绕山湿陷性黄土渠道预侵水法施工技术综述

艾克拉木·艾尔肯

(新疆伊犁州昭苏县水利局，新疆 昭苏835600)

0 前 言

陡坡绕行盘算段是一分干渠运行中的卡脖子工程段，该渠线段均为大孔隙黄土地段，长影春季积雪融化而造成渠道塌方，使淤积灌区春灌用水无法保障，必须整治衬砌防渗处理。该渠段1998年修建完工，运行至2000年，渠体多出因失陷穿孔失稳而导致，陷落垮堤，致使渠道断流，此段渠道直径为得到修复，因此下游灌区直径得不到灌溉保证，严重影响了灌区农牧业生产。当务之急必须对该段渠道进行改造配套完善，区间的纳洪口等建筑物［1］。

1 总体概况

昭苏县夏塔灌区是《伊犁河流域灌区规划》中24个灌区之一，灌区位于昭苏县境域西南80 km。西起夏塔河东至库都尔丘陵草场西边缘，北抵特克斯河与哈萨克斯坦国界河相望，南监天山北坡脚，地处E80 ゜30'00″～80 ゜54 ˊ08″，N42 ゜43'18″～42 ゜56'15″之间。灌区东西平均长37.6 km，南北平均宽20 km，总土地面积7.52 万hm2，灌区海拔高程在1 650 ～1 950 m。整个地形呈西高东低，南高北地，东西向平均地面纵坡1/660，南北向地面纵坡1/50 ～1/110。

改建一分干渠12 +200 －15 +000 段渠道，此段为一分干渠绕山盘山线段，改建衬砌2.8 km，设计流量6.1 m3/s，加大流量7.6 m3/s，渠道形式为提醒断面采用，6 cm厚的预制六菱形混凝土板衬砌，2∶8灰土垫层加土工膜防渗。渠道内边坡为1∶1.5，外边坡为1∶1.5，纵坡1/1000，底宽1 m，渠深2.1 m，本工程级别为四级。

2 干渠12 +200 －15 +00 渠道沿线工程地质条件

工程区位于夏塔灌区一份干区12 +200 －15 +00 渠段，渠道长2.8 km。地处山险丘陵地带，地形高低平起伏较大。渠道南侧渠渠堤曾多出因失陷穿孔，失衡而导致陷落垮堤，故障该段绕山盘山绕丘陵老渠道顶为险段渠道。地层以第四系上更新统冲洪积层为主。在探坑深度范围内地层岩性可划分为三层(地表向下);第一层;地表有机质土(或人工膜土)灰黑色，松散，稍湿，松散－稍密，孔隙发育，含植物根系，厚度0.2 ～0.5 m。第二层，粉质黏土浅黄色，稍密，稍湿，－湿，可塑。孔隙和垂直节理发育，局部含有钙质结核，厚度2.1 ～2.4 m。土粒比重平均值(Gs)为2.7，天然孔隙比(e)为1.186 －1.273承载力特征值为100 kPa，第三层;粉土。浅黄色稍密为主(局部中密)，稍湿－湿可塑。孔隙和垂直节理发育，局部含有钙结核和砾石。厚度＞5 m，土粒比重平均值(Gs)为2.69，天然孔隙比(e)为1.037，承载力特征值为100 kPa。

除了渠道桩号12 +950 －13 +330 有灰色，白色泥灰岩出露意外，渠身均外在黄土状粉土内，渠道边坡土具有湿陷性，主要工程地址问题是边坡稳定，为了改善边坡的稳定性，消除边坡土的湿陷量及降低坡高。

3 预侵水(水夯)法处理一分干渠12 +200 －15 +000 湿陷性黄土险段渠道

3.1 预侵水法(水夯)施工原理

预侵水法(水夯)是通过在该湿陷性黄土绕山段老渠按设计要求修剪建筑物和渠道前预侵对该老渠段从两个边大面积饮水预侵泡(水夯)其中第一部:先有老渠内两方向大面积饮水预侵泡，第二部先有老渠北边填方体顶上开沟引水预侵泡，先引水预侵泡先有老渠后准备好发电机小四轮水棒用的人工然后人工开挖好的宽4 m长10 m高0.5 m根据这个规定来分好几个田块然后用水泵来老渠内的水抽出来预侵泡北边填方渠顶上［2］。

这样是土体在水的作用下和自重压力作用下发生实现产生压密可消除全部黄土层的自重湿陷性和深部涂层的外荷湿陷性;这样可以消除上部处理土层的湿陷性减少渠基的湿陷量，可以减少下部土层的湿陷几率。该现有老渠段按设计要求开挖时顶留适当净空以适应湿陷性变形。

3.2 预侵水法(水夯)施工准备

3.2.1 预侵法(水夯)引水水源的准备

预侵法(水夯)可以消除大厚度湿陷性黄土地基的现有老渠基的自重湿陷性，但其缺点是用水量大，有一定的水量保证，工期较长，至少需要较长时间的准备并一般情况下一个渠道从预侵泡开始至下沉稳定以及土的含水量降低到一定的要求是需要的时间至少一年左右的时间因此预侵水法只能在具备满足水源又有较长的施工准备时间的条件下才能采用本办法。

该湿陷性黄土绕山险段老渠水源保证满足第一水源是夏塔河夏塔灌区现有的一分干渠从西到东可以引导一分干渠12 +200 桩号上，第二个水源是阿克苏河，利用阿克苏河西干渠及通过红土沟草场上牧民开挖好引水灌溉草场的土渠从东到西可以把水引导一分干渠15 +000 桩号上，这两个引水水源完全满足我们所需的老渠预侵水水量的要求并这条渠道上每条上专门安排2 ～3 人负责24 h顺络值班引水，停水，看水，并保障引水时间和引水水量［3］。

3.2.2 预侵水(水夯)法施工方法

本工程预侵水法是引水水源条件好渠段头和尾部两边都可以引水预侵，根据这个有理条件我们要分两部进行预侵。

第一步:用两头引水渠的水引导提前准备好的老渠内侵水开始时及初期引水水量不宜过大及老渠水位不宜过高并开始注水就提前准备好的人员仔细观察，老渠变化情况24 h顺络值班所用机械设备24 h待命，自重湿陷性黄土渠段一般土质疏松，而且长有裂缝和孔洞分布，在侵水过程中容易发生“跑水”冲坏现象给与侵水方法施工造成困难并延长施工工期如有发现有裂缝和孔洞“跑水”冲坏现象及时停水并利用准备好的机械设备，人工编织袋，堵塞处理和维修恢复好后在进行预侵水，待周围地表形成环形裂缝时在将引水量和水位适当提高，“跑水”冲坏一般发生在开始侵水的时候在第一周到第二周内要加强观察。

如有“跑水”冲坏严重时停止侵水，一边处理并及时处理好再放水。并每天专人负责测量并记录引水水量水位老渠渗漏水位变化等情况和渠道地形地貌，地质变化情况和渠道四周围地形变化和裂缝情况，根据以上情况和水位这样时间进行20 d后停止侵水并记录老渠内现在有的水量和水位变化情况，一般在一周左右老渠内水量全部可以渗漏完。

老渠老渠渗漏完2 ～3 d后排专人观察侵水后的老渠变化情况和有效有裂隙或孔洞泡水冲坏现象。如有按提前准备好的维修方案来及时处理维修好并准备好第二次预侵水按照以上方法进行3 ～4 次，每期预侵水时间为一个月左右，这样进行3 －次用的时间3 ～4个月，没有问题就基达到了预侵水的目的并老渠预侵水后基本上稳定了。

利用第二次老渠预侵水的水量并用提前准备好的小四轮，发电机，水棒，人工准备开挖好的堤顶上抽水预侵泡北边堤顶，每个田块充满。水棒抽水开始的水量，水位不要过高没有什么问题逐渐加大，如有问题及时停水并及时处理维修好后再抽水预侵堤顶这样一个月内反复进行5 －6 次(抽水只有在白天进行)渠道内的预侵泡工作什么时候停堤顶的预侵泡就什么时候停。没有停水时按以上方法渠内和堤顶反复进行预侵水。

3.2.3 预侵水法的(水夯)效果

3.2.3.1 优点和效果

通过预侵水法后一分干渠12 +200 －15 +000湿陷性黄土绕山险段，①根据国家有关预侵水法规范规定;②结合当地工程地质，地形等实际情况和渠内堤顶预侵水施工方法需要3 －4月的施工周期;③根据昭苏县设计一冬天的积雪和自重湿陷沉降及开春的融雪洪水及降水渠基湿陷性基本稳定;④通过建设完工后经7 －8年的安全运行及管理情况来看渠道目前安全运行很好没有什么问题。

根据以上预侵水时间和安全运行管理证明我们可以肯定老渠预侵水法来处理好了并消除了湿陷性黄土的湿陷性，减少了渠基的湿陷量，而且可以减少下部土层的湿陷几率。

3.2.3.2 预侵水法缺点

①预侵水法用水量大，实验证明用预侵水法处理1 m2渠道至少用水量6 t以上施工工期长在一般情况下一个渠道从预侵水开始到下沉稳定以及土的含水量的降低到一定要求是所取时间较长至少是要一年左右时间;②预侵水法只能在具备充足水量又有较长的准备时间条件下采用本办法。

4 综合结果

采用预侵水法施工时，严格认真按照施工工艺要求设计规范要求来进行施工每道工序施工完工后报验给监理和甲方，监理，甲方进行验收合格后才进行下一道工序。正因为施工单位及每个环节施工小组监理，甲方认真严格按照每道防渗处理施工工艺，工程施工质量得到了可靠保证。

工程的建成，使得收益的沿途乡镇农牧民灌溉得到了保障并推动了农牧民收入的提高，社会经济的发展，并通过这个工程培养了一批专业技术人员的业务水平。总的来说本工程开工完工并安全运行到至今各项指标均符合设计规范要求并巨大发挥了经济效益和社会效益。

［1］穆志江. 黄土湿陷性的施工处理措施［J］. 中国水运下半月，2009:261 －262.

［2］陈雯龙. 预浸水法在渠道非自重湿陷性黄土基础处理中的应用［J］. 水利科技与经济，2011，17(01):89 －91.

［3］江秋娴. 浅谈灌溉渠道的渗漏问题［J］. 人民珠江，2009，30(04):75.