淺談農(nóng)田水利淤地壩的施工技術(shù)方法和管理維護(hù)措施

劉軍林

【摘要】黃河中游多沙粗沙區(qū)以溝谷侵蝕為主，其產(chǎn)沙量占流域總產(chǎn)沙量的50%～70%。壩系的攔泥滯洪作用顯著，壩地水分充足，抗旱能力強(qiáng)，種1hm2壩地相當(dāng)于種6hm2坡耕地，興建治溝骨干工程和淤地壩能促進(jìn)退耕還林還草措施的實(shí)施，有利于農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。黃河上中游水保業(yè)務(wù)管理部門和各省區(qū)水利水保部門，都制定有完善可行的治溝骨干工程和淤地壩技術(shù)規(guī)范、管理規(guī)定和實(shí)施細(xì)則等，培養(yǎng)了大量的工程建設(shè)技術(shù)人才，這為大規(guī)模開(kāi)展工程建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)田；水利；淤地壩

黃河百害，癥結(jié)在泥沙。淤積在黃河下游河床的粗沙，主要來(lái)自于黃河中游7.86萬(wàn)km2的多沙粗沙區(qū)。為了下游減淤，實(shí)現(xiàn)黃河長(zhǎng)治久安、歲歲安瀾，保障區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，就必須加快黃河中游多沙粗沙區(qū)的治理。在多沙粗沙區(qū)治理方略問(wèn)題上，目前學(xué)術(shù)界仍存在爭(zhēng)議，問(wèn)題主要集中在植物措施和工程措施的配置比例孰輕孰重上。

一、制定壩系規(guī)劃

當(dāng)前，淤地壩的壩系布設(shè)有多種形式：

（1）骨干工程控制，水沙資源綜合利用。它的特點(diǎn)是：在溝道已建成幾座淤地壩的基礎(chǔ)上，按溝道情況，在適當(dāng)位置選擇壩址條件較好處修建骨干壩，控制全流域洪水，確保在設(shè)計(jì)暴雨下壩系中其他壩地安全生產(chǎn)，發(fā)揮蓄、滯、滲、排的綜合作用。

（2）上壩下庫(kù)，蓄洪欄泥，存蓄清水。由于水土流失嚴(yán)重，溝道興修的小水庫(kù)容易淤滿，失去蓄水作用。在水庫(kù)上游興修一座蓄洪攔泥壩，汛期土壩攔蓄洪水，澄清后把清水放到下邊水庫(kù)中蓄存。

二、加強(qiáng)治溝骨干工程和淤地壩建設(shè)的重要性

黃河中游多沙粗沙區(qū)水土流失的特點(diǎn)是：溝道眾多，溝壑密度大；在小流域泥沙來(lái)源中，以溝谷侵蝕為主，溝谷侵蝕中又以崩塌、滑塌、瀉溜等重力侵蝕為主。據(jù)調(diào)查量算，黃河中游河龍區(qū)間0.5～3km的溝道7.3萬(wàn)多條，3～10km的溝道6785條，10～30km的溝道752條。多沙粗沙區(qū)降水集中且多暴雨，洪水造成溝床下切、溝頭延伸，重力侵蝕發(fā)生普遍，每處數(shù)十到數(shù)百立方米，有的達(dá)數(shù)千到數(shù)萬(wàn)立方米，其產(chǎn)沙量占溝谷地產(chǎn)沙量的50%～60%。侵蝕產(chǎn)沙的這一特點(diǎn)，決定了多沙粗沙區(qū)的治理必須以治溝為重點(diǎn)，即治理措施應(yīng)以修建治溝骨干工程和淤地壩為主。

據(jù)調(diào)查，在陜北淤地壩攔泥39.25億t中，治溝骨干工程及大型淤地壩攔泥12.68億t，占32.3%，平均每座攔泥141.95萬(wàn)t，平均攔泥定額為13.08萬(wàn)t/hm2；中型淤地壩攔泥17.96億t，占45.8%，平均每座攔泥32.07萬(wàn)t，平均攔泥定額為10.08萬(wàn)t/hm2；小型淤地壩攔泥8.1億t，占20.6%，平均每座攔泥3.2萬(wàn)t，平均攔泥定額為5.15萬(wàn)t/hm2。又據(jù)對(duì)無(wú)定河流域666座淤地壩的調(diào)查，壩地的單位面積攔泥量隨壩高的增大而增大，壩高小于5m的淤地壩平均攔泥為1.40萬(wàn)t/hm2，壩高31～35m的平均攔泥為10.45萬(wàn)t/hm2。壩系的攔泥滯洪作用更為明顯。陜西橫山趙石畔流域面積60.68km2，目前已建成治溝骨干工程和淤地壩45座，其中治溝骨干工程8座，總庫(kù)容2982.5萬(wàn)m3，已攔泥1510.4萬(wàn)m3，可淤地260.53hm2，已淤地143.33hm2，新增灌溉面積26.67hm2，有養(yǎng)殖水面13.33hm2，產(chǎn)糧、灌溉、水面養(yǎng)殖年總產(chǎn)值88.25萬(wàn)元，流域已形成攔、蓄、種的利用格局，壩系防洪能力達(dá)到200年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)，流域內(nèi)94%的洪水泥沙得到攔蓄，壩地利用率及保收率均達(dá)到95%以上。

三、工程施工技術(shù)方法

1.碾壓壩施工

小型土壩可用人工施工；中型壩可采用履帶式推土機(jī)或拖拉機(jī)碾壓。機(jī)械碾壓，每層鋪上厚度30cm～40cm，機(jī)械碾壓兩遍，壓實(shí)到20cm～25cm，土料含水量控制在15%左右，干容重1.55t/m3。

2.水墜法筑壩

是指抽水沖上修筑士壩的技術(shù)，和碾壓壩相比，提高了工效，節(jié)省了勞力，降低了造價(jià)，并且壩體密度均勻，質(zhì)量可靠，已在一些地區(qū)推廣應(yīng)用。水墜壩的施工過(guò)程，主要是沖填壩體，經(jīng)取土造泥、沉淀排水和固結(jié)壓密等階段。其施工技術(shù)要點(diǎn)是：

（1）作好穩(wěn)定計(jì)算。水墜壩采取泥漿沖填施工，壩體存在一個(gè)流態(tài)區(qū)，施工期最不穩(wěn)定。除壩體整體穩(wěn)定計(jì)算外，還要進(jìn)行邊埂攔泥穩(wěn)定計(jì)算。首先初步擬定壩坡比和埂寬，再按土性指標(biāo)進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算，確定合理的壩坡比和埂寬。

（2）采取適當(dāng)?shù)倪吂挾群唾|(zhì)量。輕、中粉質(zhì)壤土的水墜壩，脫水固結(jié)較快，流態(tài)區(qū)較淺，只需要較窄（4m～6m）的邊埂就能維持壩體的穩(wěn)定。填充后干容重必須大于1.5t/m3。

（3）掌握好泥漿濃度。泥漿越稠越節(jié)省，對(duì)壩體質(zhì)量有好處，而同時(shí)還要具有一定的流動(dòng)性，保證沖填施工不受影響。泥漿濃度用泥漿土水體積比表示，輕壤土為1.9-2，輕、中粉質(zhì)壤土為2.2-2.4，重粉質(zhì)壤土為2.5-2.7。

（4）控制沖填速度。沖填速度太快，流態(tài)區(qū)深度大，可能出現(xiàn)“鼓肚”、裂縫甚至滑坡；沖填速度過(guò)慢，一般汛期達(dá)不到攔洪壩高，造成被動(dòng)。施工期的日平均沖填速率：砂壤土0.25m～0.3m，輕粉質(zhì)壤土0.2m～0.25m，中粉質(zhì)壤土0.15m～0.2m，重粉質(zhì)壤土0.1m～0.15m。

（5）做好排水工作。排水方法有：泥面蒸發(fā)脫水、墊干土吸水、利用壩基透水層排水和人工排水。排除壩內(nèi)自由水的措施有砂溝、沙井和褥墊等。

（6）經(jīng)常進(jìn)行觀測(cè)。主要觀測(cè)壩面裂縫、壩體沉降和水平位移，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)調(diào)整施工方案。輕、中粉質(zhì)壤土水墜壩的日位移量，汛前要小于15mm，汛期要小于10mm；重粉質(zhì)壤土水墜壩日位移量，汛前要小于10mm，汛期要小于5mm。如果水平位移超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，要馬上采取減緩沖速，甚至?xí)簳r(shí)停止沖填的措施，需要時(shí)要采取貼坡補(bǔ)強(qiáng)等辦法，以確保安全施工。

四、管理養(yǎng)護(hù)措施

1.平時(shí)管理養(yǎng)護(hù)

（1）對(duì)壩面外坡進(jìn)行植被覆蓋防護(hù)，壩肩兩側(cè)山坡修排水溝，避免雨水沖刷壩坡。

（2）在建筑物及其附近30米內(nèi)不得挖土取石。

（3）每年汛前汛后、解凍以后和大雨過(guò)后，對(duì)上壩、溢洪道、泄水洞進(jìn)行全面檢查。

（4）壩地淤成后，要及時(shí)開(kāi)挖排洪渠，修建道路。

（5）在骨干壩的攔泥庫(kù)容接近淤滿時(shí)，要及時(shí)加高或另選址修壩。

2.汛期防洪搶險(xiǎn)

（1）在土壩壩體與泄水洞接縫處產(chǎn)生裂縫而導(dǎo)致形成陷洞或壩體穿洞時(shí)，用麻袋裝土堆成圍堰，使穿洞處不再進(jìn)水。

（2）如溢洪道高邊坡上部發(fā)生塌方，堵塞泄水通路時(shí)，在塌方土體上開(kāi)挖一條窄道，用洪水把塌土沖走。

（3）在洪水急劇上升，有漫溢壩頂危險(xiǎn)時(shí)，要迅速用麻袋裝上做成圍埝，加高壩頂，同時(shí)在岸邊土坡上開(kāi)挖臨時(shí)溢洪道，排泄洪水保壩。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李利平，武應(yīng)琪.碾壓式淤地壩施工中存在問(wèn)題及對(duì)策[J].陜西水利，2012（1）：81-82

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