論述黃龍梅家河淤地壩除險加固方案

王小樸

(西安景天水利水電勘測設計咨詢有限公司，陜西 西安 710014)

1 基本概況

梅家河中型淤地壩位于黃龍縣范家卓子鄉梅家河溝內，屬于北洛河一級支流。建于上世紀六七十年代，壩控制流域面積22.07 km2，該工程由壩體、溢洪道、臥管三部分組成，原壩高12.05 m，壩頂長92 m，壩頂寬5.34 m，上游壩坡1∶2.1，下游壩坡1∶1.5，淤泥面高程是1004.02 m，已淤積庫容5.72萬m3，溢洪道分引水渠、漸變段、寬頂堰、緩坡段、陡坡段、消力池、尾水渠七部分組成，寬頂堰底部高程1009.87 m，溢洪道總長度221.28 m，斷面尺寸寬×高為4.0×2.5 m。溢洪道整體采用M7.5漿砌石襯砌。現狀臥管位于大壩左岸，梯級布置，臥管沒有蓋子，現狀臥管基本完好。淤地壩加固運行后，2015年下游壩坡滑坡，為了防止壩坡再次滑坡，在下游新建漿砌石擋墻，下游壩坡滲水排水不暢，嚴重影響壩坡穩定，壩腳有積水等不穩定現象，壩地經多年運行及水毀，已不能滿足該工程的正常運行，為了保證該壩的后續利用，對梅家河淤地壩進行除險加固是非常必要的。

2 工程存在的問題

梅家河淤地壩存在的主要問題：

①大壩滲漏，下游左側壩有滲水，出水點高出反濾體；

②左右壩肩均為黃土臺塬地貌，黃土垂直節理、蟲孔、大孔發育，富含植物根系，據調查下游滑塌過一次，為了防止再次滑塌，在下游漿砌石擋墻擋在下游壩坡，導致壩體內滲水不暢，壩腳有積水，壩體下游反濾體失效，岸坡排水溝不完整。

3 工程任務

針對淤地壩目前存在的影響淤地壩安全運行的隱患與缺陷進行加固處理，使其達到國家現行標準的相關規定，保證淤地壩按功能要求安全正常運行，發揮應有效益。

針對大壩滲漏、大壩下游滑坡、反濾體失效情況，本次實施方案的主要任務有：

①對大壩進行壩體防滲處理。

②拆除并新建反濾體，治理大壩下游滑坡，新增岸坡排水溝與原岸坡排水溝銜接。

4 淤地壩加固方案

4.1 大壩防滲處理方案

針對左側大壩滲漏問題，設計對左側大壩進行防滲處理。設計擬定如下三種方案：

方案一：大壩下游有滲水，設計對上游護坡采用M7.5漿砌石護坡，下部至現狀淤積面，上部至壩頂，護坡結構自上而下為30 cm厚漿砌石、15 cm砂礫石墊層，砌護坡比為1∶2.1，漿砌石護坡縱橫向每15 m設置一道沉降縫，縫寬2 cm，縫內采用聚氯乙烯泡沫板填充，表面采用聚氨酯砂漿勾縫處理；護坡基礎為M7.5漿砌石基礎，斷面為矩形，尺寸1.0 m×0.8 m(高×寬)，基礎底坐落在壩體上，漿砌石基礎每15 m設置一道沉降縫，對庫區進行黏土鋪蓋，鋪蓋厚度是1 m，鋪蓋長度從壩腳往上游5 m，壓實度不小于0.97。

方案二：壩腳有滲水，對左壩肩壩基進行單排帷幕灌漿，灌漿深度深入弱風化層5 m范圍，帷幕灌漿沿壩軸線布孔，孔距3 m；對左壩體進行單排灌漿劈裂灌漿，壩體劈裂式灌漿孔沿壩軸線布置，灌漿孔的孔距采用3 m，灌漿孔應為鉛直孔。上至現狀壩頂，下至帷幕灌漿上邊界；設計劈裂灌漿材料為粘土，泥墻設計厚度10 cm。

方案三：大壩下游有滲水，設計對上游護坡采用鋪設復合土工膜護坡，下部至現狀淤積面，上部至壩頂，護坡結構自上而下為30 cm覆淤積土、復合土工膜、20 cm淤積土墊層，護坡比為1∶2.1，應將土工膜埋入漿砌石中，做好防滲處理。護坡基礎為M7.5漿砌石基礎，斷面為矩形，尺寸1.0 m×0.8 m(高×寬)，基礎底坐落在壩體上，漿砌石基礎每15 m設置一道沉降縫，對庫區進行黏土鋪蓋，鋪蓋厚度是1 m，鋪蓋長度從壩腳往上游5 m，壓實度不小于0.97。

三種方案對比見表1。

表1 防滲方案對比表

針對以上三種防滲方案，從適用范圍、防滲效果及投資三方面綜合分析，鋪設復合土工膜雖然投資低，并能達到一定防滲效果，但是容易破壞，防滲效果差。灌漿提高壩體的密實性、整體性、穩定性，還能加固地基的作用，但投資高。M7.5漿砌石護坡防滲效果好，投資適中，經過上述分析、比較，漿砌石施工技術成熟，防滲效果好。經過和業主單位和專家交流，最終選用漿砌石護坡進行左側大壩防滲處理方案。

4.2 下游滑坡及反濾體處理

針對下游滑坡問題，設計擬定如下兩種方案：

方案一：下游壩坡滲水被漿砌石擋墻堵住，嚴重影響壩坡穩定，為了防止壩坡再次滑坡，本次設計拆除漿砌石擋墻，在淤地壩壩腳處增設貼坡式漿砌石反濾體，反濾體頂部高程1003.00 m，底高程1000.00 m，由壩坡到漿砌石護坡依次為30 cm厚的粗砂，30 cm厚的砂礫石，50 cm厚M7.5漿砌石護坡，護坡基礎為M7.5漿砌石基礎，斷面為矩形，尺寸1.0 m×0.8 m(高×寬)；中部設置一道沉陷縫，縫內采用M10砂漿填充；漿砌石護坡距底部50 cm處設置5個40 cm×40 cm矩形斷面排水孔，孔內用碎石填充，反濾體中部設置一個，兩側距中孔每5 m各設置一個，并在壩體下部設置排水溝，將壩體邊溝及反濾體排水導入下游溝道，排水溝長10 m，梯形斷面底寬0.5 m，高0.5 m，邊坡1∶1。

方案二：針對滑坡體問題，本次對滑坡體進行回填壓實，回填至原壩坡坡比。回填前對現狀壩坡清基，清基厚度不小于30 cm。壩體土壓實密度不小于0.96，干密度不小于1.63 g/cm3。回填壓實整修后，在淤地壩壩腳處增設貼坡式干砌石反濾體，反濾體頂部高程1003.00 m，底高程1000.00 m，由壩坡到漿砌石護坡依次為30 cm厚的粗砂，30 cm厚的砂礫石，50 cm 厚干砌石護坡。

方案對比見表2。

表2 滑坡及反濾體方案對比表

針對以上兩種防滲方案，從適用范圍、穩定性及投資三方面綜合分析，回填土壓實雖然施工工藝簡單，投資低，但是容易破壞。M7.5漿砌石擋墻壩腳穩定，后期壩坡不易破壞，但是投資高，經過上述分析、比較，漿砌石施工技術成熟且穩定效果好，最終選用漿砌石擋墻進行下游壩坡滑坡處理方案。

4.3 新建岸坡排水溝

原大壩背水坡有橫向排水，排水溝采用漿砌石結構，矩形斷面，尺寸為30 cm×40 cm(寬×高)，本次結合大壩實際情況增設坡面排水，新建兩側岸坡排水溝，長100 m，岸坡排水溝為梯形，斷面尺寸60 cm×30 cm×40 cm(上寬×下寬×深)，壁厚均為30 cm，結構為M7.5漿砌石。

4.4 溢洪道加固設計

梅家河淤地壩在2014年1月由陜西藍海生態設計有限公司編制完成了《梅家河中型淤地壩舊壩加固工程初步設計》的編制，并于2014年10月完成除險加固的施工。溢洪道的過流能力參照《梅家河中型淤地壩舊壩加固工程初步設計》(2014年)，且本次對溢洪道下泄和過流能力進行了復核，滿足設計規定要求，對溢洪道邊墻進行了穩定復核，也滿足現行規范要求，現場勘察，現狀情況梅家河淤地壩溢洪道完好且運行正常，固本次加固不對溢洪道做改造，維持原狀。

4.5 放水臥管加固

經現場勘查，梅家河淤地壩放水臥管現狀沒有活塞，本次增加活塞16個。

5 主體工程施工要求

(1)漿砌石施工要求

本次設計有漿砌石擋墻，漿砌石排水溝，漿砌石護坡，漿砌石施工采用座漿砌筑的方法。對于土質基礎，砌石前應先在基礎面上鋪一層3 cm～5 cm厚的稠砂漿，然后安放石塊；對于巖石基礎，鋪漿前還應事先灑水濕潤。砌筑時，石塊寬面向下，小面朝上，以便讓砂漿擠滿石塊底部及四周的全部縫隙。根據空隙的大小，應選用合適的整塊小石擠入石縫里的砂漿中，應防止產生干縫或空隙。擠入石縫中的石塊不應高出整石面，以免妨礙上層的接砌。最后，將凹陷不平的地方用少量砂漿填補搗實，再開始砌筑第二層。在砌筑中要求做到“平、穩、緊、滿”四個字。砌筑用的塊石應大致方正，尺寸約為0.25 m～0.30 m，單塊重量以不少于30kg為宜，并有兩個大致平行的面。砂漿標號不得小于設計標號。

(2)土方壓實施工要求

本次設計土方壓實是庫區內黏土鋪蓋，土石方壓實采用后退法平行軸線方向卸料，推土機平料，均勻鋪攤，每層鋪土厚度控制為20 cm左右。碾壓機械沿壩軸線方向進退錯矩法碾壓，局部死角采用2.8 kW電動打夯機夯實。每層壓實后應取樣檢驗土的干密度和含水量，合格后才能進行下一層的碾壓。壓實度不得小于0.96。

6 結語

梅家河淤地壩加固后對壩控面積內的洪水泥沙有效攔蓄和調節，使水土流失得到了有效控制。并且提高當地村民的壩地種植效益，增加農民的收益，提高當地居民的幸福感。