薛淑娟

(甘肅省水土保持局，甘肅 蘭州730000)

甘肅深居內(nèi)陸，境內(nèi)分屬黃河、長江和內(nèi)陸河三大流域，屬于青藏高原向黃土高原過渡地帶，水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境脆弱。全省有土壤侵蝕面積20.12萬km2，占土地總面積的44.35%。其中的黃河流域總面積約14.8萬km2，每年輸入黃河的泥沙約為5億t，占全省土壤侵蝕總量的 32.62%，危害尤為嚴(yán)重。為了有效治理黃土高原地區(qū)水土流失，在水利部等國家部委的重視和支持下，甘肅省于1986年開始實施水土保持治溝骨干工程試點，2003年又開始實施小流域壩系工程建設(shè)。截至2013年底，全省黃土高原地區(qū)已建成各類淤地壩1 573座，其中骨干壩552座、中型壩435座、小型壩586座， 共計控制水土流失面積4 038 km2；設(shè)計總庫容6.02 億m3，其中攔泥庫容1.51億m3，設(shè)計淤地面積11 507 hm2，已淤庫容0.71億m3，淤成壩地約2 300 hm2。淤地壩的建成，形成了梁峁林草、山坡梯田、溝道庫壩的三道防線，構(gòu)建了小流域水土流失防御體系，取得了顯著的成效。但是隨著淤地壩工程建設(shè)的大規(guī)模開展，淤地壩的建設(shè)管理和安全運行也出現(xiàn)了一些問題，部分淤地壩存在安全隱患并帶病運行，加大除險加固力度，確保工程安全，成為近年來淤地壩管理工作的重中之重。

1 淤地壩除險加固總體情況

在全面排查摸底的基礎(chǔ)上,2011—2013年甘肅省財政廳安排專項資金4 500萬元，與省水利廳聯(lián)合開展了一期(3年)淤地壩除險加固工作。共除險加固病險淤地壩169座，其中骨干壩125座、中型壩44座，涉及慶陽、平?jīng)?、定西、天水、蘭州、臨夏、白銀等7個市(州)的32個縣(區(qū))，占全省淤地壩建設(shè)縣區(qū)的91.4%。在除險加固方案制定上,根據(jù)各病險壩具體病險情況，按照分類指導(dǎo)、分別對待的原則，采取了相應(yīng)的除險加固措施，取得了良好效果，目前經(jīng)除險加固的病險淤地壩已正常運行。

通過一期除險加固，不僅使169座病險淤地壩的險情得到徹底排除，安全隱患得到徹底整治，而且也積累了大量淤地壩除險加固經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)了淤地壩建設(shè)管理中存在的一些薄弱環(huán)節(jié)和問題，為今后如何進一步加強淤地壩建設(shè)管理找到了方向和切入點。

2 淤地壩病險特征及原因分析

2.1 病險特征

淤地壩存在的險情可歸納為兩大類：一類是淤地壩自身存在的病險，如壩體裂縫、沖溝、陷穴、豁口、坡腳滲水、滑坡、滯洪庫容不足、臥管局部受損和大部分毀壞、涵管尾水部位毀壞、出口陡坡明渠毀壞、涵管斷裂、溢洪道局部和大部分毀壞、放水建筑物頂部岸坡或山體坍塌等。另一類是外在險情，主要發(fā)生在連環(huán)壩和三類病險壩上。在小流域壩系工程建設(shè)中，連環(huán)壩中下游壩的滯洪設(shè)計只考慮其控制流域區(qū)間的洪水流量，而當(dāng)上游壩淤積庫容超過設(shè)計值時，上下游壩安全風(fēng)險會同步增大。三類病險壩就是下游有居民點、學(xué)校、工礦、道路等基礎(chǔ)設(shè)施，潰壩后可能影響人民群眾生命安全的病險壩。

2.2 原因分析

(1)前期篩選壩址不當(dāng)。因立項時對壩址篩選不深不細(xì)，導(dǎo)致部分壩在建設(shè)前壩址下游就有村莊等，由此形成的三類病險壩要占到一期維修三類病險壩總數(shù)的50%。另外，在一期除險加固中，有13座淤地壩背水坡腳存在滲水或滑坡現(xiàn)象，主要是由于壩基存在季節(jié)性泉眼或壩體范圍內(nèi)岸坡存在砂礫夾層等滲水地質(zhì)構(gòu)造，隨著豐水季節(jié)到來或庫內(nèi)水位升高，壩體背水坡開始滲水，引起背水坡腳沉陷或滑塌，形成病險壩。

(2)施工設(shè)計存在缺陷。一是由于壩肩及馬道沒有布設(shè)排水溝，造成55座淤地壩壩肩及壩體存在較大的沖溝，且多數(shù)是因岸坡徑流長期沖刷壩體而造成的。二是有48座淤地壩因涵管出口位置過高，加上混凝土熱脹冷縮、凍融、兩側(cè)土體的凍脹、岸坡土壓力、地基沉陷等外因作用，使涵管出口陡坡明渠遭到毀壞。此類病險數(shù)量僅次于壩體沖溝，但其安全威脅要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于壩體沖溝。三是因未把影響建筑物安全的岸坡或山體的削坡納入質(zhì)量控制體系，致使13座淤地壩存在臥管、涵管或溢洪道頂部岸坡或山體滑塌造成放水建筑物毀壞的情形。

(3)施工質(zhì)量不達標(biāo)。工程質(zhì)量是淤地壩安全運行的根本保證，一期除險加固中，我們發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題主要集中在以下3個方面：①涵管質(zhì)量問題。有23座淤地壩存在涵管裂縫或斷裂、嚴(yán)重毀壞等情形，大部分是由于原黃河上中游試點單壩工程未設(shè)計涵管管床，當(dāng)水位上升到一定程度后，引起涵管地基發(fā)生不均勻沉陷，導(dǎo)致涵管出現(xiàn)裂縫或斷裂，進而完全喪失排水功能。還有一部分是基礎(chǔ)處理不當(dāng)、管材質(zhì)量差、安裝不符合規(guī)范等造成的。②臥管質(zhì)量問題。有21座淤地壩存在臥管及消力池局部或全部毀壞等情形，大部分是由于施工質(zhì)量太差所致，也有一小部分是由于臥管基礎(chǔ)處理不到位、水流沖刷等原因所致。③土壩碾壓質(zhì)量問題。有35座淤地壩存在一定數(shù)量、大小和深度不一的壩體裂縫，其主要是由黃土的濕陷性而造成的，也有部分是由于壩體填筑時鋪土過厚或壓實度達不到規(guī)范要求(不小于1.55 t/m3)所致。

(4)運行管護不到位。三類病險壩中，其中一部分屬于淤地壩修建在先，但由于對下游溝道的巡查、干預(yù)不及時，導(dǎo)致在洪水線范圍內(nèi)建村莊、建廠房、建交通設(shè)施，形成了三類病險壩。如經(jīng)過定西市安定區(qū)響河溝流域出口的312國道，最低處與溝道高差不足1.5 m，致使流域內(nèi)的郭川、牟家川、曹家灣、田家河等多座骨干壩變成了三類病險壩；慶城縣蓮池開發(fā)區(qū)的興建，使上游的前山溝、寧洼溝、紅土溝2#等多座骨干壩也變成了三類病險壩，對下游形成潛在威脅。另外，由于骨干壩壩體相對高大，壩面及兩岸岸坡集流面大，每次降雨之后，細(xì)小的沖溝得不到及時夯填，時間一長，就會形成大沖溝，影響壩體安全。

3 淤地壩建設(shè)管理節(jié)點控制

(1)完善淤地壩的設(shè)計施工。一是在前期壩址勘查、篩選時，應(yīng)注意加強對下游村莊等設(shè)施的勘查，防止淤地壩一立項就是三類病險壩的情況，同時探明壩址處的地質(zhì)狀況，避開存在滲水等不良地質(zhì)狀況的壩址。二是要在壩肩及馬道上布設(shè)排水溝，沒有布設(shè)的可通過適度開挖，再夯填，最后在壩肩及馬道內(nèi)側(cè)配套排水溝等措施進行除險加固。有條件的地方主張采用預(yù)制U形槽，預(yù)制U形槽不僅安裝方便，而且質(zhì)量有保證，便于維護。對于個別岸坡或壩頂?shù)缆穪硭^多，對壩體或放水建筑物沖刷或毀壞嚴(yán)重，需要采取截流措施的病險壩，須修筑大尺寸的混凝土或漿砌石截水溝。三是在涵管設(shè)計時，只要地質(zhì)條件允許，就將其放到溝道底部，盡可能避免設(shè)置陡坡明渠。另外，涵管位置越低死庫容就越小，能夠?qū)崿F(xiàn)對庫內(nèi)滯洪水位的有效控制，可最大限度地減小防汛壓力。

(2)嚴(yán)把工程質(zhì)量關(guān)。一要嚴(yán)格控制土壩碾壓質(zhì)量。在碾壓土壩壩體施工時，必須嚴(yán)格控制鋪土厚度(機械碾壓每層厚度不得超過25 cm，人工夯填每層厚度不得超過10 cm)、土壤最優(yōu)含水量(不同土類最優(yōu)含水量不同，應(yīng)通過試驗確定)、壓實干容重等各項指標(biāo)，確保壩體碾壓質(zhì)量達到設(shè)計要求。二要嚴(yán)格控制涵管施工質(zhì)量。在涵管安裝時，必須從地基選擇、基礎(chǔ)處理、管床鋼筋砼澆筑、涵管接頭處理及安裝、涵管外部兩側(cè)三角支墩和截水環(huán)砼澆筑等各個環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制質(zhì)量，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題就可能給工程埋下安全隱患，導(dǎo)致涵管失去排水功能，甚至威脅到壩體的整體安全。三要嚴(yán)格控制臥管施工質(zhì)量。在臥管施工時，也應(yīng)從地基選擇、基礎(chǔ)處理、臥管鋼筋砼澆筑、臥管節(jié)頭承插縫處理、節(jié)頭橡膠帶止水等各個環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制質(zhì)量，防止臥管在日后的運行中遭到損壞。另外，我們在對壩體和放水建筑物進行質(zhì)量控制的同時，必須把影響建筑物安全的岸坡或山體的削坡納入質(zhì)量控制體系，進行質(zhì)量控制。不同土質(zhì)的岸坡穩(wěn)定性不同，一般黃土要求削坡比為1 ∶1，有條件的要削至1 ∶1.5以下，必要時還要進行開級，一般兩臺高差6～12 m，平臺寬1.5～2.0 m。削坡開級后的坡面，必要時還要采取植物措施進行護坡。

(3)加強淤地壩運行管護。管護不到位是造成部分淤地壩壩體沖溝嚴(yán)重的主要原因。必須按照行政首長負(fù)責(zé)制和崗位責(zé)任制的要求，逐級落實行政責(zé)任人、部門責(zé)任人，逐壩落實管護人，將淤地壩的防汛責(zé)任和管護責(zé)任落到實處。同時，應(yīng)加強管護巡查，防止后期形成三類病險壩。

4 建 議

(1)完善淤地壩相關(guān)規(guī)范。一是由于《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范 溝壑治理技術(shù)》(GB/T 16453.3—2008)、《水土保持治溝骨干工程技術(shù)規(guī)范》(SL 289—2003)等技術(shù)規(guī)范中沒有排水溝設(shè)計內(nèi)容，因此在技術(shù)規(guī)范中應(yīng)補充完善排水溝設(shè)計章節(jié)，明確壩肩及馬道排水溝結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計依據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)等。二是技術(shù)規(guī)范對干容重的規(guī)定過于籠統(tǒng)(壓實后不小于1.55 t/m3)，比較適合于黃壤土、黃黏土，而對沙壤土、沙土等自然干容重比較大的土類來說，壓實度要求偏小，因此還應(yīng)對不同土類的壓實干容重做出不同規(guī)定。

(2)增加溢洪道設(shè)計及投資概算。此期除險加固中，對29座滯洪庫容嚴(yán)重不足的病險壩和12個壩系的連環(huán)壩，采取了增設(shè)溢洪洞的除險措施。由于我省已建淤地壩中只有30座骨干壩(按照壩體、涵臥管、溢洪道三大件設(shè)計)和121座中型淤地壩(按照壩體、溢洪道兩大件設(shè)計)設(shè)計有溢洪道，其余骨干壩和中型壩均采用壩體、涵臥管兩大件設(shè)計，沒有溢洪道，而在后期運行中實際淤積庫容會超過設(shè)計淤積庫容，致使滯洪庫容越來越小，工程安全性能逐漸降低，特別是對于涵臥管喪失放水功能的壩及連環(huán)壩來說，安全隱患尤為嚴(yán)重。根據(jù)2013年調(diào)查結(jié)果，全省已經(jīng)達到或超過淤積庫容的骨干壩和中型壩已經(jīng)達到227座，為總數(shù)的23%，且呈逐年增加趨勢。因此，建議國家有關(guān)部門增加對未布設(shè)溢洪道淤地壩的投資概算，進行改造維修，增設(shè)溢洪道(洞)，確保工程安全、長效運行。

(3)加大新技術(shù)、新材料的推廣應(yīng)用。定西市安定區(qū)堡子川骨干壩建于1987年，運行已超過設(shè)計淤積年限，滯洪庫容嚴(yán)重不足，浸潤線過高，岸坡軟弱，加之右岸坡來水沖刷，原布設(shè)的排水涵管多次斷裂、多次維修，找不到有效整治辦法。2011年采取了幾項除險加固措施，終使險情得到了有效排除，具體為：①采用漿砌石泄洪渠攔截右岸山坡來水和道路來水；②修筑背水坡排水渠；③用φ800 HDPE塑鋼纏繞管替代原預(yù)制砼涵管進行排水；④夯實回填壩體水毀區(qū)。借鑒此壩除險的成功經(jīng)驗，2012—2013年，在處理陡坡明渠毀壞、涵管斷裂等險情時，特別是當(dāng)其原狀地基軟弱或遭到破壞時，我們采用φ600～800 HDPE塑鋼纏繞管替代原現(xiàn)澆砼明渠、預(yù)制砼涵管，包括在一些庫容不足，需增設(shè)小斷面溢洪道時，我們也嘗試采用HDPE塑鋼纏繞管泄洪，實施和運行效果都非常好。另外，在處理背水坡滲水或滲水造成滑坡時，我們借鑒水墜壩微孔波紋管排水的經(jīng)驗，采取開挖或清理軟弱地基、鋪設(shè)網(wǎng)狀φ60 PE微孔波紋管排水，再覆土夯實的方法，同樣取得了成功，這些技術(shù)和方法都值得大力推廣。

(4)落實運行管護經(jīng)費。多年來,淤地壩建成后管護經(jīng)費的落實一直是困擾淤地壩管理的一大難題。截至目前，全省只有12個縣落實了淤地壩歲修經(jīng)費，18個縣落實了淤地壩管護經(jīng)費，其中有15個縣將管護經(jīng)費納入縣財政預(yù)算，但即使落實了歲修經(jīng)費和管護經(jīng)費的，也存在經(jīng)費嚴(yán)重不足的情況。因此，建議淤地壩建設(shè)縣切實履行好地方管護職責(zé)，把淤地壩管護經(jīng)費納入地方財政預(yù)算，實行一人一壩管護制，逐壩落實維修經(jīng)費和管護人員報酬，這樣才能為安全隱患的排查和整治提供強有力的資金保障，實現(xiàn)淤地壩安全生產(chǎn)“零事故”的目標(biāo)。