雷曉鋒

陜南山區(qū)某侵蝕沖溝的規(guī)劃整治與利用

雷曉鋒

針對陜西省旬陽縣黨家壩沖溝實際情況,在充分地質(zhì)環(huán)境論證的基礎上采用了清表整型、填挖結合、鋪設盲溝、設置擋墻等一系列簡單實用的工程措施對其進行了綜合整治,工程顯示效果良好,為同類工程治理提供了指導。

侵蝕沖溝,地質(zhì)環(huán)境,綜合治理

1 概述

土壤侵蝕是當今世界普遍關心的重大環(huán)境問題,土壤侵蝕導致嚴重的水土流失已成為限制當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的主要因素之一[1-5]。我國西北陜南山區(qū),因其特殊地理、生態(tài)環(huán)境類型,沖溝侵蝕是其突出的環(huán)境問題[1-5]。沖溝侵蝕導致土壤劣化,造成土地資源嚴重浪費,同時也是河流泥沙的重要來源。沖溝系統(tǒng)的發(fā)育進一步加劇了水土流失過程,吞噬可用土地資源,使土地變得破碎,限制農(nóng)業(yè)機械化作業(yè),對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)危害極大[6-10]。研究表明,雖然溝蝕不如面蝕范圍廣,但它對土地的破壞程度遠比面蝕嚴重。引起沖溝侵蝕的原因錯綜復雜,地層巖性和巖組特征是引起侵蝕的內(nèi)在因素;自然環(huán)境與外力荷載的破壞性作用則是導致災害的外在因素;當土地利用由林地變更為農(nóng)地時,溝蝕的發(fā)生演化速度明顯加快,表明人類活動也加速了山地沖溝的發(fā)育。不同的侵蝕原因會造成不同的侵蝕后果,受侵蝕的過程有的速度較快,有的則較慢。

對沖溝系統(tǒng)的治理、改良和合理利用,不僅遏制了土地退化,維護和提高了土地生產(chǎn)力,也有利于發(fā)展生產(chǎn),改善生態(tài)環(huán)境,產(chǎn)生了巨大的社會經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境效益。

2 沖溝整治區(qū)地形、地貌及地層巖性

2.1 地形、地貌

陜南山區(qū)旬陽縣黨家壩沖溝位于旬河右岸黨家壩滑坡體兩側,黨家壩滑坡體地貌單元屬于旬河右岸一級階地后緣,上覆全新統(tǒng)殘坡積物,地形呈緩坡型,向河流方向傾斜;滑坡體中部和后部物質(zhì)則位于旬河右岸二級階地之上。

黨家壩滑坡兩側各有一條沖溝,其中西側沖溝發(fā)育,東側沖溝不發(fā)育。沖溝位于坡體兩側,沒有同源,在坡腳下交匯,然后延伸到附近河流,西側沖溝長度約 200m,深度約 9m～12m。

沖溝區(qū)設計填方處理,填筑區(qū)根據(jù)地形條件分為兩類地段,下部干溝地段,編號 A區(qū);側部支溝地段,編號 B區(qū)。主要治理地段為 A區(qū),B區(qū)只作部分處理。

2.2 地層結構

區(qū)內(nèi)有多層局部滯水,水量不大,沒有形成統(tǒng)一的潛水面,滯水段含水量相對較高,飽和度一般為 80%～90%。

地下水主要來源于側向補給,由于坡體兩側均有沖溝,有利于大氣降水以地表徑流形式排泄,因而大氣降水的入滲補給量較小。坡體地下水主要向坡體前緣和兩側側溝運移排泄。

3 沖溝整治設計與施工

3.1 準備工作

3.1.1 坡面清理

施工前需對現(xiàn)有沖溝表面進行坡面清理,清除深度要求以見原狀土為宜。

3.1.2 坡面整理

坡面清理完成后,為保證填筑施工質(zhì)量,對溝面進行整理,需要整理成臺階狀,溝形較緩處臺階高 0.5m左右,較陡部位約1.0m,見圖 1。

3.1.3 初始碾壓

在完成 3.1.1～3.1.2工序作業(yè)后,需對溝面進行夯實作業(yè)。因為填方改變土層初始承重條件,碾壓以提高表層土的強度。

3.2 疏排水設計

3.2.1 盲溝

考慮到項目區(qū)的地理氣候因素和沖溝的匯水面積較大等因素,在初始地形溝底設置盲溝,盲溝寬度 150 cm,深度 100 cm,盲溝底縱向坡度,不宜小于 1.0%,用漿砌石襯砌,溝內(nèi)用 50mm～100mm粒徑卵石或者碎石填塞密實,最小粒徑不能小于 50mm,最大粒徑不能超過 100mm。

3.2.2 底部砂卵石墊層

考慮溝壁和填筑體內(nèi)部的來水疏干,保證自然排泄途徑的暢通,在填筑施工前,需在填土底部設計 30mm～50mm的砂卵石墊層。砂的最小粒徑不小于 0.5mm,卵石最大粒徑不大于 100mm。

3.3 填方措施

A區(qū)根據(jù)最終填筑高度,可分2m～3m高度分別按臺階依次排列,臺階寬度 2m,坡面坡度 1∶1.50,密實度不小于 0.92。B區(qū)坡面坡度 1∶1.75,采用一級坡,密實度不小于 0.90,具體如圖 2所示。

3.4 支擋設計

在A區(qū)前緣,接近公路路基部位和 B區(qū)與 A區(qū)結合部,在坡底設置 1m～2m高的擋土墻,用于保護坡腳,擋土墻具體設計參數(shù)見圖 3。

3.5 表層排水措施

3.5.1 截排水溝設計

在 B區(qū)前緣、后緣設置截水溝,在坡腳擋土墻根部設置排水溝,在所有溝連接的由陡變緩處設置消能池,具體尺寸見圖 4。

3.5.2 干線排水管的埋設

干線排水管的尺寸為 1 000mm口徑(內(nèi)徑),管材為鋼筋混凝土。從填方整平坡面往下至管心埋深為 1.5m～2.0m,管底設置 30mm～50mm砂墊層。管底坡度可根據(jù)自然整平地形而定,不小于 1%,見圖 5。

每隔 50m設置一個檢查井,地下管道及其附屬構筑物的地基宜設置 30mm～50mm厚的灰土墊層。管道宜敷設在 30mm～50mm的砂墊層上。檢漏井應設置在管溝末端和管溝沿線分段檢查,并應防止地面水流入井內(nèi),應設置深度不小于 300mm的集水坑,并應使積水能及時發(fā)現(xiàn)和排除。

進水口和排水出口管宜敷設在鋼筋混凝土套管或管溝中。管溝內(nèi)徑 1 000mm,長度不小于 5m;如為套管則套管內(nèi)徑應與干線排水管外徑匹配,長度不小于 5m。

3.6 維護管理

應對施工場區(qū)內(nèi)的建筑、管道、地面排水、環(huán)境綠化、邊坡?lián)跬翂Φ日J真進行維護管理。排水管網(wǎng)系統(tǒng),應經(jīng)常保持暢通,遇有漏水或故障應及時檢修。需經(jīng)常檢查排水溝、雨水明溝等的使用狀況,如發(fā)現(xiàn)開裂、滲漏、堵塞等現(xiàn)象,應及時修補。

4 工程經(jīng)驗與討論

經(jīng)過上述治理后,該沖溝完成了綜合治理,既考慮到了自然地理因素,又考慮到了后期使用要求。對于自然來水的疏干主要靠坡面截排水,對于排不凈的,水量已經(jīng)有限,可用盲溝導排。對于進入坡體內(nèi)的水,可依靠碎石墊層導排。對于明排入暗,可通過檢測井+消能池導引入地下排水管干線。尤其要注意填方區(qū)靠近河流或者路基端的施工質(zhì)量。擋土墻埋入 1m是為了保護坡腳,增強抗滑能力,套管保護是為了防止排水管出露段的破壞和失效,導引段是為了防止沖刷坡腳。在進行上述施工時,一定要考慮不同來水,不同措施,不能貪圖簡單。排水途徑單一,這樣容易形成不良土層,影響填筑區(qū)的后續(xù)使用。該沖溝完成了綜合治理后,工程顯示效果良好,可為同類工程治理提供借鑒。

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On planning treatm ent of som e erosion valley ofmountainous areas in south of Shannxi and its application

LEI Xiao-feng

According to the facts of the valley of Dangjiaba in Xunyang county in Shannxi,the paperadop ts a series of simple and app lied topics including the surface clearance and the type,the combination between filling and excavating,the layout of b lind drains,the allocation of retaining wall based on the sufficientgeological environmental theory,and proves the effect is better by the projects,so as to p rovide the direction for similar project treatment.

erosion valley,geological environment,comp rehensive treatment

TU499

A

1009-6825(2011)03-0067-03

2010-10-18

雷曉鋒(1974-),男,工程師,西安公路研究院,陜西西安 710054