下问题：一是引水盲沟与岩层或土层的搭接不可能做到严密，仍然有部分泉水流走进入黄土回填区；二是安放的导流管也不能与岩层或土层搭接严密，部分泉水也会流走；三是做完了这些引水措施，回填区上部的施工还要继续，会不停的扰动引水盲沟或导流管使之偏位或遭到破坏。
为了解决以上的问题，对原有的引水措施加以改进，并结合泉水位置位于土石搭接面的条件，参照南方溶洞腔体的形式，人为在泉水附近制造一个腔体，最后利用导流管将腔体水引走。具体做法是：清理泉水四周，将淤泥及其杂物全部清理；在泉水下部附近岩壁开凿出一个基岩面，要求一直开凿至新鲜岩体；在此基岩面上混凝土现浇一个蓄水池，蓄水池留有进水及出水口；在岩层上开凿通道将泉水引至蓄水池，然后在通道上方现浇钢筋混凝土将进水通道隐蔽；最后将导流管插入蓄水池预留的出水口，并将蓄水池出水口周围用现浇混凝土覆盖；最后将导游管引至主盲沟，导流管挖深槽掩埋。
以上这个方法已将陕西延安地区的两个项目上得到过应用，取得了不错的效果。其中的一个经导流管直接引致河边的水源甚至成为当地村民的一个家庭用水补充地。
5．黄土回填区内地下水治理
黄土回填内的地下水主要包括回填区内的地下渗水和其它因素导致的渗入回填区内而下渗的水源，它的治理方法较为传统，基本是以盲沟与渗沟接纳渗入回填内低处的渗水，通过渗沟或盲沟排出黄土回填区。
在施工过程中应该注意以下几个方面：一是渗沟、盲沟底部高程要尽可能的低，以保证所有的地下水都能渗入盲沟或渗沟，然后全部排出回填区外；二是盲沟所作用的材料一般是卵砾石或块、片石，但是无论是哪种材料，均应选用坚硬、不易风化的洁净材料；三是使用的材料粒径要尽量大一些。一般在15cm左右，黄土地区的渗沟或盲沟易被黄土淤积，堵塞渗沟、盲沟空隙，即使盲沟包裹了土工材料也是如此，因为黄土中的粉质粘土颗粒极小，容易穿过土工材料进入盲沟或渗沟内部；四是盲沟的横坡及纵坡要尽可能的大，这样利用渗水且不容易堵塞盲沟、渗沟；五是盲沟、渗沟的出水口应高于拟排入水体的常水位，不然可能引发倒灌或盲沟、渗沟渗水不畅。
对于有部分在黄土回填区设置盲沟时选用极小粒径卵砾石作为盲沟、渗沟材料的设置方法，一般要加以更正或者采取更为有效的防止黄土进入的方法，比如包裹新型的土工材料等。
6．总结
在本文中，对黄土回填区外截水沟的结构形式提出了新的建议与改进措施，相信会使不少人得到启发，从而设计出更为合理的拦截场外地表水的方法；对黄土回填区边缘截水沟、截水盲沟从结构形式上提出了新的建议与改进措施，相信会有不少工程会在以后的施工中使用它；对黄土回填区内泉水的治理，借助于岩溶地区山体存在“水腔体”的现象，提出了创新性的“制造腔体并引流”施工工艺，相信在不久的将来，此工艺会在大范围内进行应用，从而解决施工中的难题。
7．结语
工程施工技术不是一成不变的，需要在不断的施工实践中进行修正、改进与创新，黄土回填区防排水的施工技术亦是如此。科学合理的继承与发扬传统的施工技术并在此基础上不断的进行修正、改进与创新是每一个工程建设者的权力和义务。唯有认识到这一点并认真行使权力与承担相应的义务，我们的施工技术才会有进一步的发展。
参考文献：
[1]韩行瑞等编著《中国西北黄土地区典型岩溶水系统研究》广西师范大学出版社2005.11
[2]罗宇生编著《湿陷性黄土地基处理》中国建筑工业出版社2010.05
[3]李志勇编著《道路防排水技术》人民交通出版社2011.09
论文作者:赵文军,王伟
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年3月总第208期
论文发表时间:2016/6/13
标签：黄土论文; 水沟论文; 渗沟论文; 地表水论文; 泉水论文; 区内论文; 出水口论文; 《工程建设标准化》2016年3月总第208期论文;