6第六章 水土保持工程措施

第六章水土保持工程措施第六章水土保持工程措施水土保持工程是应用工程的原理，防治山区、丘陵区、风沙区水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，并充分发挥水土资源的经济效益和社会效益，建立良好生态环境的一项重要措施。它是水土保持综合治理措施体系的主要组成部分，它与水土保持生物措施及其他措施同等重要，不能互相代替。削力坎梯田我国根据工程兴修目的及其应用条件，将水土保持工程分为以下四种类型：1.坡面防护工程2.沟道治理工程3.山洪排导工程4.小型蓄水用水工程（1）水土保持工程种类1、水保工程措施主要内容和规划布设梯田水平阶坡面防护工程用改变小地形的方法防止坡地水土流失，将雨水及融雪水就地拦蓄，使其渗入农地、草地或林地，减少或防止形成坡面径流，增加农作物、牧草以及林木可利用的土壤水分。将未能就地拦蓄的坡地径流引入小型蓄水工程。在有发生重力侵蚀危险的坡地上，可以修筑排水工程或支撑建筑物，防止重力侵蚀。水平沟挡渣墙鱼鳞坑在于防治沟头前进、沟床下切、沟岸扩张，减缓沟床纵坡，调节山洪洪峰流量，减少山洪或泥石流的固体物质含量，使山洪安全排泄，对沟口的冲积锥不造成灾害。谷坊群拱坝沟道治理工程挡渣坝锯齿坝在于防止山洪或泥石流危害沟口冲积锥上的房屋、工矿企业、道路及农田等具有重大经济意义及社会意义的防护对象。导流槽导流槽排洪沟山洪排导工程水窖水塘小型蓄水工程的作用，在于将坡地径流及地下潜流拦蓄起来，减少水土流失危害，灌溉农田，提高作物产量。小型蓄水用水工程（2）规划布设原则1.采用综合措施进行治理；2.沟坡兼治、上下游相结合。综合措施上下游结合治理2、坡面治理工程坡面在山区农业生产中占有重要地位，斜坡又是泥沙和径流的策源地，水土保持要沟坡兼治。坡面治理工程包括：1.斜坡固定工程2.山坡截流沟3.梯田工程斜坡固定工程是指为防止斜坡岩土体的运动，保证斜坡稳定而布设的工程措施，包括：2.1、斜坡固定工程1.挡墙2.抗滑桩3.削坡与反压填土4.排水工程5.护坡工程6.滑动带加固工程7.植物固坡措施8.落石防护工程(1)重力式（2）半重力式（3）倒T型（4）扶壁式（5）支垛式（6）棚架扶壁式（1）挡墙挡墙又称挡土墙。挡墙的构造有以下几类：重力式、半重力式、倒T型、扶壁式、支垛式、棚架扶壁式等。重力式挡墙可以防止滑坡和崩塌。适应于坡脚较坚固，允许承载力较大，抗滑稳定较好的情况。其它几种类型的挡墙多用于防止斜坡崩塌，一般用钢筋混凝土修建。根据建筑材料和形式，重力式挡墙又分为片石垛、浆砌石挡墙、混凝土或钢筋混凝土挡墙和空心挡墙（明洞）等。片石垛可就地取材、施工简单，透水性好，适用于滑动面在坡脚以下不深的中小型滑坡，不适用于地震区的滑坡。空心挡墙若滑动面出露在斜坡上较高位置，而坡脚基底较坚固，这时可采用空心挡墙，即明洞。明洞顶及外侧可回填土石，允许小部分滑坡体从洞顶滑过。浅层中小型滑坡的重力式挡墙宜修在滑坡前，若滑动面有几个且滑坡体较薄，可分级支挡。分级支挡其他几种类型的挡墙多用于防止斜坡崩塌，一般用钢筋混凝土修建。1.倒T型因材料少，自重轻，还要利用坡体的重量，适用于4～6m的高度；2.扶壁式和支垛式因有支挡，适用于5m以上的高度；3.棚架扶壁式只用于特殊情况。4.框架式也称垛式，是重力式的一个特例，由木材、混凝土构件、钢筋混凝土构件或中空管装框架构成，框架内填片石，它又分叠合式、单倾斜式和双倾斜式。框架式结构较柔韧，排水性好，滑坡地区采用较多。(1)重力式（2）半重力式（3）倒T型（4）扶壁式（5）支垛式（6）棚架扶壁式（2）抗滑桩抗滑桩是穿过滑坡体将其固定在滑床的桩柱。＆特点：省工省料，土方量小，施工方便，工期短。＆材料：根据滑坡体厚度、推力大小、防水要求和施工条件等，其材料可选用木桩、钢桩、混凝土桩或钢筋混凝土桩等。＆要求：抗滑桩的材料、规格和布置要能满足抗剪断、抗弯、抗倾斜、阻止土体从桩间或桩顶滑出的要求，这就要求抗滑桩有一定的强度和锚固深度。削坡主要用于防止中小规模的土质滑坡和岩质斜坡崩塌。削坡可以减缓坡度，减小滑坡体体积，从而减少下滑力。当斜坡高度较大时，削坡常分级，流出平台。削坡的对象：是主滑部分而不是阻滑部分。（3）削坡和反压填土反压填土是在滑坡体前面的阻滑部分堆土加载，以增加抗滑力。填土可筑成抗滑土堤，土要分层夯实，外露坡面应干砌片石或种植草皮，堤内侧要修渗沟，土堤和老土间修隔渗层，填土时不能堵住原来的地下水出口，要先做好地下水引排工程。已经被削坡的东山岭（4）排水工程排水工程可减免地表水和地下水对坡体稳定性的不利影响.一方面提高现有条件下坡体的稳定性，一方面允许坡度增加而不降低坡体稳定性。排出地表水工程排出地下水工程排水工程包括：1）排出地表水工程作用：一是拦截病害斜坡以外的地表水，二是防止病害斜坡内的地表水大量渗入，并尽快汇集排走。包括防渗工程和水沟工程。防渗工程：整平夯实和铺盖阻水。水沟工程：排水沟和截水沟。铺盖阻水是一种大面积防止地表水渗入坡体的措施，铺盖材料有粘土、混凝土和水泥砂浆，粘土一般用于较缓的坡。当斜坡上有松散的土体分布时，应填平坑洼和裂缝并整平夯实。排水沟：一般呈树枝状分布，充分利用自然沟谷。水沟工程可采用砌石、沥青铺面、半圆形钢筋混凝土槽、半圆形波纹管等形式，有时采用不铺砌的沟渠，其渗透和冲刷较强，效果差些。截水沟是布置在病害斜坡范围外，拦截旁引地表径流。滑坡区的水沟工程1-泻水孔；2-截水沟；3-湿地；4-泉；5-滑波周界2）排出地下水工程其作用是排除和截断渗透水。包括渗沟、明暗沟、排水孔、排水洞和截水墙等。渗沟的作用是排除土壤水和支撑局部土体，比如可在滑坡体前布设渗沟。有泉眼的斜坡上，渗沟应布置在泉眼附近和潮湿的地方。渗沟深度一般大于2m，以便充分疏干土壤水。沟底应置于潮湿带以下较稳定的土层内，并应铺砌防渗。渗沟上方应修挡水埂，防止坡面上方水流流入。表面成拱形，以排走坡面流水.图4-8渗沟结构示意图1-干砌片石表面砂浆勾缝；2-反滤面；3-较干燥稳定土层上界线；4-浆砌石；5-不稳定土层排除浅层(约3m以上)的地下水可用暗沟和明暗沟。暗沟分为集水暗沟和排水暗沟。明暗沟即在暗沟上同时修明沟，可以排除滑坡区的浅层地下水和地表水。集水暗沟用来汇集浅层地下水，排水暗沟连接集水暗沟，把汇集的地下水作为地表水排走。（a）（b）（c）图4-9暗沟横截面图1-回填土；2-树枝；3-砂砾；4-卵石；5-泻水孔；6-桩暗沟结构参见图4-9，其底部布设有孔的钢筋混凝土管或石笼，底部可铺设不透水的杉皮、聚乙烯布或沥青板，侧面和上部设置树枝及砂砾组成的过滤层，以防淤塞。图4-10滑坡区垂直孔排水1-滑坡体；2-原地下水位；3-现地下水位；4-隔水层；5-强隔水层排水孔是利用钻孔排除地下水或降低地下水位。排水孔又分垂直孔、仰斜孔和放射孔。垂直孔排水是钻孔穿透含水层，将地下水移到下伏强透水岩层，从而降低地下水位。图4-10，是将钻孔穿透滑坡体及其下而的隔水层，将地下水排至下伏强透水层。仰斜孔排水是用接近水平的钻孔把地下水引出，从而疏干斜坡（图4-11），仰斜孔施工方便，节省劳力和材料，见效快。当含水层透水性强时效果尤为明显；裂隙含水类型，可设不同高程的排水孔。根据含水类型、地下水埋藏状态分布情况等布置钻孔，钻孔要穿透主要裂隙组，从而汇集较多的裂隙水。对含水层透水性差的土质斜坡（如黄土斜坡），可采用沙井和仰斜孔联合排水（图4-12），即用沙井聚集含水层的地下水，仰斜孔穿连沙井底部将水排出。图4-12沙井和仰斜孔联合排水•排水洞的作用是拦截储备疏导深层地下水。•排水洞分截水隧洞和排水隧洞。如果地下水含水层向滑坡区大量流入，可在滑坡区外布设截水墙，将地下水截断，再用仰斜孔排出。截水墙布置图截水隧洞修筑在病害斜坡外围，用来拦截旁引补给水；排水隧洞布置在病害斜坡内，用于排泄地下水。干砌片石和混凝土砌块护坡:用于坡面有涌水，边坡小于1:1，高度小于3米的情况，涌水较大时应设反滤层，涌水很大时采用盲沟。浆砌片石和混凝土护坡：防止没有涌水的软质岩石和密实土斜坡的岩石风化。边坡小于1：1的用混凝土，边坡1：0.5-1:1的用钢筋混凝土。喷浆或喷混凝土：在基岩裂隙小、没有大崩塌发生的地方，为防止基岩风化剥落。注意不要在有涌水和冻涨严重的坡面喷浆或喷混凝土。（5）护坡工程浆砌石喷浆护坡格状条护坡:是用预制构件在现场直接浇注混凝土或钢筋混凝土，修成格式建筑物，格内可以进行植被护坡。为防止滑动，应固定框格交叉点或深埋横向框条。弧状护坡商南之行防治沿软弱夹层的滑坡，加固滑坡带是一项有效措施。采用机械的或物理化学的方法，提高滑坡带强度，防止软弱层进一步恶化。加固的方法有：普通灌浆法、化学灌浆法和石灰加固法。（6）滑动带加固措施（7）植物固坡措施植物固坡措施包括：坡面防护林、坡面种草、坡面生物--工程综合措施。植被能防止径流对坡面的冲刷，在坡度不很大（小于50°）的坡上，能在一定程度上防止崩塌和小规模滑坡。悬崖和陡坡上的危石对坡下交通设施、房屋建筑及人身安全有很大威胁，而落石预测很困难，所以要及早进行防护。（8）落石防护工程常用的工程有：防落石棚挡墙加拦石栅金属网覆盖2.2、山坡截流沟1.定义山坡截流沟是在斜坡上每隔一定距离修筑的具有一定坡度的沟道。2.作用山坡截流沟能截短坡长，阻截径流，减免径流冲刷。将分散的坡面径流集中起来，输送到蓄水工程里或直接输送到农田、草地或林地。坡度在40%（21.8度）以下的坡地均可修截流沟。截流沟与纵向位置的排水沟相连，把径流排走。截流沟在坡面上均匀布置，间距随坡度增大而减小。3．截流沟的布置坡度沟间距（m）%度31.73042.32552.92263.42074.01984.6189-105.1-5.716.511-136.3-7.41514-168.0-9.051417-239.38-12.571324-3713.29-201238-4021-21.811.5山坡截流沟间距2.3、梯田工程梯田是在坡地上沿等高线修成台阶式或坡式断面的田地。具有保水、保土、保肥的作用。把坡耕地修成梯田，可以减轻水土流失，增加作物产量，是坡耕地治理的主要措施。我国规定，25°以下的坡地一般可修成梯田种植农作物，25°以上的则应退耕植树种草。（1）梯田的分类(1)按修筑的断面形式分为：1.水平梯田2.坡式梯田3.反坡梯田4.隔坡梯田5.波浪式梯田(2)按田坎建筑材料分：1.土坎梯田2.石坎梯田3.植物田坎梯田植物田坎梯田(3)按施工方法分为1.人工梯田2.机修梯田（4）按利用方向分为：1.农用梯田2.果园梯田3.林木梯田河北平山片麻岩山区小流域治理工程（2）梯田的规划耕作区的规划，必须以一个经济单位(一个镇或一个乡)为基础，开发农业生产和水土保持全面规划。根据农、林、牧全面发展，合理利用土地的要求，研究确定农、林、牧业生产的用地比例和具体位置，选出其中坡度较缓、土质较好、距村较近，水源及交通条件比较好，有利于实现机械化和水利化的地方，建设高产稳产基本农田，然后根据地形条件，划分耕作区。①耕作区的规划在缓坡地区，一般以道路、渠道为骨干划分耕作区，在丘陵陡坡地区，一般以一面坡或峁、梁为单位划分耕作区，每个耕作区面积，一般以50～100亩为宜。②地块规划（以下几条要求）1.地块的平面形状，应基本上顺等高线呈长条形、带状布设。一般情况下，尽量避免梯田施工时远距离运送土方。2.当坡面有浅沟等复杂地形时，地块布设必须注意“大弯势，小弯取直”，不强求一律顺等高线，以免把田面的纵向修成连续的“S”形，不利于机械耕作。3.如果梯田有自流灌溉条件，则应使田面纵向保留1/300～1/500的比降，以利行水。4.地块长度规划，有条件的地方可采用300～400m，一般是150～200m，地身越长，机耕时转弯掉头次数越少，工效越高。5.在耕作区和地块规划中，如有不同镇乡的插花地，必须根据“自愿互利”和“等价交换”的原则，进行协商和调整，便于施工和耕作。③坡面蓄水拦沙设施的规划•包括“引、蓄、灌、排”等缓流拦沙附属工程。规划时，既要做到各设施之间的紧密结合，又要做到与