景电一期工程灌溉后边坡防护设计

景电一期工程灌溉后边坡防护设计

1排水系统的设计与制备一期京能源项目位于景泰县中部，是甘肃省第一个大型节水高盐区项目。工程从黄河提水,设计流量10.56m昔日的景泰川长期饱受干旱和风沙危害,气候干燥多风,降雨稀少(年平均降水量167.3mm),蒸发量大(年平均蒸发量3390mm)。加之境内除黄河外无常年地表径流,地下水亦甚贫乏且埋藏深,绝大部分地区,地下水位均在数十米以下。因此,在初步设计和技施设计时,没有设置排水系统。但是随着长期灌溉,渠道渗漏水和田间渗漏水以及高蒸发低降水等因素导致灌区部分地区地下水位上升,矿化度逐渐升高,由设计之初的3~5g/L升高到后来的5~6g/L,对渠道及建筑物造成破坏。2低地下水位增加对工程区域渠道和建筑物的破坏2.1亚土墙内渠道的分布一期工程渠道大部分采用C15预制混凝土板衬砌,随着灌区地下水位的上升,处于较低位置的渠道,由于排水不畅,经过每年10-11月的冬灌后,大量渗漏水留存在渠道地基内,在冬季渠基发生冻胀,表现为混凝土板鼓胀,板缝开裂;第二年春天气温回升,冻胀的渠基融化,衬砌混凝土板发生垮塌、滑坡。尤其是总干四泵站至五泵站之间的渠道,是全灌区最低洼地段。渠道坐落在亚砂土夹亚黏土层内,土壤结构稍密、透水性低、冻胀性较强。上水后,渠道渗漏水、田间渗漏水均汇集于此,是全灌区地下水位上升最早,地下水最为富集的区域。经过多次冻融循环破坏后,渠道已无最初设计的形状,边坡衬砌混凝土预制板全部垮塌,上水期间看似一条河,冬季停水期间渠内地下水水位高出渠底40~50cm。2.2排水系统不完善提灌工程泵站基坑多建于深挖方地段,渠道渗漏水、田间渗漏水以及降水等使得基坑来水增加,由于没有完善的排水系统,基坑地下水位不断升高,泵房混凝土基础及排架柱和厂后汇总管及混凝土支墩长期处于高矿化度地下水浸泡中,致使混凝土发生裂缝、鼓胀、剥落、露筋等病害,汇总管下部经过长期浸泡,发生气蚀、锈片,严重影响安全运行。此类情况较为严重的有改造前的总干二、三、四泵站。3通过节水改造项目降低地下水位的措施在工程改造过程中,针对不同的情况采用暗管和盲沟排水,以降低地下水位或排除地下水。3.1暗管制作设计暗管排水方式主要用在泵站上游渠道及地下水位较高地段渠道。如西干二、三、四泵站上游渠道改造时,靠近泵站约200m的渠道设置了PVC排水暗管,渠道基础内地下水通过排水管排到前池或其他利于出水的位置,再由前池排水系统统一排出。尤其是总干四泵站至五泵站之间3.1km渠道,在改造过程中运用了暗管排水系统,有效地排除了地下水。此段渠道设计为矩形浆砌石渠道,渠底为弧底。在渠底砂碎石中埋设2条准160mmPVC排水花管,并在砂碎石反滤料与渠底间布设一层反滤布,以防砂碎石反滤料及排水花管被泥沙堵塞。排水花管每200m设一支排,支排横穿渠道,将地下水排入灌区总干排水沟内。(1)基础开挖。渠道基础开挖时,首先沿渠道纵向挖好管沟,管沟尺寸结合渠道现场情况确定。如总干四泵至五泵间(图1),900多米渠道排水沟开挖深度为80cm、口宽130cm、底宽50cm,PVC管中心距沟底30cm;西干四泵站前300多米渠道排水管直接埋入渠底基础砂砾石垫层内(图2),不再另行开挖排水沟。(2)暗管制作。排水暗管采用准160mmPVC排水管,用电钻在管道上部2/3的管壁人工打1.5cm大小的孔,呈梅花形布置,间隔4cm,地下水和回归水通过小孔渗入排水管内,排入集水井集中排出或横向排至渠道外。(3)管道埋设。排水管根据渠道断面大小或渠道基础含水量可选择埋设一条或两条。为防止管道局部沉陷,每隔5m设一浆砌石支墩。首先在管沟内侧铺设反滤布,摆放排水管,然后回填筛分、冲洗过的砂砾石反滤料,回填完成后用反滤布将反滤料完全包裹,防止水中携带的泥沙堵塞排水管的孔眼。埋设时应特别注意管道纵坡要大于渠道纵坡,以保证排水顺畅。(4)由于此段渠道北侧沿渠道走向有一条排碱沟,沟底高程低于纵向排水管高程,便于渠道底部地下水排出。因此,每隔200m设一条支管,横穿渠堤将地下水排出渠外,并在支管末端设一阀门井,上水期间阀门关闭,防止渠道水流失。冬灌停水后阀门打开,及时排出渠道基础内的地下水,防止渠道发生冻胀破坏。由于每200m为一个独立的排水系统,避免了一处堵塞,整个排水系统无法运行的弊端。3.2主盲沟与支盲沟混交法对于泵房周围前池、后池的排水,主要采用排水盲沟排除地下水,如总干二、三、四、五、六泵站,在平行于厂房后墙距后墙1.5~2.0m的位置设一主盲沟,再垂直于主盲沟以间距2.5~3.0m设支盲沟与主盲沟连通,主盲沟末端设集水井。主盲沟深90cm,宽60cm;支盲沟深60cm,宽40cm。盲沟内填筛分砂碎石反滤料,在地下水出露位置应加设支盲沟。所有厂区来水均通过盲沟回流于集水井,集水井内安装自动排水装置,当水位达到预先设定的高度后,排水装置开始排水。4渠道冻胀情况暗管和盲沟排水在景电一期更新改造工程中已广泛应用,经过几年的运行,观察发现,改造