浅谈农田水利淤地坝的施工技术方法和管理维护措施

2014-10-21刘军林

建筑工程技术与设计 2014年36期

刘军林

【摘要】黄河中游多沙粗沙区以沟谷侵蚀为主，其产沙量占流域总产沙量的50%～70%。坝系的拦泥滞洪作用显著，坝地水分充足，抗旱能力强，种1hm2坝地相当于种6hm2坡耕地，兴建治沟骨干工程和淤地坝能促进退耕还林还草措施的实施，有利于农村产业结构的调整和经济发展。黄河上中游水保业务管理部门和各省区水利水保部门，都制定有完善可行的治沟骨干工程和淤地坝技术规范、管理规定和实施细则等，培养了大量的工程建设技术人才，这为大规模开展工程建设奠定了基础。

【关键词】农田；水利；淤地坝

黄河百害，症结在泥沙。淤积在黄河下游河床的粗沙，主要来自于黄河中游7.86万km2的多沙粗沙区。为了下游减淤，实现黄河长治久安、岁岁安澜，保障区域经济社会的可持续发展，就必须加快黄河中游多沙粗沙区的治理。在多沙粗沙区治理方略问题上，目前学术界仍存在争议，问题主要集中在植物措施和工程措施的配置比例孰轻孰重上。

一、制定坝系规划

当前，淤地坝的坝系布设有多种形式：

（1）骨干工程控制，水沙资源综合利用。它的特点是：在沟道已建成几座淤地坝的基础上，按沟道情况，在适当位置选择坝址条件较好处修建骨干坝，控制全流域洪水，确保在设计暴雨下坝系中其他坝地安全生产，发挥蓄、滞、渗、排的综合作用。

（2）上坝下库，蓄洪栏泥，存蓄清水。由于水土流失严重，沟道兴修的小水库容易淤满，失去蓄水作用。在水库上游兴修一座蓄洪拦泥坝，汛期土坝拦蓄洪水，澄清后把清水放到下边水库中蓄存。

二、加强治沟骨干工程和淤地坝建设的重要性

黄河中游多沙粗沙区水土流失的特点是：沟道众多，沟壑密度大；在小流域泥沙来源中，以沟谷侵蚀为主，沟谷侵蚀中又以崩塌、滑塌、泻溜等重力侵蚀为主。据调查量算，黄河中游河龙区间0.5～3km的沟道7.3万多条，3～10km的沟道6785条，10～30km的沟道752条。多沙粗沙区降水集中且多暴雨，洪水造成沟床下切、沟头延伸，重力侵蚀发生普遍，每处数十到数百立方米，有的达数千到数万立方米，其产沙量占沟谷地产沙量的50%～60%。侵蚀产沙的这一特点，决定了多沙粗沙区的治理必须以治沟为重点，即治理措施应以修建治沟骨干工程和淤地坝为主。

据调查，在陕北淤地坝拦泥39.25亿t中，治沟骨干工程及大型淤地坝拦泥12.68亿t，占32.3%，平均每座拦泥141.95万t，平均拦泥定额为13.08万t/hm2；中型淤地坝拦泥17.96亿t，占45.8%，平均每座拦泥32.07万t，平均拦泥定额为10.08万t/hm2；小型淤地坝拦泥8.1亿t，占20.6%，平均每座拦泥3.2万t，平均拦泥定额为5.15万t/hm2。又据对无定河流域666座淤地坝的调查，坝地的单位面积拦泥量随坝高的增大而增大，坝高小于5m的淤地坝平均拦泥为1.40万t/hm2，坝高31～35m的平均拦泥为10.45万t/hm2。坝系的拦泥滞洪作用更为明显。陕西横山赵石畔流域面积60.68km2，目前已建成治沟骨干工程和淤地坝45座，其中治沟骨干工程8座，总库容2982.5万m3，已拦泥1510.4万m3，可淤地260.53hm2，已淤地143.33hm2，新增灌溉面积26.67hm2，有养殖水面13.33hm2，产粮、灌溉、水面养殖年总产值88.25万元，流域已形成拦、蓄、种的利用格局，坝系防洪能力达到200年一遇的洪水标准，流域内94%的洪水泥沙得到拦蓄，坝地利用率及保收率均达到95%以上。

三、工程施工技术方法

1.碾压坝施工

小型土坝可用人工施工；中型坝可采用履带式推土机或拖拉机碾压。机械碾压，每层铺上厚度30cm～40cm，机械碾压两遍，压实到20cm～25cm，土料含水量控制在15%左右，干容重1.55t/m3。

2.水坠法筑坝

是指抽水冲上修筑士坝的技术，和碾压坝相比，提高了工效，节省了劳力，降低了造价，并且坝体密度均匀，质量可靠，已在一些地区推广应用。水坠坝的施工过程，主要是冲填坝体，经取土造泥、沉淀排水和固结压密等阶段。其施工技术要点是：

（1）作好稳定计算。水坠坝采取泥浆冲填施工，坝体存在一个流态区，施工期最不稳定。除坝体整体稳定计算外，还要进行边埂拦泥稳定计算。首先初步拟定坝坡比和埂宽，再按土性指标进行稳定计算，确定合理的坝坡比和埂宽。

（2）采取适当的边埂宽度和质量。轻、中粉质壤土的水坠坝，脱水固结较快，流态区较浅，只需要较窄（4m～6m）的边埂就能维持坝体的稳定。填充后干容重必须大于1.5t/m3。

（3）掌握好泥浆浓度。泥浆越稠越节省，对坝体质量有好处，而同时还要具有一定的流动性，保证冲填施工不受影响。泥浆浓度用泥浆土水体积比表示，轻壤土为1.9-2，轻、中粉质壤土为2.2-2.4，重粉质壤土为2.5-2.7。

（4）控制冲填速度。冲填速度太快，流态区深度大，可能出现“鼓肚”、裂缝甚至滑坡；冲填速度过慢，一般汛期达不到拦洪坝高，造成被动。施工期的日平均冲填速率：砂壤土0.25m～0.3m，轻粉质壤土0.2m～0.25m，中粉质壤土0.15m～0.2m，重粉质壤土0.1m～0.15m。

（5）做好排水工作。排水方法有：泥面蒸发脱水、垫干土吸水、利用坝基透水层排水和人工排水。排除坝内自由水的措施有砂沟、沙井和褥垫等。

（6）经常进行观测。主要观测坝面裂缝、坝体沉降和水平位移，发现问题及时调整施工方案。轻、中粉质壤土水坠坝的日位移量，汛前要小于15mm，汛期要小于10mm；重粉质壤土水坠坝日位移量，汛前要小于10mm，汛期要小于5mm。如果水平位移超过标准，要马上采取减缓冲速，甚至暂时停止冲填的措施，需要时要采取贴坡补强等办法，以确保安全施工。

四、管理养护措施

1.平时管理养护

（1）对坝面外坡进行植被覆盖防护，坝肩两侧山坡修排水沟，避免雨水冲刷坝坡。

（2）在建筑物及其附近30米内不得挖土取石。

（3）每年汛前汛后、解冻以后和大雨过后，对上坝、溢洪道、泄水洞进行全面检查。

（4）坝地淤成后，要及时开挖排洪渠，修建道路。

（5）在骨干坝的拦泥库容接近淤满时，要及时加高或另选址修坝。

2.汛期防洪抢险

（1）在土坝坝体与泄水洞接缝处产生裂缝而导致形成陷洞或坝体穿洞时，用麻袋装土堆成围堰，使穿洞处不再进水。

（2）如溢洪道高边坡上部发生塌方，堵塞泄水通路时，在塌方土体上开挖一条窄道，用洪水把塌土冲走。

（3）在洪水急劇上升，有漫溢坝顶危险时，要迅速用麻袋装上做成围埝，加高坝顶，同时在岸边土坡上开挖临时溢洪道，排泄洪水保坝。

参考文献：