奉節縣山坪塘綜合整治方案探討

李方芳 ，王列健 ，湯 強

2017年對奉節縣安坪鎮、公平鎮、鶴峰鄉三個鄉鎮116口山坪塘進行整治。根據實際病害調查分析情況。選取典型山坪塘理，在分析病害類型和病害原因的基礎上，深入探討山坪塘綜合整治方案，力求在保證取得較好的整治效果前提下，節約工程投資，最大限度的發揮工程效益。

1 基本情況

奉節縣安坪鎮、公平鎮、鶴峰鄉山坪塘大多建于上個世紀50至70年代。經過數十年運行，缺少必要的維護和管理，這些山坪塘大多淤積和滲漏現象嚴重，放水、排洪設施缺失或損毀，已嚴重制約工程安全運行和作用發揮，本次山坪塘整治116口山坪塘病害類型情況分布見圖1。

圖1 山坪塘病害類型圖

1.1 山坪塘主要病害

（1）防洪標準過低。

（2）上游壩坡：上游壩坡較陡，穩定性較差，部分未護坡或原護坡損壞嚴重；部分粘土鋪蓋浪蝕嚴重；部分山坪塘內壩坡出現滲漏現象。

（3）下游壩坡：下游壩坡壩體局部垮塌；干砌塊石排水棱體局部垮塌。

（4）泄洪設施：大部分山坪塘無泄洪設施；溢洪道未襯砌或為自然開挖土渠；溢洪道淤積堵塞嚴重；溢洪道斷面尺寸過小；溢洪道水流直接排入下游壩腳。

（5）放水設施：放水設施淤積堵塞；涵、臥管斷裂；無放水設施。

（6）庫容減小：塘內淤積嚴重、庫岸及壩坡垮塌、土石淤積。

1.2 山坪塘病害原因分析

（1）防洪標準過低原因：山坪塘修建時無明確洪水參照，導致其無法滿足《重慶山坪塘整治技術導則》技術要求；塘內淤積嚴重，庫容嚴重不足[1]。

（2）壩體穩定性較差原因：壩體未經過穩定計算，通過工程經驗對壩坡坡率進行取值，導致壩坡過陡，壩體體型單薄；施工不規范，壩體填筑質量不能滿足規范要求，土體壓實度不夠，留下壩坡穩定隱患[2]。

（3）泄流能力不足原因：溢洪道設計斷面過小；溢洪道未襯砌或襯砌粗糙，長年運行后，植被和泥沙淤積嚴重，導致過水斷面狹窄。

（4）放水設施失效原因：原設計未考慮放水設施；放水設施布置不合理，導致其形同虛設；山坪塘淤積后，放水口被淤堵；涵、臥管斷裂等結構性破壞導致放水設施失效。

（5）庫容減小原因：壩體滲漏嚴重，無法達到原定蓄水高程；塘內多年未清淤，庫岸壩坡垮塌侵占部分庫容。

2 綜合整治方案

本次針對奉節116口山坪塘的各種病態類型情況，按照《重慶山坪塘整治技術導則》技術要求和安全要求，針對不同類型的病態類型，因地制宜采取綜合工程措施進行治理。

2.1 防滲處理措施

針對一般土石壩壩體滲漏問題，常用的工程措施包括新建黏土斜墻、套管回填、迎水面鋪設土工膜、劈裂灌漿、加深基礎+C20防滲面板、漿砌條石防滲等工程措施，只要使用得當，都能在一定的程度上取得較好的防滲效果。不同防滲方案各有優缺點，見表 1[3]。

表1 防滲方案優缺點對比

因此，防滲方案的擬定應根據病態山坪塘當地氣候、交通、材料、施工能力等多方面因素，并結合壩體斷面形式、泄洪設施、放水設施進行綜合考慮，最終擬定一個最優的防滲方案。

根據近年奉節縣山坪塘整治經驗，結合當地氣候、交通、材料、施工能力等多方面因素，最終選用加深基礎+C20防滲面板、漿砌塊石防滲方案，典型斷面見圖2、圖3。混凝土面板在施工時，為保證施工質量和防滲效果，除了遵循一般混凝土施工注意事項外，還應注意以下幾點：

（1） 斜坡上澆筑混凝土，應嚴格控制混凝土坍落度。坍落度過小和易性不好，振搗困難；坍落度過大，振搗后混凝土下滑，出現水泥漿液流失。

（2） 施工時，斜坡工作面上立模和振搗較困難，應根據斜坡特點立模安裝到位，并采取相適宜的振搗方式。

（3） 山坪塘防滲面板較為纖薄，應嚴格控制面板混凝土振搗時間。

圖2 漿砌塊石防滲形式典型剖面

圖3 混凝土面板防滲形式典型剖面

2.2 壩體穩定處理措施

由于壩體修建年代較早，壩體壓實質量不好，壩坡設計不合理等原因引起的壩坡失穩問題，主要處理措施有:現狀的壩頂寬度不滿足要求時應加寬壩頂；現狀的壩坡過陡時應加填土石料放緩壩坡。對均質土壩和黏土斜墻壩，采用和原壩體相同的土料，同時考慮與壩體防滲處理相結合。根據《導則》要求，壩頂寬度不小于3.0 m，上、下游壩坡坡比(多級壩坡指平均坡比)不小于表2要求。

2.3 溢洪道處理措施

山坪塘多處于山區丘陵地帶，由于其本身庫容較小，加上山區洪水匯流時間短，在設計溢洪道時，按照技術導致計算出來的溢洪道規模一般比現狀都大得多，現有溢洪道過流能力不足或無溢洪道時，可采用拓寬原有的溢洪道、增設新的泄洪設施、改造溢流堰型式等3種措施進行處理[4]。

溢洪道按照結構形式可以分為進口段、泄槽段、消能段3段，進口段一般選用自由溢流的開敞式溢流堰。本次整治的116口山坪塘，溢洪道泄洪孔口計算寬度均不大，采用正槽式溢洪道，底流消能，典型溢洪道結構圖見圖4、圖5。

圖4 溢洪道典型縱剖面

2.4 放水設施處理

放水設施的設計施工在山坪塘除險加固工作中是一個重點也是一個難點，放水設施的可靠性、安全性、經濟性、可行性在放水設施設計中需要綜合考慮遵循的原則，因為放水設施布置不合理引起的壩體穩定問題，甚至垮壩潰壩事件偶有發生，因此放水設施設計的合理性應給與足夠重視。被廣泛運用于山坪塘整治和新建山坪塘的輸水措施有：新建涵管、封堵原涵管，新建虹吸管、放水隧洞、舊管內套新管，各個輸水措施的優缺點見表3。

表3 幾種輸水設施改造方案比較

本次整治的山坪塘，普遍壩高較低，因此對無放水設施的山坪塘采用開挖壩體后重設涵管輸水的方式，針對原有涵管正常運行情況不佳的山坪塘采取舊管連接新建涵管的輸水方式，但需注意涵管應置于堅實的基礎中(如基巖)，涵管周圍用黏土包裹夯實，確保管周防滲效果，新建涵管典型圖見圖6。

2.5 清淤擴容

針對山坪塘淤積嚴重，喪失部分庫容問題。需要放空山坪塘庫容后，在交通便利的地區采取挖掘機清淤，對于交通不便，清淤量不大，較分散的山塘，采取人工清淤的方式。清淤盡量保證不破壞附近的農用耕地，不影響壩體整體穩定，清淤工作面盡量平順避免陡坡倒坡的出現，清淤工作應為壩體和防滲體施工預留工作面。清淤后淤泥不應隨意堆放，可堆放在山坪塘就近的山地、洼地、荒地，無條件就近堆放的采用自卸汽車運走集中堆放，避免污染水源。

2.6 防洪標準不夠處理措施

（1）根據導則要求，對山坪塘壩頂高程進行復核。對于壩頂高程不滿足設計要求的山坪塘在壩頂增設防浪墻[5]。

（2）對淤積嚴重的山坪塘進行清淤擴容，降低塘底高程。（3）溢洪道有條件的對原溢洪道拓寬整治，新建溢洪道應滿足泄洪要求。

3 結論與建議

3.1 結論

（1）在對奉節山坪塘各個病害部位采取相應的工程整治措施，達到了山坪塘壩體整體穩定、防洪標準達標、放水和泄洪設施運行良好、庫容擴大的工程整治效果。

（2）通過當地地方政府對山坪塘運行管理的加強，奉節山坪塘運行穩定，病害情況明顯減少，整治效果得到鞏固。

（3）近年來奉節縣山坪塘整治工程實踐證明，該縣山坪塘整治效果良好、運行穩定，當地農業用水得到保障，農業、養殖業經濟增收明顯，山坪塘整治達到了農業經濟增收的成果。

3.2 建議

（1）整治和新建山坪塘時，嚴格篩選山坪塘設計單位和施工單位，統一設計、統一規范化施工[6]。

（2）加強施工過程中的監管，嚴格執行山坪塘竣工驗收程序，杜絕施工單位偷工減料敷衍了事的情況發生[7]。

（3）大多數山坪塘只重視設計、施工過程，當地政府忽視了長期運行過程中的管理維護，當地村委應明確管理責任，制定明確的管理維護制度。

（4）在多雨多洪水季節，保證泄洪設施正常運行，注意水位觀測，防止洪水漫壩；同時對壩體滲漏位置及時處理排險，并在汛期過后對壩體薄弱位置及時加固處理。

（5）定期派專人沿壩體巡視，發現蟻害壩段，采用人工挖巢和藥物防治的方式對白蟻進行定期檢查防治，以維護壩體原貌，保持壩體安全穩定[8]。

[1]唐霞.羅江縣山坪塘防滲整治設計[J].水利科技與經濟，2013,19（10）:16-17.

[2]傅根明.云和曇山搪水庫的除險加固[J].浙江水利科技，2012,4:94-95.

[3]陳斌，杜晨程，董浩等.小型土壩除險加固中若干問題的探討[J].浙江水利水電專科學校學報，2013,25（3）:6-9.

[4]吳賁,陳文亮淺.談松陽縣山塘綜合整治工程技術措施[J].浙江水利科技，2013,05:77-79.

[5]白炳書，居星輝，殷水花等.山塘除險加固的壩體加固方案探討[J].浙江水利水電專科學校學報，2011，23（3）：1-3.

[6]茍欣.農村山坪塘現狀與治理對策[J].山西建筑，2016，6：143-145.

[7]呂建華，何旭斌.寧海縣屋頂山塘除險加固工程的設計與施工[J].工業技術，2016，9：73.

[8]夏為，楊藝.基于山塘綜合整治的生態水利設計與實施[J].浙江水利水電學院學報，2014，26（2）：26-28.