砌石塘坝在山丘区的推广应用

□ 朱慧芳

砌石塘坝在山丘区的推广应用

□ 朱慧芳

砌石塘坝利用山丘区良好的地质地形条件，集蓄雨洪资源，缓解山区用水困难，在改善当地生活生产条件同时改善生态环境。

砌石塘坝；工程建设；推广应用

临城县位于河北省西南部，地处太行山东麓、京广铁路西侧，县域面积797km2，人口21万，辖8个乡镇220个行政村，是国家扶贫开发工作重点县。县内地形西高东低，自西向东依次为：山区、丘陵区和平原区，素有“七山一水二分田”之称。由于特殊的水文气象条件，临城县山丘区地下水匮乏，而全年70%以上的降雨集中在汛期3个月，“下雨看水流晴天为水愁”，干旱缺水成为群众脱贫致富的阻碍。

实践证明，利用山丘区良好的地形地质条件，建设浆砌石小型塘坝工程拦蓄雨洪资源，缓解山区用水困难，具有结构简单安全可靠、就地取材施工便捷、投资小效益大的特点。“十二五”以来，临城县共建塘坝96座，总蓄水量650多万m3，为4万多亩耕地及林果地提供了灌溉水源，在生态环境改善的同时，为山区经济发展提供了有力保障。

1.坝址的确定

塘坝坝址选择在塘坝建设中至关重要，应根据地形、地质条件及效益目标要求，科学选定合适的坝址，需综合考虑以下问题。

1.1可靠的汇水流域

塘坝工程修建的目的是拦蓄降雨径流，流域径流量的多少是确定塘坝工程规模和效益的基础。集水面积较小，水源不足，不能满足蓄水要求；集水面积过大，径流量大，但相应洪峰流量大，需要解决的泄洪安全难度大。拟选坝址以上的年径流量可采用公式：wp=0.1FYp计算。

其中：wp——年径流量（万m3）

F——流域面积（km2）

Yp——流域年径流深（mm）

山区有些流域有山泉出露，常年有基础径流，往往是修建塘坝工程的良好流域，此时塘坝的调蓄水量要考虑基础径流量。

1.2良好的地形条件

坝址处的地形条件决定着塘坝的库容和坝体工程量。“口小肚大、库区平缓”是最理想的选择。口小则坝短，工程经济，肚大且平缓，能够实现多蓄水，但一定要权衡建坝兴利与蓄水淹没之间的得失，不能一味追求大库容。同时，在村庄、重要道路、高压线路附近建设塘坝工程时，一定要慎重考虑淹没、冲刷等可能出现的后续问题。

1.3适宜的工程地质

塘坝的工程地质问题包括坝址处和库区内。浆砌石重力坝对地质条件要求相对于土坝较高，需要建设在岩石地基上。坝址处理想的地质条件是：覆盖层浅薄，基岩完整不透水，两岸坝肩为基岩或不透水覆盖层。库区要求：没有溶洞、断层裂隙、砂层等渗漏通道。坝址或库区出现石灰岩、砾岩，发现断层、强发育地质裂隙，或岩石裂隙发育走向穿越坝轴线方向或倾向于下游时，往往存在渗漏风险，需要慎重建设塘坝工程。

2.坝体工程布置

2.1坝体结构

为方便群众性施工需求，浆砌石塘坝一般采用常规重力坝断面结构，地形适宜时也可以采用重力式拱坝，以适当减小坝体工程量。但不宜采用其他复杂坝型。浆砌石重力坝的经验坝体断面是：坝顶宽3～5m，上游迎水面采用直立式，坝背坡采用1∶0.7～1∶0.8放坡，即可满足稳定要求。但坝高10m以上或库容1万m3以上，位置重要下游有重点防护对象的塘坝，必须严格进行不同工况下的抗倾和抗滑稳定计算，如果采用拱坝坝型，必须验算坝体应力。

2.2坝体防渗

浆砌石塘坝的防渗体形式有2种：一种是防渗心墙，布设在坝体中心或略偏于上游位置，墙体厚度0.3～0.6m，一般采用强度不低于C20混凝土现场浇注，防渗心墙中布设抗裂钢筋。另一种采用钢筋混凝土防渗面板，布设在坝体上游，厚度0.2～0.5m。一般多采用第一种防渗方式，优点是：心墙浇筑不用脚手架和模板，方便施工，心墙混凝土不用考虑抗冻要求。缺点是：心墙施工一旦出现缺陷难以发现，并且处理难度较大。

2.3泄洪与抗冲

浆砌石塘坝的泄洪多采用坝顶溢流，溢流坝段根据沟道两岸的地质条件，布设在坝顶适宜位置。防洪标准一般采用10年一遇设计、50年一遇校核；重要塘坝按照20年一遇设计，100年一遇校核。由于塘坝库容小，在洪水验算时，一般不考虑调蓄作用，直接将洪峰流量作为过坝设计洪水。对于建设在基岩上的浆砌石坝，坝后消能防冲刷问题，一般较容易解决，必要时采用混凝土或浆砌石抗冲护坦解决。

2.4排沙防淤积

山丘区部分沟道汛期来沙很大，来沙多沉积库区，迅速减少有效坝容积，严重影响塘坝效益发挥。为防止坝区泥沙淤积，在坝应设置排沙洞，排沙洞设置在沟道最低处或水流主流位置，一般采用矩形断面或城门洞型。蓄水时上游采用叠梁闸或浆砌石封堵，汛期拆开过流冲沙。

3.施工要点

工程质量目标实现最重要和最关键的过程在施工阶段。施工质量是工程的根本，塘坝工程的质量容易受诸多因素影响，造成工程施工有质量隐患和安全隐患，因此需采取有效措施来提高工程施工质量，确保工程保质保量完成。

3.1坝基处理

坝基础开挖时，要严格按设计图纸要求进行开挖，开挖深度至新鲜岩石下约0.5m处。在坝基清理前应首先根据设计要求确定坝体中轴线，钉中心桩，确定开挖范围。坝基范围内必须清除基岩以上的覆盖层，对风化透水岩层一并清除。开挖基槽，遇有断裂、泉眼、破碎带等需彻底清除，清除后做防渗处理。当岸坡岩石较为破碎时，须将破碎层清理干净，砌坝时视地质情况而定，将砌体伸入岸坡一定深度，一般伸入0.5～0.8m，坝基面不得向上下游倾斜。

3.2坝体砌筑

石料要挑选石质均匀、清洁，质地坚硬无风化剥落、山皮裂痕的块石。砌筑前，块石要按设计要求加以修整、洗刷，护坡用石块重量不小于30kg，厚度不小于0.25m，宽大于0.2m、长大于0.3m。

浆砌石重力坝采用分层砌筑法，每层厚约0.3～0.5m，错缝砌筑，缝的宽度控制在1.5～2.0mm，石料间的纵缝应灌满砂浆。每层砌筑时先将上游坝体一侧按放线定位砌筑好，然后再砌筑坝体内石块。砌筑时先坐浆，然后将石料放置好，用插钎将缝浆捣实，注意块石砌稳后，不得再从底部撬动，以保证石料底部砂浆饱满。砂浆初凝后，禁止用重锤敲击，以免松动。为保持浆砌石外表整齐、美观、坚固，浆砌石表面的全部水平或垂直缝都要采取M10号水泥砂浆勾缝处理

3.3防渗墙施工

为防止坝体渗漏，一般在坝体内布置混凝土防渗心墙，为保证防渗心墙底部与不透水基岩良好结合，沿心墙基础位置要采用风镐人工开挖处心墙基槽，宽度不小于心墙宽度，深度在坝体基础以下0.5m左右。当坝体较长时，坝体和防渗心墙会同步设置伸缩缝，多采用橡胶止水带止水，缝间填充高压聚乙烯闭孔泡沫塑料板。防渗心墙要求连续施工，当施工间歇出现冷缝时，严格按照二期混凝土接缝要求处理。

4.塘坝管理

4.1防洪管理

塘坝工程竣工验收后，要按照工程产权主体，及时发放产权证，交由所属村委会或合作社对塘坝进行管理。运行管理单位要明确专人负责，做好防洪管理。要清楚工程结构和下游防护对象范围，制定塘坝防洪预案，落实防汛物资，准备抢险人员。加强巡查值守，时刻掌握工程情况，发现病害险情及时处理。

4.2日常管护与兴利运行

塘坝工程的日常管护包括：日常巡查和安全管护工作，杜绝工程人为损坏和安全事故发生。对危险位置设置安全防护设施，树立醒目的警示标语，做好危险源的管控，杜绝安全事故。兴利运行管理的工作内容包括：蓄水计划、用水方案、水费收缴管理、冲沙清淤、工程岁修维护等工作。塘坝工程要想长期发挥效益，就必须建管并重，落实管理主体责任和各项管理制度、措施。

塘坝工程属“五小工程”之列，其功能与效益得到了临城县山丘区群众的认可，在群众脱贫致富路上发挥着重要作用，具有非常高的推广与应用价值。

2016-12-07

朱慧芳，女，汉族，临城县水务局，工程师。