南水北调中线局渠首分局 河南 南阳 473005
摘要：南水北调中线一期工程施工路线长，全线1432公里，目前已安全运行三年多，在工程维护过程中，渠堤外坡渗水是一个比较难以处理的问题，如果处理不当，对于南水北调造成不可以估量的损失，因此对外边坡渗漏水问题的研判准确至关重要，在准确判断后再进行针对性处理，对解决外坡渗水问题就会事半功倍，保证南水北调运行安全。本文旨在为南水北调中线渠道外坡渗漏提供经验参考。
关键词：渠道外坡；渗漏；研判分析
1.渠堤外坡渗漏水
1.1 不同渗源特点
目前发现的渠堤外坡脚渗水源可概括为3种：（1）渠水外渗；（2）渠外坡松散体含水；（3）渠外地下水。
（1）渠水外渗。渠水外渗途径大体可分为堤身渗水在外坡脚附近出逸和渠底地基下渗后自坡脚附近地面出逸；前者多属填土质量问题，后者多发生在渠堤存在埋深较浅的强透水层。渠水外渗的渗流发展过程多为：渠道充滞后一定的时段后开始，由小到大变化，一般情况下最后趋于稳定，严重时发生渗漏破坏。渠水外渗稳定的渗流量多与渠道水位成正比，但变化过程常滞后于渠道水位变化一定的时间，时间长短与填土质量有关，除非存在严重的质量缺陷或渗漏通道，一般应在20～60天左右。
（2）外坡松散体含水。渠外坡有松散的植草层、交通桥两端的三角形填土区、以及其他渠堤外坡附近的堆土等，大气降水后，一部分水体存于该土层中，并缓慢外渗。渠外坡植草层含水外渗过程通常为：在降雨后不久就开始外渗，出逸部位多为坡脚附近，渗流量与降雨强度有关，在降雨过程之后，表现为渗流量逐渐减小，减小的速度与外坡高度、植草层厚度、孔隙率、该土层透水率和排水条件有关；通常渗流量大时减小速度快，延续时间短；渗流量小时减小缓慢，延续时间长；一般雨后有明显渗水时间在7～20左右。当渗源与交通桥两端的三角形填土区、以及其他渠堤外坡附近的堆土等有关时，渗水时间将大幅度延长。
（3）渠外地下水。在填方渠道渠堤外坡附近存在局部地面高程较低的区域，而其周边（包括渠堤地基）地下水位较高的情况下，渠堤外坡脚附近亦可能出现较大面积的地下水渗流出逸区域。地下水外渗特点为：渗流量通常与周边地形条件、及地下水位有关，地势越低单位面积渗流量越大，采取排水措施后，渗流量变化不明显，渗水多为自地下垂直向上出逸，渠道坡面出逸高度小。
1.2 渗源检查
发现填方渠道坡脚有渗水现象时，建议根据具体情况开展以下几方面的调查或检查工作：
（1）检查方法A。当渗水出逸区集中在渠堤外坡坡脚一定高度范围内或渠堤坡脚线附近，且坡脚附近地面地势相对较高时，渗源为渠水或坡面雨水情况可能性较大。此时，可在渗水较严重的部位，沿渠堤外坡坡面方向，顺坡抽挖排水槽观察渗水来源与渗流量变化情况；排水槽的开挖深度可按揭露压实体表面下10～20cm确定，槽宽一般为30cm，破面方向范围为出逸区顶至渠道坡脚处。槽内回填粗砂或粗砂与碎石混合料（砂：碎石=40:60，回填料在抽槽前现场备料应满足2倍用量要求）。并在出口处设置量水观察口，观察口后接排水暗沟与截流沟联通，定期观察渗流量变化情况（参见示意图1）。
意图1
（2）检查方法B。当渗水出逸区在坡脚附近地面为较大面积的天然地基中向上出逸，此时应检查周边地下水位与出逸区地面高程的关系、出逸区周边是否存在局部地形较高处向出逸区地下水排泄通道、出逸区地面以下是否存在埋深较浅的强透水层等。检查方法包括：地形观察、地勘资料查阅、施工资料查阅、在地形较高部位探坑或探孔检查等；采用探坑或探孔检查时，应在设计技术人员指导下进行，必要时应准备好抢先物资。
（3）渗流量监测频率，在渗水量变化期间每6～12小时一次，在基本稳定期间24～48小时一次。
1.3 识别与初步处置
1.3.1检查方法A
该检查方法适用于渠堤坡脚及坡面渗源初步排查，当渗源为渠道水可能性较大，时应进一步根据具体情况研究检查方案论证。
（1）当渠道水位未生变化，而渗水量逐渐减少直至无渗水出逸时，则基本认定为先前渗水位坡面植草层雨水，可进入定期观察状态。
（2）当渗水量稳定在一定的数值或增大，同时渗流量与渠道水位有一定的相关关系时，应根据具体情况进一步检查渗水原因，重点检查渗水与渠道水的关系，并加强监视，渗流量增加时应有专人职守，并研究处置方案。
（3）对于渠道充水10～60天后，未发生大气降水条件下新出现的渗水点，应视渗水量大小情况，加强或专人监视。
（4）当渗水量增大，且出现水土流失或涌砂现象时，应立即采取应急处置措施，应急措施可采用围井法或其它设计确认的方法，围井范围应根据渗水范围和地质条件确定，险情稳定后，尽快研究具体的处置方案。
1.3.2 检查方法B
该检查方法适用于渠堤坡脚附近地面较大区域渗水渗源初步排查，当渗源为渠道水可能性较大时，应进一步根据具体情况研究检查方案论证。
（1）当周边水位高于渗流出逸区积水水位，地基中无强透水地层时，可采用粘性土将渠堤坡脚附近的低凹区回填至略高于截流沟外侧地面高程，回填时应分层压实（压实度不低于0.96）。
（2）当渗流出逸区地基中存在埋深较浅的强透水层，且含有承压水时（承压水头部高于周边地下水位），可采用粘性土将渠堤坡脚附近的低凹区回填至略高于截流沟外侧地面高程（同时还应满足回填体抗浮稳定要求），回填时应分层压实（压实度不低于0.96），同时根据具体情况，采取必要的排水减压及渗水道引措施。
（3）当出逸区地下水位高于周边地下水位，应进一步检查渗水原因；若地基同时存在埋深较浅的强透水地层，且承压水位高于周边地下水位，应立即采取回填和排水减压措施，回填厚度应满足强透水层上方弱透水层抗浮稳定要求和地基渗流稳定要求。
2.结语
南水北调中线在运行过程中特别是高填方段及半挖半挖段，都有出现渗水情况，也是不可避免的，对于出现渗漏水后，对渗漏水源做进行分析是很关键的，只有渗水原因进行正确的分析，才能为下一步采取有效处理措施提供关键参考。
参考文献
[1]《输引水工程施工质量常见病和预防》南水北调工程建设稽察大队.中国水利水电出版社.
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[4]李红星，樊贵盛.渠道水深对渠床渗漏量影响研究.太原理工大学学报.2007年1月第38卷第1期.
论文作者:黄鹏
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/28
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