馬羊山塘除險加固施工圖設計的分析與探討

【摘 要】馬羊山塘屬山（2）型山塘，因背水坡壩下放水涵管多處滲漏，存在安全隱患及大壩背水坡腳無排水棱體、缺少壩腳、壩址、無上壩道路等原因而需要進行除險加固。除險加固施工圖設計中又往往涉及到大壩壩體的防滲處理、放水涵管及涵管滲漏處理、背水坡抗滑及排水棱體處理等，馬羊山塘是一個比較典型的需要全面除險加固處理山塘。同時該山塘又屬屋頂山塘。故在此作一分析探討。

【關鍵詞】山塘加固；不明地質；施工方法；分析探討

1. 工程概況

馬羊山塘位于上虞市下管鎮某村，集雨面積0.062Km2，，正常庫容1.2萬m3，總常庫容1.45萬m3，大壩長50.2m，最大壩高13.00m，壩頂寬度5.5～6.2 m，溢洪道進口寬3.30m，進口導水墻高度1.00m；是一座以灌溉為主的山（2）山塘；工程等級為Ⅶ等，水工建筑物級別為7級。加固設計未對地質進行勘探；加固方案按《浙江省山塘綜合整治技術導則》（試行）規定的方法進行水文水力設計計算，防洪標準為10年一遇洪水設計，100年一遇洪水校核（屋頂山塘取上限）。該山塘主要存在的問題為：背水坡壩下放水涵管處多處滲漏并存在安全隱患、大壩背水坡腳無排水棱體、缺少壩腳、壩址和無上壩道路差。設計后要求對現有的山塘進行溢洪道進口拓寬為4.00m同時增加防浪墻0.60m。

2. 山塘除險加固設計處理方法的分析比較

2.1 大壩的除險加固處理。

2.1.1 原有大壩因為未能滿足《浙江省山塘綜合整治技術導則》（試行）的要求，故在原有壩頂高程的基本上對大壩進行適當地加高，并增設防浪墻。因《導則》原則上不允許加高大壩，故設計中只作少量（約0.50m）的整平加高，其它采取增設防浪（0.60m）的方法進行處理，這樣既滿足設計防洪標準又能減輕大壩自重，同時解決了土方來源的緊張問題。

2.1.2 大壩壩坡的處理。因原大壩壩體系人民公社時期建成，壩體內部質量不可能滿足現行規范的施工質量要求，壩坡表面一般沒有進行處理，為了減少風浪對迎水坡的沖刷、淘刷、滑腳，加固設計中采取了表面砌塊石的處理，自上至下分別為30厚干砌石、20厚塘渣墊層、U300無紡布；背水坡為了節省工程造價，采取清坡后植草皮處理，這樣做既能使得表面整潔、保持水土不流失，又能在平時管理中及時發現可能出現的滲漏及壩面塌陷。

2.1.3 壩腳處理。迎水坡腳，為保證砌石面的完整、不下滑，大方腳采取80*80的C15灌砌石埂腳，這樣既固腳又防滲，同時采用灌砌石是防止一般漿砌石時因漿量不到而造成的滲漏，灌石量控制在20%內；背水坡因原有大壩背水坡腳在距正常（1：2）坡腳4 m高處變為陡腳，又無排水棱體。本次除險加固設計中對原坡腳仍按1：2進行接長，將接長部分與排水棱體結合一體。表面從上至下依次為30厚砌石理砌、開挖塊石或塘渣回填，這樣一方面防止大壩腳的坍塌，另一方面增加了排水棱體以降低溢出。

2.2 壩體的防滲處理。因原壩施工時的質量缺陷，大壩不同程度地存在一定的滲漏，所以除險加固時一般都會重視壩體的防滲處理這一環節；原大壩內外坡經過計算能滿足穩定性要求、少量滲漏情況也不是嚴重，故只本將本次除險加固設計中對大壩僅采取單排套井黃泥回填的防滲處理；這樣可較采用表面黃泥防滲減少較多的黃泥用量，取得相同的防滲效果，同時減少工程費用。

2.3 壩下放水涵管的處理。因本工程大壩長僅50.2m，最大壩高有13.00m，如采取重新開挖更換原有放水涵管，整條大壩將被全部開挖，而新填壩體質量示經蓄水運行，難以保證工程安全，也不可能好于原有大壩的質量，故本次的設計在經過綜合分析比較后采取封堵原有放水涵管，采用虹吸管的放水方式。因大壩最大高度13.00m，接近虹吸管的最大有效使用高度，故在虹吸管頂高度上作了適當的調整和變動，即將虹吸管埋設在距壩頂1.00m處以降低虹吸管高程，并作好絕水處理，這樣做的優點是可避免大范圍開挖大壩，也解決大開挖土方的堆放困難，也使施工費用相應試減少、施工工期相應縮短。

2.4 溢洪道及導水墻的處理。本工程雖原有溢洪道，但溢洪道寬度不能滿足設計溢洪的要求。故對原有溢洪道進口及局部地段進行適當的拓寬、整面，使之滿足《導則》的要求并對其底和導水墻進行整砌以滿足《導則》的要求的降低造價。

2.5 上壩道路及壩頂路面的處理。上壩道路幾乎是所有山塘除險加固中都遇到的較大困難，山塘因庫容小、遠離村莊，大多山塘只有能人行的崎嶇山路，遠近不一，少則幾百米、多則數公里，施工機械上去的可能性基本為零。俗話說：“若要富，先修路”。沒有上壩道路就不能除險加固。本工程也不例外，上壩需要開山、拓路約1.0㎞，設計前主管部門針對山塘除險加固中會經常遇到的這個問題，按施工圖設計要求已作出較為科學、節約的施工道路開設統一規定，按寬4.00m，填塘渣厚度平均0.40m的要求按實際長度給予計入工程造價補助，這樣只需要在設計時作一句話的設計說明就能完成常規需要單獨出具設計文件的問題，大大節約了各方資源。壩頂路面問題的設計，《導則》對大壩路面明確地規定了幾種不適宜的路面。在既方便上壩又方面壩面檢查、行走的前提下，設計上采用5厚泥積小石子和20厚塘渣墊層，這種方法設計的路面能直接發現壩面出現的各種變化情況，同時也在在降底工程費用。

2.6 其它施工方法及要求的設計。對于施工中經常會遇到的一些施工說明，在山塘除險加固設計說明中采用了統一的統用說明，施工中過程中遇到的問題、質量控制要求只需要找到相應的條款就能對照作用，這樣做可以減少除險加固山塘中設計說明的針對性不強、漏項等問題，可以說是真正地簡潔、方便、實用。

3. 結束語

3.1 我市近幾年在進行除險加固的山塘水庫，大都建造于建國初期，當時壩體的建筑主要由人工挑抬，人工夯實，土料也主要取自附近的山坡或附近，對質量沒有任何明確的要求，也沒有施工規范可循；施工時缺少技術、缺少設計和施工資料，使得這些山塘水庫經過數十年的運行后普遍出現壩體滲漏等情況；這些山塘水庫當時的溢洪道寬度、堰頂及壩頂高程主要憑經驗和勞動力及挑筑速度而定，現在加固中的防洪復核雨量資料一般也是查用《浙江省暴雨圖集》，防洪標準根據規范查用，所以原有的防洪標準都達不到現有的防洪標準；地質資料空缺，壩身填土的滲透系數大、質量不均勻，砂卵石、坡（洪）積物是大壩的主要填筑料，因此大部分壩坡滲漏，溢洪道不滿足行洪要求；壩下石砌涵洞等主要限于當時的經濟與物質條件，滲漏和安全隱患幾乎座座都是，而放水涵管是山塘水庫的主要部分，所以設計時應該慎重考慮大壩的完全開挖與其它方法的施工，如虹吸管、放水隧洞。

3.2 大多山塘加固處理中沒有地質勘察，也只能憑設計者經驗、水平，進行防滲處理。而處理方法將直接關系到工程費用。所以有些山塘除險加固工程中不可避免地會發生一些工程設計變更和壩腳高程暫定的情況。

3.3 導則中原則上不允許加高大壩，但不是絕對不允許。設計時應該根據實際情況進行決定。

3.4 水利工程的施工工期是有很強的時限性。小型工程只能在本年度汛期結束后到次年的汛期之前這段時間，最多八個月的施工時間，在加固方法選擇中，應充分考慮施工的時間，采取多方案比較后進行優化設計，在相同達到目的前提下，盡量減少工程量和施工時間。

3.5 工程施工中時常發生與設計中不完全一致的情況，尤其是地下工程部分，在進行工程設計變更時，現場設計人員應當具有較豐富的工程經驗，能在工程現場解決設計變更，完善有關變更程序上的手續。

致謝：感謝馮葆蔚對本文的指導。

參考文獻

［1］ 紹興市水利水電勘測設計院《上虞市下管鎮馬羊山塘除險加固工程施工圖》2012.9.