陳會(huì)勝，趙玉承，莊新樂(lè)

（1.莒縣水利局，山東 莒縣 276500；2.山東濱海水利工程有限公司，山東 莒縣 276500；3.莒縣水利建筑安裝隊(duì)，山東 莒縣 276500）

莒縣現(xiàn)有小型水庫(kù)212座，其中小（1）型水庫(kù)21座，小（2）型水庫(kù) 191座，總庫(kù)容 8274 萬(wàn) m3，興利庫(kù)容4868萬(wàn)m3。2018年莒縣年降水量達(dá)1060mm，局地短時(shí)強(qiáng)降雨2.5h達(dá)到199mm，遭受了自1974年、1998年以來(lái)最強(qiáng)降雨襲擊，水庫(kù)安全運(yùn)行受到了極大的考驗(yàn)，部分自建庫(kù)以來(lái)從未溢洪的小型水庫(kù)出現(xiàn)溢洪現(xiàn)象，個(gè)別小型水庫(kù)出現(xiàn)背水坡水沖溝、局部滑坡等輕微險(xiǎn)情。針對(duì)這一情況，進(jìn)行了認(rèn)真的分析研究，及時(shí)制定維修養(yǎng)護(hù)方案，對(duì)水毀工程進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)，取得了較好的效果。

1 山坡洪水沖刷壩坡原因

1.1 山坡洪水匯集壩頂，造成背水坡滑坡

山丘區(qū)小型水庫(kù)兩側(cè)壩端多連接至兩岸山坡，兩岸山坡高程較高，部分壩段還作為交通道路連接兩岸山坡，路長(zhǎng)坡陡，遇到強(qiáng)降雨，兩岸山坡雨水通過(guò)兩岸道路短時(shí)間匯流到大壩壩頂上，沖刷壩坡；由于大壩壩頂路面平整，山坡洪水匯集到大壩壩頂后水流放緩，洪水中攜帶的泥沙沉積在大壩壩頂，致洪水水面抬升漫過(guò)壩頂路沿石，洪水散排（無(wú)組織排水）沖刷背水坡，造成背水坡坡面水沖溝，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生滑坡現(xiàn)象。

1.2 雨水入滲沖刷，造成土石壩滑坡

產(chǎn)生土石壩滑坡的基本因素，實(shí)質(zhì)上是滑動(dòng)力的增加與抗滑力的不足。汛期雨水長(zhǎng)期入滲，土壤含水量飽和，致使壩體或壩基內(nèi)孔隙水壓力改變，改變了壩體抗滑力與滑動(dòng)力的平衡，滑動(dòng)力增加，抗滑力下降；遭遇短時(shí)強(qiáng)降雨，壩頂水流漫過(guò)路沿石直接沖刷壩坡，形成水沖溝，嚴(yán)重地導(dǎo)致壩體失穩(wěn)滑坡。

1.3 水庫(kù)背水坡橫向排水溝設(shè)置不合理

水庫(kù)大壩壩頂排水口設(shè)計(jì)時(shí)，一般均未充分考慮壩端兩岸山坡匯水量，排水口對(duì)應(yīng)排水溝間隔50m設(shè)置一處，間隔較大，在瞬時(shí)大量山洪匯聚壩頂?shù)那闆r下，造成壩頂排水不暢，水面抬升漫過(guò)路沿石沖刷壩坡。

1.4 草皮護(hù)坡質(zhì)量較差，造成水沖溝

小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程實(shí)施時(shí)，背水坡一般采用當(dāng)?shù)氐[石、粗砂石、壤土等散狀材料壓實(shí)填筑，土質(zhì)情況差、土壤貧瘠，不利于草皮生長(zhǎng)。莒縣春旱、冬寒、土質(zhì)差等原因，導(dǎo)致小型水庫(kù)背水坡草皮生長(zhǎng)緩慢、質(zhì)量較差。背水坡草皮質(zhì)量差，不能有效地固土、防沖刷，遇到水流沖刷壩體時(shí)，極易形成水沖溝，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生壩體滑坡。

2 主要措施

2.1 采取工程措施，阻斷壩端山坡洪水

一是對(duì)左右兩側(cè)壩端防汛路整修硬化，采用C25混凝土路面，增加左右兩側(cè)壩端的抗沖刷能力，防止雨水對(duì)坡面沖刷，減少來(lái)水中泥沙含量。

二是在路兩側(cè)設(shè)置排水溝，將可能匯入大壩壩頂?shù)暮樗騼蓚?cè)排水溝分流，減少壩頂來(lái)水量。排水溝采用M10漿砌毛石砌筑，內(nèi)側(cè)采用粗料石鑲面，排水溝溝底、溝頂均采用M15水泥砂漿抹面，排水溝尺寸為0.6m×0.6m（寬×深）。

三是在防汛路路面選擇合適的位置設(shè)置截水溝，將兩側(cè)山體匯集的雨水通過(guò)截水溝向兩側(cè)排水溝內(nèi)分流，盡可能地減少壩頂來(lái)水量。截水溝頂部設(shè)雨水篦子，下部采用M10漿砌毛石砌筑。這樣通過(guò)防汛路硬化、路兩側(cè)設(shè)置排水溝、路面設(shè)置截水溝擋水坎等工程措施，實(shí)現(xiàn)了對(duì)山洪的有效攔截、層層分流，有效地減小了大壩壩頂?shù)膩?lái)水量，防止泥沙沉積壩頂，降低了背水坡出現(xiàn)沖溝、滑坡的可能性。

2.2 增加背水坡橫向排水溝數(shù)量，加大排水能力

《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL189-2013）中規(guī)定橫向排水溝可50～100m設(shè)置一條；根據(jù)莒縣山丘區(qū)小型水庫(kù)實(shí)際情況，充分考慮山坡洪水來(lái)水量，應(yīng)加大背水坡橫向排水溝密度，將橫向排水溝間距可調(diào)整為20～30m，同時(shí)增加排水溝寬度，增大排水溝排水能力，確保山洪能夠及時(shí)下泄，保證壩體安全。

2.3 抬高壩頂路沿石高度，加大擋水能力

壩頂路沿石主要作用是將壩頂洪水流約束導(dǎo)入排水溝內(nèi)，使壩頂排水由散排（無(wú)組織排水）變?yōu)榧信潘ㄓ薪M織排水），防止水流沖刷壩坡。在項(xiàng)目實(shí)施中，將水庫(kù)壩頂路沿石外露面高度由5cm加大到8cm，同時(shí)對(duì)壩肩培土加固，增加路沿石的穩(wěn)定性，增大路沿石攔截洪水能力。

3 結(jié)語(yǔ)

山丘區(qū)小型水庫(kù)大壩壩頂多連接兩岸山坡，遭遇短時(shí)強(qiáng)降雨山坡易形成較大水流直接匯流至大壩壩頂，易造成泥沙淤積、水面抬升漫過(guò)壩頂路沿石，導(dǎo)致雨水散排（無(wú)組織排水）沖刷背水坡，對(duì)水庫(kù)背坡壩體造成沖刷、滑坡等危害，影響水庫(kù)大壩安全運(yùn)行。莒縣針對(duì)山坡洪水的處理方案較好地解決了這一難題，值得在山丘區(qū)小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固、維修養(yǎng)護(hù)等工程中推廣應(yīng)用。