陆浑干渠堤坝险情典型案例分析

□郝敬伟 □田京飞 □刘小军（河南省陆浑水库管理局）

1.灌区概况

陆浑灌区位于河南省西部，跨黄河、淮河两大流域，主要分布在伊河两侧、伊洛河南侧及北汝河北侧，范围涉及洛阳、平顶山、郑州三市的嵩县、伊川县、汝阳县、汝州市、偃师市、巩义市、荥阳市七县（市），全灌区总土地面积18.27万hm2，规划总控制灌溉面积12.05万hm2。

陆浑灌区于1970年2月开工建设，规划有总干渠、东一干渠、东二干渠、西干渠、滩渠5条干渠和75条支渠，总长度467.7 km。到目前为止，共完成干渠长261.4km，衬砌83.9km，建筑物1438座，其中填方坝257座；完成或部分完成支渠44条，长203.1km，衬砌71.6km；配套建筑物1340座。

陆浑灌区属山区丘陵地貌，沟河纵横。总干渠上段傍山开渠，多涵洞渡槽；下段及其它干渠大都在浅山丘陵区，穿岭跨沟，坡陡流急。经过几十年来的输水运行，陆浑灌区大部分工程老化失修，功能明显衰减，加之建筑物配套不完善，干渠堤坝工程险情不断，严重制约了工程效益的正常发挥。

2.典型案例

2.1 牛沟渡槽进口管涌

牛沟渡槽位于东一干渠上段下游36+283m桩号处，是直径2.5m的U型高架渡槽，长161.6m，横跨牛沟河中段，进口渐变段距牛沟河左岸28m。2009年2月春灌期间，牛沟渡槽段过水流量17m3/s，渠道水位比往年稍高约7cm。某日下午17时30分，牛沟渡槽进口左岸距渡槽10m处的牛沟河左岸陡坡突然滑塌，滑体土方约420m3。滑出面中上部现管涌点一处，管径约6cm，其周围出露滑面上的渗水也形成了较小面流，右边另有一处明显渗水面，但面积不大。经对渡槽进口附近仔细查勘，发现渡槽进口右岸坝坡也有局部轻微沉陷，右岸坝顶公路有长10余米，宽1～2.5cm的裂缝出现。虽然渡槽基桩、槽身及堤坝未见异常，但出于输水安全考虑，及时从伊川电厂退水终止了下游偃师、巩义的灌溉输水工作。停水后即对左岸滑坡进行了应急护砌，对右岸裂隙外滑体进行了开挖回填处理。在2009年4月中旬工程修复后的第一次通水中，右岸顶部又出现裂缝，并伴有轻度沉降，坝脚下也有渗水出漏。

2.2 厢沟坝滑坡

厢沟坝位于总干渠梁疙瘩段8+750m桩号处，右岸为半坡开挖，左岸为粘土填筑坝体，2005年曾因渗漏严重做过防渗处理但未采取导渗措施，坡脚一直存在渗漏现象。考虑到坝下居民的生命安全，2008年9月又在坡脚下紧邻民房做了2.0m的浆砌石挡墙和排水沟。

2009年4月25日下午13时，正处于灌区应急抗旱输水期间，坝顶突然出现沉陷，最初1h沉陷近10cm。在渠首压闸减流以尽快降低渠道水位的同时，组织了填土压渗，至下午14时30分，填压土方约11m3，此时坝坡中部新出现明显渗湿并有鼓凸迹象，并且沉陷一直持续发展，随即停止了坝顶土方填压。至下午17时，沉陷逐渐变缓，18时最大沉降达65cm。险情发生时渠道水位接近历年最高，为3.45m。

2.3 潘沟坝塌岸

潘沟坝位于总干渠梁疙瘩段4+620m桩号处，原为挖方段，右岸紧靠疏松的安山玢岩石坡，左岸依托由第四系残坡积土层组成的陡坎，陡坎平均高约18m，渠道左岸距坎沿约25m，坎脚下地势平坦，20m外即有民居。2011年5月5月晚上9时，陡坎大面积滑塌，波及至坝顶道路边沿，但未见坝顶路面出现侧移或沉陷。通水后做了应急处理：将滑塌土方向下深挖约10m，后回填碾压恢复成斜坡，坡脚做2.5m重力挡墙（地面以上1.5m）。

2012年6月20日，时值全省抗旱的紧要关头，下午15时，潘沟坝坝顶突现坍塌。经过对现场仔细的查勘和认真分析，当即决定水库及时停水，并开启距潘沟坝最近的上游渠首退水闸、下游梁疙瘩退水闸将渠道里的水排入河道，以尽快减轻坝体压力，避免发生垮坝事故。

自潘沟坝顶公路出现裂缝并塌陷开始，坝顶路面一直以每10min约5cm的速度快速沉陷，共历时5h，最终坝顶沉陷面积约2m×11m=22m2，最大沉陷近1.55m，造成内坝坡两块衬砌水泥板向外倾坍并从中间折断。除坝顶裂缝、塌陷外，在距坝脚挡墙约1m的坡面左脚仅有一处渗湿，面积约3.5m2，坝坡上未见渗水渗湿。塌岸发生时，渠道内最大引水43m3/s（20日8时渠首由40m3/s加至43m3/s，此处仅历时5h），水位较历年来输水最大高度偏高约8cm，为3.55m。

3.成因分析

3.1 工程老化严重

陆浑干渠工程始建于20世纪七十年代，采用的是民办公助投资方式，系大兵团作战，群众性施工，工程质量差，基础施工标准低。部分坝段填筑时，土料杂质较多，干容重不均，夯压不实，尤其是分期分段施工过程中衔接处填土、碾压施工不规范，结合面密实度不够。又经过几十年缺少必要维护的间断通水运行，堤坝、涵洞的脱坡、裂缝、渗漏、变形现象较为普遍，再加上坝体本身的蚁穴、兽洞等隐患，造成堤坝工程老化严重，坝体强度严重下降。

3.2 坝体存在空洞

灌溉高峰期，渠道内流量大，水位偏高，堤坝承压力较大；农民灌溉用水又是白天多晚上少，造成渠道内水位夜升昼降，变化较大，不稳定的水压动力以及水环境下的自有重力促进了土壤颗粒的间隙运动，形成了坝体内夯压不实部位土壤颗粒的垂向聚合和侧向流失，久而久之在浸润线以下的虚填部位形成空洞，时间越久，空洞的面积及高度也越来越大，从潘沟坝的沉陷深度、塌岸体积上，可见有些坝内空洞之大。这些空洞的存在是塌岸险情发生的根本原因。

3.3 水力侵蚀作用

这些险情都发生在通水高峰期间，这时渠道内水位较高，堤坝承压力较大，一旦堤坝内存在裂缝或土壤间隙较大，就很容易形成渗漏。若外部护坡或土层密实度较好透水性差，又没有导渗措施，渗水不易外透，就会在坝体空隙内积聚。一旦渠道水位抬高，浸润线会随之向上发展，所蓄水分也会逐渐向上侵蚀上部土体，形成浸润淘刷，空隙逐渐聚合并上移形成空洞，同时空洞周围土层也会遭受水力强力浸润，造成大面积土层浸水软化，承压抗剪力衰减，导致空洞上部土体沉降，形成塌岸。因此说，渠道内水位较高，造成坝内水力侵蚀加强，空洞周围大面积土体软化难以承压是塌岸形成的主要诱因。

4.经验及建议

4.1 陆浑灌区自开灌38年来，渠道水位一直偏低运行，从目前的渗漏状况来看，渠道的承载力确实较低。今后通水过程中应严格控制渠道流量，高水位运行不能持续时间过长，否则将极易发生滑坡、垮坝险情。

4.2 灌溉高峰期间，水量调配应以先上游后下游，定时定量、分片统灌为原则，既可减少水量损失，提高灌溉效率，又可防止水位骤升骤降对渠道堤坝工程尤其是未护砌填方段带来不良影响。4.3通水期间，应严格按照有关规定，切实加强工程巡查，对突发渗漏或有明显变化的渗流、裂缝，更要加次或守护观测，认真分析，及时对险情进行评估，并制定详实可行的防险抢险预案，避免责任事故的发生。

4.4 渠道的日常养护不能仅限于坝坡除草、坝顶路面平整等面上工程，更应注重坝坡排水系统整修、坝体除害培护及渗水点填堵等。尤其对内坝坡新发现空洞、渗水点，应在通水前及时用细土填补夯实。待通水结束2-3d后，坝体内含水量减少，土体自然沉降后再及时补填一次。

4.5 滑坡处理应高度重视新老结合面的压实质量，立陡滑面应削土成坡以利于夯压，并采用和原土质相同并不存在有较大颗粒和其它杂质的土料。

4.6 对存在管涌、空洞现象的堤坝的处理，应注意找出水流通道，彻底开挖回填，不宜做浅层次的局部应急处理，不然很难保证处理效果，既劳民伤财又不能根除渗漏、坍塌隐患。3.2,3.3案例的二次修复即是典型例证。

4.7 从目前工程老化病险状况来看，部分填方坝和半挖半填坝空洞现象普遍，随时会影响到坝下人民的生命安全和应急抗旱输水安全，因此应尽快将堤坝加固和坝坡植被治理工作提上日程，尤其应注重骨干渠段的堤坝加固质量，从根本上解决渗漏、滑坡、垮坝等安全隐患。