淤地壩加固除險必要性與對策研究

姚彥龍

（山西省孝義市水利水保局，山西 孝義 032300）

我國絕大部分中小型淤地壩，修建于20世紀60～70年代，運行時間已40～50年，多數工程已經淤滿，單壩的防洪能力和持續攔泥能力下降，加之當時的設計標準偏低，無系統的排洪設施。壩地建設一方面治理了水土流失,攔截地表徑流，提高了糧食產量，保證了群眾及牲畜度災的糧食和飼草料。但是由于人工筑壩標準低，缺乏科學合理規劃，遇暴雨，土壩往往被連續沖垮造成更大的水土流失。后經水利水保技術人員的總結，以小流域單元進行全面規劃，至上而下機械筑壩。按10年一遇洪水設計，20年一遇洪水校核。設有壩體和壩體兩端自然溢流口。許多工程年久失修，遇到較大洪水時存在垮壩的隱患，存在不同程度的毀損，致使相當數量的溝道工程帶病運行，險情加劇。由于這些淤地壩有相當一部分的壩址位置較好，交通方便，也是當地群眾的生產、生活基地,如不配套加固，勢必影響工程的安全和效益的發揮,甚至影響當地經濟社會的持續發展。因此，合理制定加固配套方案，挖掘現有工程潛力，鞏固治理成果，是當前溝道工程建設中迫切需要解決的一個問題。

1 必要性

淤地壩是治理水土流失的重要工程措施，數量眾多的淤地壩對減少入黃泥沙、控制水土流失、鞏固退耕還林成果、改善生態環境、促進農村經濟發展等方面發揮了重要作用。當下，大中型水庫的除險加固已基本完成，但實際上多數淤地壩在汛期，為攔截泥沙是要蓄水的，起著與小型水庫同樣的作用。由于淤地壩建設時，未按小型水庫對待，設計不充分，投資偏少，建設標準低，施工質量差，又缺少必要的管護，今后幾年還將對小型水庫進行除險加固，雖然淤地壩建設的目的是攔蓄泥沙，損壞嚴重。但是，由于我省絕大多數淤地壩建成時間早、設計標準低、工程質量差、壩體設施不配套、病險壩數量多，迫切需要除險加固。大部分淤地壩由群眾施工，缺少必要的技術指導和監管，壩體填筑不密實，沉陷裂縫多施工質量比較差。主要問題有：一方面有的淤地壩下游有居民和重要交通、通訊設施，防汛責任重、壓力大；另一方面與水庫、河道相比，各級對淤地壩的安全運用和度汛重視不夠，對可能出現的問題以及所造成的嚴重后果估計不足，應急預案不具體，搶險料物和隊伍落實難度大；三是日常管護不到位。淤地壩建設標準低，壩體單薄、壩坡過陡及壩高不夠；個別淤地壩沒有開挖溢洪道，抗洪及泄洪能力不足；淤地壩泄水管開裂、錯縫；淤地壩溢洪道沒有襯砌，岸坡坍塌、淤堵；四是防汛形勢嚴峻。由于沒有管護經費，不能進行正常的維護和管理，一旦發生水毀和損壞，得不到及時維修，進一步加劇了安全隱患。一旦遭遇大的降雨，其安全令人擔憂。值得高興的是，前不久國家召開了水利工作會議，把小型水庫除險加固擺上了重要地位，我們期盼著國家將淤地壩列入小型水庫除險加固規劃，及早安排實施，實現淤地壩的正常運行。目前大中型水庫的除險加固工作已經基本結束，今后還將完成小型水庫的除險加固，中型以上淤地壩在庫容上相當于小（2）類水庫，攔蓄洪水大的能力偏低，一旦遇到大的降雨，山洪突泄，超過淤地壩的攔蓄能力，將造成嚴重的后果，因此淤地壩安全運用問題不容忽視。

2 加固配除險方案

2.1 加高大壩

適當加高大壩,可以較大地增加調蓄能力，提高防洪標準。淤地壩淤滿后，應從長遠和當前的生產需要考慮，一般情況下壩地已開始耕種，壩前不蓄水，也可通過一次規劃設計，分期加高壩體，按照設計標準確定土壩加高高度，達到最終壩高。為節省工作量，宜采用壩前加高的方式。加高高度應根據攔泥和滯洪庫容要求設計。經過近20年的實踐，總結出了土壩的三種加高形式，壩前式加高、騎馬式加高和壩后加高。加高方法可采用碾壓施工，也可采用水力沖填施工。當壩前淤土為沙性或輕、中粉質壤土時,土體的脫水固結性能較好，可不設蓋重體。反之，當壩前淤土粘粒含量大于20%，脫水固結速度較慢時，合理設計蓋重土體的厚度和長度。如果地形條件限制不宜從壩前淤土上加高時，則需設置蓋重體，并通過圓弧分析法進行抗滑穩定性計算，校核新老壩體接觸面及壩基淤土的穩定性，也可選擇騎馬式和壩后貼坡式加高壩體。一般來說，加壩高度亦受限制，壩后貼坡式加高土方量大不經濟，而對于騎馬式則是在老壩體上把壩由緩變陡而加高，需要驗算新老壩體接觸面和原有淤地壩淤面的抗滑穩定性。

2.2 拓寬、加深溢洪道

在地形條件許可的情況下，投資可能大一些，但施工不受已建工程制約。在地形、地質條件許可而且增加開挖量不大的情況下，將原溢洪道拓寬，開挖工程量不大，也可考慮增設溢洪道，投資也比較少，但不應增加泄流量過大，以免加重下游河道的負擔。為了提高防洪標準，而不降低堰頂高程，這是增加下泄流量、提高防洪標準的措施之一，如單純依靠加高大壩，可能會帶來很多問題，如庫區移民和其他建筑物改建等。同時，可滿足淤地壩防洪標準提高的要求，加大泄洪洞也有困難。此時采用適當加高大壩與增設新溢洪道相結合的辦法。

3 注意問題

3.1 壩基處理

進行舊壩加高配套時，使壩基產生局部塑性破壞和大壩整體滑坡。往往是修建在原淤地壩的淤面上，這種壩基一般屬于軟土地基。軟土地基作為壩基可能會出現以下問題，由于強度低，使壩體出現較大的縱橫裂縫，破壞整體性。透水性小，出現較大沉降和不均勻沉陷，固結緩慢，竣工后壩的沉降將持續很長時間。因為靈敏度高，施工期由于擾動會使壩基軟土強度迅速降低，導致剪切破壞。

3.2 溢洪道設計

主要是設計的溢洪道其進出口段離壩身太近。由于急流的摻氣和脈動現象十分顯著，且砌護厚度與邊坡砌護高度都不能適應結構穩定要求，有些非巖基上的溢洪道設計時，常會產生劇烈的震動。有些溢洪道采用低標號的漿砌石或砼砌護，使工程安全受到影響。進口段如未進行有效的護砌，底部幾乎沒有反濾排水設施，極易發生滑塌，由于彎道流態、流勢劇烈變化，容易導致兩岸產生水面差，泄洪時一旦發生沖蝕現象。在布置溢洪道陡坡段有彎道時，凹岸水面壅高，并在下游銜接的平直段內產生折沖水流，大大影響泄流能力和消能效果。

結論

由于壩地效益高，建議進行必要的技術改造，建設溝道控制性工程，確保壩地的安全穩定運行。根據流域的實際和水土保持生態建設及經濟社會協調發展的需要，推動大規模淤地壩建設的開展已成為必然，淤地壩可攔沙蓄水淤地，有效利用水土資源，建設高產穩產基本農田，鞏固退耕還林還草成果，為農業增產、農民增收、農村經濟發展創造條件，為全面建設小康社會提供支撐和保障。

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