□ 朱慧芳

砌石塘壩在山丘區(qū)的推廣應(yīng)用

□ 朱慧芳

砌石塘壩利用山丘區(qū)良好的地質(zhì)地形條件，集蓄雨洪資源，緩解山區(qū)用水困難，在改善當(dāng)?shù)厣钌a(chǎn)條件同時(shí)改善生態(tài)環(huán)境。

砌石塘壩；工程建設(shè)；推廣應(yīng)用

臨城縣位于河北省西南部，地處太行山東麓、京廣鐵路西側(cè)，縣域面積797km2，人口21萬(wàn)，轄8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)220個(gè)行政村，是國(guó)家扶貧開(kāi)發(fā)工作重點(diǎn)縣?？h內(nèi)地形西高東低，自西向東依次為：山區(qū)、丘陵區(qū)和平原區(qū)，素有“七山一水二分田”之稱(chēng)。由于特殊的水文氣象條件，臨城縣山丘區(qū)地下水匱乏，而全年70%以上的降雨集中在汛期3個(gè)月，“下雨看水流晴天為水愁”，干旱缺水成為群眾脫貧致富的阻礙。

實(shí)踐證明，利用山丘區(qū)良好的地形地質(zhì)條件，建設(shè)漿砌石小型塘壩工程攔蓄雨洪資源，緩解山區(qū)用水困難，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安全可靠、就地取材施工便捷、投資小效益大的特點(diǎn)?！笆濉币詠?lái)，臨城縣共建塘壩96座，總蓄水量650多萬(wàn)m3，為4萬(wàn)多畝耕地及林果地提供了灌溉水源，在生態(tài)環(huán)境改善的同時(shí)，為山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有力保障。

1.壩址的確定

塘壩壩址選擇在塘壩建設(shè)中至關(guān)重要，應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)條件及效益目標(biāo)要求，科學(xué)選定合適的壩址，需綜合考慮以下問(wèn)題。

1.1可靠的匯水流域

塘壩工程修建的目的是攔蓄降雨徑流，流域徑流量的多少是確定塘壩工程規(guī)模和效益的基礎(chǔ)。集水面積較小，水源不足，不能滿足蓄水要求；集水面積過(guò)大，徑流量大，但相應(yīng)洪峰流量大，需要解決的泄洪安全難度大。擬選壩址以上的年徑流量可采用公式：wp=0.1FYp計(jì)算。

其中：wp——年徑流量（萬(wàn)m3）

F——流域面積（km2）

Yp——流域年徑流深（mm）

山區(qū)有些流域有山泉出露，常年有基礎(chǔ)徑流，往往是修建塘壩工程的良好流域，此時(shí)塘壩的調(diào)蓄水量要考慮基礎(chǔ)徑流量。

1.2良好的地形條件

壩址處的地形條件決定著塘壩的庫(kù)容和壩體工程量?！翱谛《谴?、庫(kù)區(qū)平緩”是最理想的選擇。口小則壩短，工程經(jīng)濟(jì)，肚大且平緩，能夠?qū)崿F(xiàn)多蓄水，但一定要權(quán)衡建壩興利與蓄水淹沒(méi)之間的得失，不能一味追求大庫(kù)容。同時(shí)，在村莊、重要道路、高壓線路附近建設(shè)塘壩工程時(shí)，一定要慎重考慮淹沒(méi)、沖刷等可能出現(xiàn)的后續(xù)問(wèn)題。

1.3適宜的工程地質(zhì)

塘壩的工程地質(zhì)問(wèn)題包括壩址處和庫(kù)區(qū)內(nèi)。漿砌石重力壩對(duì)地質(zhì)條件要求相對(duì)于土壩較高，需要建設(shè)在巖石地基上。壩址處理想的地質(zhì)條件是：覆蓋層淺薄，基巖完整不透水，兩岸壩肩為基巖或不透水覆蓋層。庫(kù)區(qū)要求：沒(méi)有溶洞、斷層裂隙、砂層等滲漏通道。壩址或庫(kù)區(qū)出現(xiàn)石灰?guī)r、礫巖，發(fā)現(xiàn)斷層、強(qiáng)發(fā)育地質(zhì)裂隙，或巖石裂隙發(fā)育走向穿越壩軸線方向或傾向于下游時(shí)，往往存在滲漏風(fēng)險(xiǎn)，需要慎重建設(shè)塘壩工程。

2.壩體工程布置

2.1壩體結(jié)構(gòu)

為方便群眾性施工需求，漿砌石塘壩一般采用常規(guī)重力壩斷面結(jié)構(gòu)，地形適宜時(shí)也可以采用重力式拱壩，以適當(dāng)減小壩體工程量。但不宜采用其他復(fù)雜壩型。漿砌石重力壩的經(jīng)驗(yàn)壩體斷面是：壩頂寬3～5m，上游迎水面采用直立式，壩背坡采用1∶0.7～1∶0.8放坡，即可滿足穩(wěn)定要求。但壩高10m以上或庫(kù)容1萬(wàn)m3以上，位置重要下游有重點(diǎn)防護(hù)對(duì)象的塘壩，必須嚴(yán)格進(jìn)行不同工況下的抗傾和抗滑穩(wěn)定計(jì)算，如果采用拱壩壩型，必須驗(yàn)算壩體應(yīng)力。

2.2壩體防滲

漿砌石塘壩的防滲體形式有2種：一種是防滲心墻，布設(shè)在壩體中心或略偏于上游位置，墻體厚度0.3～0.6m，一般采用強(qiáng)度不低于C20混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆注，防滲心墻中布設(shè)抗裂鋼筋。另一種采用鋼筋混凝土防滲面板，布設(shè)在壩體上游，厚度0.2～0.5m。一般多采用第一種防滲方式，優(yōu)點(diǎn)是：心墻澆筑不用腳手架和模板，方便施工，心墻混凝土不用考慮抗凍要求。缺點(diǎn)是：心墻施工一旦出現(xiàn)缺陷難以發(fā)現(xiàn)，并且處理難度較大。

2.3泄洪與抗沖

漿砌石塘壩的泄洪多采用壩頂溢流，溢流壩段根據(jù)溝道兩岸的地質(zhì)條件，布設(shè)在壩頂適宜位置。防洪標(biāo)準(zhǔn)一般采用10年一遇設(shè)計(jì)、50年一遇校核；重要塘壩按照20年一遇設(shè)計(jì)，100年一遇校核。由于塘壩庫(kù)容小，在洪水驗(yàn)算時(shí)，一般不考慮調(diào)蓄作用，直接將洪峰流量作為過(guò)壩設(shè)計(jì)洪水。對(duì)于建設(shè)在基巖上的漿砌石壩，壩后消能防沖刷問(wèn)題，一般較容易解決，必要時(shí)采用混凝土或漿砌石抗沖護(hù)坦解決。

2.4排沙防淤積

山丘區(qū)部分溝道汛期來(lái)沙很大，來(lái)沙多沉積庫(kù)區(qū)，迅速減少有效壩容積，嚴(yán)重影響塘壩效益發(fā)揮。為防止壩區(qū)泥沙淤積，在壩應(yīng)設(shè)置排沙洞，排沙洞設(shè)置在溝道最低處或水流主流位置，一般采用矩形斷面或城門(mén)洞型。蓄水時(shí)上游采用疊梁閘或漿砌石封堵，汛期拆開(kāi)過(guò)流沖沙。

3.施工要點(diǎn)

工程質(zhì)量目標(biāo)實(shí)現(xiàn)最重要和最關(guān)鍵的過(guò)程在施工階段。施工質(zhì)量是工程的根本，塘壩工程的質(zhì)量容易受諸多因素影響，造成工程施工有質(zhì)量隱患和安全隱患，因此需采取有效措施來(lái)提高工程施工質(zhì)量，確保工程保質(zhì)保量完成。

3.1壩基處理

壩基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)，要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖深度至新鮮巖石下約0.5m處。在壩基清理前應(yīng)首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定壩體中軸線，釘中心樁，確定開(kāi)挖范圍。壩基范圍內(nèi)必須清除基巖以上的覆蓋層，對(duì)風(fēng)化透水巖層一并清除。開(kāi)挖基槽，遇有斷裂、泉眼、破碎帶等需徹底清除，清除后做防滲處理。當(dāng)岸坡巖石較為破碎時(shí)，須將破碎層清理干凈，砌壩時(shí)視地質(zhì)情況而定，將砌體伸入岸坡一定深度，一般伸入0.5～0.8m，壩基面不得向上下游傾斜。

3.2壩體砌筑

石料要挑選石質(zhì)均勻、清潔，質(zhì)地堅(jiān)硬無(wú)風(fēng)化剝落、山皮裂痕的塊石。砌筑前，塊石要按設(shè)計(jì)要求加以修整、洗刷，護(hù)坡用石塊重量不小于30kg，厚度不小于0.25m，寬大于0.2m、長(zhǎng)大于0.3m。

漿砌石重力壩采用分層砌筑法，每層厚約0.3～0.5m，錯(cuò)縫砌筑，縫的寬度控制在1.5～2.0mm，石料間的縱縫應(yīng)灌滿砂漿。每層砌筑時(shí)先將上游壩體一側(cè)按放線定位砌筑好，然后再砌筑壩體內(nèi)石塊。砌筑時(shí)先坐漿，然后將石料放置好，用插釬將縫漿搗實(shí)，注意塊石砌穩(wěn)后，不得再?gòu)牡撞壳藙?dòng)，以保證石料底部砂漿飽滿。砂漿初凝后，禁止用重錘敲擊，以免松動(dòng)。為保持漿砌石外表整齊、美觀、堅(jiān)固，漿砌石表面的全部水平或垂直縫都要采取M10號(hào)水泥砂漿勾縫處理

3.3防滲墻施工

為防止壩體滲漏，一般在壩體內(nèi)布置混凝土防滲心墻，為保證防滲心墻底部與不透水基巖良好結(jié)合，沿心墻基礎(chǔ)位置要采用風(fēng)鎬人工開(kāi)挖處心墻基槽，寬度不小于心墻寬度，深度在壩體基礎(chǔ)以下0.5m左右。當(dāng)壩體較長(zhǎng)時(shí)，壩體和防滲心墻會(huì)同步設(shè)置伸縮縫，多采用橡膠止水帶止水，縫間填充高壓聚乙烯閉孔泡沫塑料板。防滲心墻要求連續(xù)施工，當(dāng)施工間歇出現(xiàn)冷縫時(shí)，嚴(yán)格按照二期混凝土接縫要求處理。

4.塘壩管理

4.1防洪管理

塘壩工程竣工驗(yàn)收后，要按照工程產(chǎn)權(quán)主體，及時(shí)發(fā)放產(chǎn)權(quán)證，交由所屬村委會(huì)或合作社對(duì)塘壩進(jìn)行管理。運(yùn)行管理單位要明確專(zhuān)人負(fù)責(zé)，做好防洪管理。要清楚工程結(jié)構(gòu)和下游防護(hù)對(duì)象范圍，制定塘壩防洪預(yù)案，落實(shí)防汛物資，準(zhǔn)備搶險(xiǎn)人員。加強(qiáng)巡查值守，時(shí)刻掌握工程情況，發(fā)現(xiàn)病害險(xiǎn)情及時(shí)處理。

4.2日常管護(hù)與興利運(yùn)行

塘壩工程的日常管護(hù)包括：日常巡查和安全管護(hù)工作，杜絕工程人為損壞和安全事故發(fā)生。對(duì)危險(xiǎn)位置設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施，樹(shù)立醒目的警示標(biāo)語(yǔ)，做好危險(xiǎn)源的管控，杜絕安全事故。興利運(yùn)行管理的工作內(nèi)容包括：蓄水計(jì)劃、用水方案、水費(fèi)收繳管理、沖沙清淤、工程歲修維護(hù)等工作。塘壩工程要想長(zhǎng)期發(fā)揮效益，就必須建管并重，落實(shí)管理主體責(zé)任和各項(xiàng)管理制度、措施。

塘壩工程屬“五小工程”之列，其功能與效益得到了臨城縣山丘區(qū)群眾的認(rèn)可，在群眾脫貧致富路上發(fā)揮著重要作用，具有非常高的推廣與應(yīng)用價(jià)值。

2016-12-07

朱慧芳，女，漢族，臨城縣水務(wù)局，工程師。