趙國(guó)柱

（陽(yáng)泉市平定供水管理局，山西 陽(yáng)泉 045200）

采空區(qū)對(duì)娘子關(guān)提水工程供水渠道影響及治理措施

趙國(guó)柱

（陽(yáng)泉市平定供水管理局，山西 陽(yáng)泉 045200）

采空區(qū)因生態(tài)破壞造成的供水渠道滲漏問(wèn)題，已成為當(dāng)前制約地域經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康穩(wěn)定發(fā)展，及水資源可持續(xù)發(fā)展的重要問(wèn)題。圍繞平定縣娘子關(guān)提水工程西干渠采空區(qū)供水渠道滲漏問(wèn)題，在探究其成因、供水矛盾的基礎(chǔ)上，就如何治理采空區(qū)供水渠道防滲問(wèn)題，進(jìn)而滿足居民用水需求及促進(jìn)縣域經(jīng)濟(jì)社會(huì)更好發(fā)展提出幾點(diǎn)治理措施。以供參考。

采空區(qū)；供水渠道；娘子關(guān)提水工程；西干渠

1 概況

平定縣娘子關(guān)提水工程是山西省第一座縣辦大型清水提引水工程，自建成并投入使用以來(lái)，不僅有效緩解了縣域因水源奇缺致使人畜飲水困難的現(xiàn)狀，更為縣域經(jīng)濟(jì)社會(huì)更好更快發(fā)展提供了重要支持和促進(jìn)。平定縣娘子關(guān)提水工程，東起娘子關(guān)綿河谷底，匯集娘子關(guān)泉水，設(shè)5級(jí)6站，經(jīng)槐樹(shù)鋪揚(yáng)水至青龍山，穿過(guò)柏井大隧洞，跨越上莊倒虹吸，抵達(dá)平定縣城北三岔口渠尾調(diào)節(jié)池，全長(zhǎng)46.94km。渠道分集泉渠、總干渠、西干渠，有隧洞102個(gè)，長(zhǎng)23.27km。平定縣位于太行山西麓，不僅海拔高，均達(dá)千米之上，且受長(zhǎng)期流水切割的山區(qū)地貌，地形瑣碎極為顯見(jiàn)，加之境內(nèi)氣候干旱，缺水范圍及數(shù)量均十分突出。由此可見(jiàn)，水資源對(duì)平定縣域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展均起著決定性作用，而平定縣娘子關(guān)提水工程的建成，對(duì)于上述問(wèn)題的解決起著十分重要的作用。

平定縣地處國(guó)家重要能源基地，依托原煤資源優(yōu)勢(shì)，加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展一直是縣域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容之一，但因原煤開(kāi)采造成的沉陷災(zāi)害所引發(fā)的生態(tài)問(wèn)題，既影響了構(gòu)建和諧社會(huì)的順利開(kāi)展，又危及了廣大人民群眾的生命安全，嚴(yán)重破壞了生活秩序。以平定縣娘子關(guān)提引水工程——西干渠為例，簡(jiǎn)述采空區(qū)對(duì)供水渠道的影響。渠道東起上莊倒虹出口，西至渠尾調(diào)節(jié)池，全長(zhǎng)10.9km，而這條作為縣域居民日常生產(chǎn)生活用水的供水渠道中，王家莊至石板坪段為采空區(qū)，長(zhǎng)達(dá)3.2km。受采空影響，該段渠道均有不同程度的沉陷及裂紋，且由此引發(fā)的渠道滲漏現(xiàn)象則較為嚴(yán)重。

西干渠總體為拱型渠道，渠寬2.2m，高2.2m，坡比1/1000，過(guò)水深度30cm，過(guò)水能力4800m3/h，每天供水8h，可供水量為38400m3/d，但由于途徑3.2km的采空區(qū)，渠道流量損失400m3/h，且流量越大損失越大。鑒于以上原因，平定縣供水局于1996年對(duì)供水渠道進(jìn)行改造，即在渠道中鋪設(shè)DN800混凝土管，兩邊設(shè)1.2m高鎮(zhèn)墩，改渠道供水為管道供水。但由于橫截面積縮小，流量減少，目前最大過(guò)流能力為2200m3/h，每天供水8h，流量為17600m3。當(dāng)時(shí)縣城的日供水量為2000m3～5000m3，改造后過(guò)水能力符合當(dāng)時(shí)要求，且有足夠的余量。目前，隨著縣域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的日益快速發(fā)展，加之人口數(shù)量大幅增長(zhǎng)，西干渠所服務(wù)的縣城及五礦居民單日供水需求也大幅增長(zhǎng)，其中縣城供水需求約為20000m3/d，而新增五礦居民供水需求約為10000m3/d，合計(jì)約為30000m3/d。通過(guò)計(jì)算西干渠過(guò)流能力與供水需求不難發(fā)現(xiàn)，恰是由于沉陷引發(fā)的渠道滲漏，致使現(xiàn)狀供水渠道無(wú)法滿足人民群眾的用水需求。

2 采空區(qū)供水渠道防滲的重要性

平定縣采空區(qū)供水渠道滲漏現(xiàn)象所折射出的，受生態(tài)破壞影響致使西干渠供水渠道過(guò)流能力無(wú)法滿足居民用水需求的問(wèn)題，不僅嚴(yán)重危及縣域居民正常生產(chǎn)生活，更損害了水資源的可持續(xù)發(fā)展。顯然隨著縣域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，未來(lái)無(wú)論是用水范圍、用水頻率均將大幅增長(zhǎng)，而采空區(qū)渠道滲漏問(wèn)題若不得以治理，勢(shì)必會(huì)成為重要的制約因素。因此，切實(shí)治理采空區(qū)供水渠道滲漏問(wèn)題，優(yōu)化水利工程質(zhì)量，提升水利工程效益，意義重大。

3 采空區(qū)供水渠道防滲措施

為切實(shí)解決西干渠因沉陷而造成的供水渠道滲漏問(wèn)題，過(guò)去的治理措施主要有如下幾點(diǎn)：一是對(duì)于滲漏嚴(yán)重的渠道，主要采用改渠道供水為管道供水，即在渠道內(nèi)鋪設(shè)800mm混凝土管；二是對(duì)于滲漏較輕的渠道，采取地基混凝土加固及渠道內(nèi)黏貼丙綸布的措施。上述措施盡管在一定程度上緩解了滲漏現(xiàn)象的發(fā)生，但由于管道供水相比于渠道供水而言，其過(guò)流能力明顯不足，致使過(guò)流能力無(wú)法滿足正常的居民用水需求。因此，通過(guò)切實(shí)研究防滲新技術(shù)、新手段，恢復(fù)原渠道供水，是當(dāng)前有效解決供水矛盾，滿足居民正常生產(chǎn)生活用水需求的切實(shí)可行的路徑。

3.1 堅(jiān)持原則

鑒于供水渠道防滲治理存在投入較大、施工安全及難度考慮，要結(jié)合課題研究區(qū)域地形地貌特點(diǎn)、土質(zhì)結(jié)構(gòu)等相關(guān)實(shí)際，切實(shí)提出針對(duì)采空區(qū)供水渠道防滲治理措施的符合實(shí)際需要的新技術(shù)、新手段，以期達(dá)到實(shí)用、安全、經(jīng)濟(jì)的治理目標(biāo)。

3.2 防滲材料的選擇及使用

針對(duì)當(dāng)前防滲材料質(zhì)量參差不齊的市場(chǎng)現(xiàn)狀，在防滲材料的選擇上，應(yīng)堅(jiān)持使用符合國(guó)家相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，以及建材質(zhì)檢予以認(rèn)證的防滲材料。結(jié)合實(shí)際情況，供水渠道防滲的材料選擇，應(yīng)優(yōu)先考慮濕固型和吸水能力強(qiáng)的材料，從而滿足渠道內(nèi)環(huán)境客觀防滲要求。在防滲材料使用上應(yīng)使用復(fù)合材料，一是為了規(guī)避單一材料易于引發(fā)各類問(wèn)題出現(xiàn)的弊端，二是鑒于采用復(fù)合防滲材料是當(dāng)前針對(duì)防滲治理的主要發(fā)展趨勢(shì)。此外，為提高防滲材料防滲功能，應(yīng)考慮在材料表面涂抹相關(guān)材質(zhì)加以保護(hù)（如水泥）。

由于采空區(qū)特殊的地質(zhì)環(huán)境，先期的防滲材料選擇多為土料（黏土、灰土及黏砂混合土）和石料構(gòu)成，相對(duì)于復(fù)合材料而言，盡管土料和石料無(wú)論費(fèi)用投入或后期維護(hù)均具優(yōu)勢(shì)，但抗?jié)B功能及對(duì)于采空區(qū)地質(zhì)環(huán)境防滲治理要求來(lái)講，依然存在差距。鑒于此，建議防滲材料以復(fù)合材料為主。

3.3 采用防堵相結(jié)合開(kāi)展治理

采空區(qū)供水渠道防滲治理措施是一項(xiàng)綜合治理工程，為了不留后患，需采用防堵相結(jié)合的治理手段，即在治理過(guò)程中，務(wù)必要堅(jiān)持堵水和防滲相結(jié)合，對(duì)于存在沉陷滲漏的地段，要先期進(jìn)行堵漏處理，從而實(shí)現(xiàn)供水渠道全封閉的預(yù)期目標(biāo)；而后采取綜合性防滲治理，以期從渠道整體結(jié)構(gòu)，構(gòu)建較強(qiáng)的抗?jié)B能力。

3.4“堵、注、嵌、涂、抹”防滲技術(shù)和手段

防滲治理過(guò)程中，既需要綜合考慮多種滲漏現(xiàn)象，又需要堅(jiān)固剛性和柔性防滲材料的綜合運(yùn)用。對(duì)于渠道點(diǎn)滲治理，可采用堵漏為先，再進(jìn)而通過(guò)涂、抹的技術(shù)手段，運(yùn)用剛性和柔性防滲材料進(jìn)一步強(qiáng)化渠道的抗?jié)B功能；對(duì)于大面積滲漏治理，可先行采用注漿堵漏，而后施以RG型材料強(qiáng)化其抗?jié)B功能。在滲漏點(diǎn)先期堵漏過(guò)程中，務(wù)必要首先確保徹底清除滲漏范圍的無(wú)空洞，而后夯實(shí)，平整施工區(qū)域，為后續(xù)防滲治理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。需要指出的是，鑒于采空區(qū)供水渠道渠基因滲漏存在被掏空的現(xiàn)象，為徹底防范滲漏渠道治理不徹底而引發(fā)的反復(fù)滲漏，應(yīng)對(duì)渠道渠基實(shí)行必要的填灌漿處理，經(jīng)過(guò)這種手段治理之后，不僅有效規(guī)避了滲漏渠道治理不善引發(fā)的反復(fù)滲漏，而且更強(qiáng)化了因沉陷而破壞的渠基的穩(wěn)定性、密集性。需要引起注意的是，在對(duì)供水渠道進(jìn)行防滲治理過(guò)程中，還應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)對(duì)防滲層以及結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度檢測(cè)，這是由于若強(qiáng)度達(dá)不到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，在后期極易引起再次滲漏。因此，對(duì)于這種可能出現(xiàn)的狀況，一旦發(fā)現(xiàn)必須進(jìn)行必要的防滲措施治理，直至最終符合檢測(cè)。

4 結(jié)語(yǔ)

采空區(qū)供水渠道防滲治理作為平定縣域基礎(chǔ)建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是當(dāng)前新形勢(shì)下，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)發(fā)展，以及促進(jìn)縣域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和建成小康社會(huì)的重要內(nèi)容。但是，對(duì)于生態(tài)破壞造成的沉陷滲漏問(wèn)題，其解決和發(fā)展并非一蹴而就可以完成。因此，不僅要加強(qiáng)治理過(guò)程中對(duì)于工程治理和施工技術(shù)各項(xiàng)環(huán)節(jié)的監(jiān)管，更要切實(shí)強(qiáng)化治理后期的維護(hù)工作，針對(duì)出現(xiàn)的各類問(wèn)題，要做到妥善及時(shí)處理，避免因后期維護(hù)不當(dāng)而引發(fā)新的問(wèn)題出現(xiàn)。

TV146+.3

C

1004-7042（2017）08-0040-02

趙國(guó)柱（1975-），男，2015年畢業(yè)于太原理工大學(xué)水利水電工程專業(yè)，工程師。

2017-06-17；

2017-07-29