摘要：我國每年由于地質(zhì)災(zāi)害造成的生命和財(cái)產(chǎn)損失十分巨大。大多數(shù)的地質(zhì)災(zāi)害都與降雨有關(guān)。因此，在地質(zhì)災(zāi)害治理過程中，處理好排水工程問題對減少災(zāi)害有著重要的意義。本文著重提出了在地質(zhì)災(zāi)害治理中如何處理排水問題的思路和對策，對工程施工具有一定的借鑒意義。

　　關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害治理,地表排水,地下排水

　　我國幅員遼闊，每年由于地質(zhì)災(zāi)害造成的損失非常巨大。人類對于地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)識還非常有限。面臨地質(zhì)災(zāi)害，主動躲避地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域是減輕災(zāi)害危害，或消除威脅的有效措施;當(dāng)無法躲避時(shí)，則必須考慮通過工程措施抑制或控制地質(zhì)災(zāi)害，這些工程措施統(tǒng)稱為地質(zhì)災(zāi)害治理工程。

　　地質(zhì)災(zāi)害治理工程對象是處在不同變形階段的復(fù)雜地質(zhì)體。這些地質(zhì)體的復(fù)雜性表現(xiàn)在地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖土結(jié)構(gòu)和水文地質(zhì)條件的各個(gè)方面。地質(zhì)災(zāi)害通常分布在地形切割大、坡度陡的山區(qū)，并且斷裂、褶皺發(fā)育，地層產(chǎn)狀變化大，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，完整性差，土層結(jié)構(gòu)松散，地下水的補(bǔ)排關(guān)系復(fù)雜，地下水類型多樣。

　　尤其在雨季，由于降雨造成滑坡、泥石流等重大地質(zhì)災(zāi)害的事件時(shí)有發(fā)生，因此，高度重視地質(zhì)災(zāi)害治理工程中的排水工程，是決定災(zāi)害治理成功與否的關(guān)鍵。

　　一、地質(zhì)災(zāi)害治理中的地表排水工程

　　地表排水工程，應(yīng)根據(jù)工程滑坡的規(guī)模、范圍及其重要程度，準(zhǔn)確合理的選定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即選定某一降雨頻率作為計(jì)算流量的標(biāo)準(zhǔn)。將大于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或在非常情況下使工程仍能發(fā)揮其原有作用的安全標(biāo)準(zhǔn)，作為校核標(biāo)準(zhǔn)。

　　1.1排水匯水量計(jì)算

　　匯水量計(jì)算，可根據(jù)中國水利科學(xué)院水文研究所提出的小匯水面積設(shè)計(jì)流量公式計(jì)算，即：

　　式中：

　　設(shè)計(jì)頻率地表匯水流量(m3/s)

　　徑流系數(shù)

　　設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度(mm/h)

　　匯水面積(km2)

　　流域匯流時(shí)間(h)

　　降雨強(qiáng)度衰減系數(shù)。

　　1.2 排水溝斷面形狀的選取

　　排水溝斷面形狀可為矩形、梯形、復(fù)合型及U形。梯形、矩形排水溝斷面易于施工，維修清理方便，具有較大的水力半徑和輸移力，在排水設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先考慮。

　　1.3 排水溝斷面尺寸的計(jì)算

　　排水溝過流量的計(jì)算公式為：

　　式中：

　　過流量(m3/s)

　　過流斷面面積(m2)

　　流速系數(shù)(m/s)

　　水力半徑(m)

　　水力坡降

　　1.4排水溝的位置及施工要求

　　外圍排水溝應(yīng)設(shè)置在滑坡體或老滑坡后緣，遠(yuǎn)離裂縫5米以外的穩(wěn)定斜坡面上，依地形而定，平面上多呈人字形展布。溝底比降無特殊要求，以能順利排除攔截的地表水為原則。根據(jù)外圍坡體結(jié)構(gòu)，截水溝迎面應(yīng)設(shè)泄水孔。

　　排水溝宜采用漿砌片石或塊石砌成;當(dāng)坡體松軟，地質(zhì)條件差時(shí)，可采用毛石混凝土或素混凝土修建。溝底及邊墻，應(yīng)設(shè)伸縮縫，縫間距為10—15m。伸縮縫內(nèi)應(yīng)設(shè)止水或反濾盲溝。

　　二、地質(zhì)災(zāi)害治理中的地下排水工程

　　排除地下水工程的目的在于把分布于滑坡體范圍內(nèi)的地下水誘導(dǎo)排出，以降低滑動面(帶)的含水率或孔隙水壓力，使滑坡土體趨于穩(wěn)定。當(dāng)?shù)叵滤畯幕�坡體范圍外流入滑坡體內(nèi)的透水層時(shí)，應(yīng)在地下水流入滑坡體范圍之前，就將地下水截?cái)啵�而把地下水流量的一部分作為地表水排除。排除地下水工程分為排除淺層地下水和排除深層地下水兩類。

　　2.1 地下水滲透量的確定

　　地下水滲透量的確定主要采用滲流定律。下面列出三種滲透流量的計(jì)算公式，其主要差別在于不透水層的坡度和排水滲溝的深度(相對于不透水層)。

　　2.1.1 滲溝深度達(dá)不透水層而不透水層的坡度又較平緩的情況

　　滲溝底部挖至或挖入不透水層，而不透水層的橫向坡度較平緩時(shí)，可采用地下水自然流動速度近于零的假設(shè)，按下列計(jì)算公式計(jì)算單位長度滲溝由溝壁一側(cè)流入溝內(nèi)的流量

　　式中：Qs——表示每延米長滲溝由溝壁一側(cè)流入溝內(nèi)的流量，m3/(s·m);

　　Hc——含水層地下水位的高度，m;

　　hg——滲溝內(nèi)的水流深度，m，在滲溝底位于不透水層內(nèi)，且滲溝內(nèi)水面低于不透水層頂面時(shí)，按式(2.2)計(jì)算;

　　k——含水層巖土顆粒的滲透系數(shù)，m/s;

　　rs——地下水位手滲溝影響而降落的水平距離，m。可按式(2.3)確定;

　　I0——地下水位降落曲線的平均坡度，可按含水層巖土顆粒的滲透系數(shù)由近似公式(2.4)估算。

　　如地下水由兩側(cè)流入滲溝內(nèi)，則上述滲溝內(nèi)的流量應(yīng)乘以2倍。

　　2.1.2滲溝深度遠(yuǎn)較不透水層淺的情況

　　滲溝深度淺而不透水層很深時(shí)，滲流量計(jì)算的主要參數(shù)是滲透系數(shù)和地下水位受滲溝影響而降落的水平距離或平均坡度。地下水位受滲溝影響而降落的水平距離或平均坡度與含水層巖土的透水性，即滲透系數(shù)有關(guān)。這種情況下，位于含水層內(nèi)單位長度滲溝內(nèi)的流量按下式計(jì)算確定(如圖二)：

　　式中：rs——相臨滲溝間距之半，m;

　　k——含水層巖土顆粒的滲透系數(shù)，m/s;

　　Hg——滲溝位置處地下水位的下降幅度，m。

　　2.2 地下排水體系的選取

　　2.2.1明溝和槽溝

　　明溝一般適用于地下水埋藏很淺，譬如深度僅在1～2m之內(nèi)，或水溝通過地層穩(wěn)定能夠進(jìn)行較深的明挖的地方。

　　槽溝則用于處理地下水埋藏較深或地質(zhì)不良，水溝邊坡容易發(fā)生滑塌的地方，其深度可達(dá)到3m左右。

　　明溝、槽溝用處很廣，可以作攔截、排引、疏干、降低地下水之用。施工簡便，養(yǎng)護(hù)容易，造價(jià)低廉。

　　明溝、槽溝的斷面形式，常用的有梯形和矩形兩種

　　2.2.2 暗溝和明暗溝

　　這種設(shè)施最宜用來排除分布于自地表到地表下3m左右這個(gè)范圍的地下水。它能排除分布于滲透系數(shù)小的土層中土顆粒間孔隙內(nèi)的地下水。

　　暗溝有集水暗溝和排水暗溝兩種。集水暗溝用來匯集它附近的地下水;而排水暗溝的主要目的是與地表排水溝連接起來，把匯集的地下水作為地表水排除。

　　2.2.3 滲溝

　　滲溝在整治中小型的淺層滑坡中能起到良好作用，在滑坡處治應(yīng)用中較多。它具有疏干表層土體，增加坡面穩(wěn)定性;截?cái)嗉耙�排地下水，降低地下水位，防止土壤�?xì)粒間的沖移和浸蝕作用。滲溝如作到淺層活動面以下，可以起到土體的支撐作用。

　　2.2.4 排水隧洞

　　為攔截滑坡體后部深層地下水或降低滑坡體內(nèi)地下水位，應(yīng)將橫向攔截排水隧洞修建于滑坡體后緣滑動面以下，與地下水流向基本垂直。

　　三、 結(jié)語

　　排水工程是一項(xiàng)綜合性的工作，要消除各種水源對滑坡體穩(wěn)定性的影響，提高滑坡穩(wěn)定安全系數(shù)，保護(hù)滑坡區(qū)域建筑物免遭破壞，應(yīng)做好以下幾項(xiàng)工作：

　　首先，認(rèn)真設(shè)計(jì)，精心施工，及時(shí)維護(hù)是基礎(chǔ)。任何工程，設(shè)計(jì)是前提，施工是關(guān)鍵，維護(hù)是補(bǔ)充。只有做到認(rèn)真設(shè)計(jì)，精心施工，及時(shí)維護(hù)，才能建立和保持完善的排水系統(tǒng)，保證滑坡體外的水流不會入滑坡體內(nèi)，也才能保證滑坡體內(nèi)的地表水和地下水隨時(shí)排除，以提高滑坡體的穩(wěn)定性。

　　其次，充分調(diào)查，合理布置，綜合治理是關(guān)鍵。設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行地面排水設(shè)施和地下排水設(shè)施時(shí)，應(yīng)進(jìn)行全面、詳細(xì)的調(diào)查研究，查明地表水和地下水的分布狀況和大小，分析水對滑坡的影響程度，做到地面排水設(shè)施和地下排水設(shè)施相互配合，相互協(xié)調(diào)，同時(shí)做到排水工程與其他處治工程相互配合，以最大可能排除影響滑坡的各種水源。

　　最后，因地制宜，經(jīng)濟(jì)實(shí)用是原則。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)情況和水文情況，因地制宜，合理設(shè)計(jì)，盡量選擇有利的地形和地質(zhì)的區(qū)域設(shè)置排水工程，既可起到排除、疏干滑坡堤范圍的地下水和地表水，又可對滑坡體起到加固和保護(hù)作用。同時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)，要注意就地取材，以降低工程造價(jià)。