現行淤地壩附屬設施存在的安全隱患及處理對策

李曉蘭, 董俊天

(定西市安定區水土保持站，甘肅 定西 743000)

淤地壩是黃土高原水土流失區為控制溝道侵蝕、滯洪攔泥、淤地造田、減少入黃泥沙而修建的水土保持溝道治理工程，其主要建筑物包括壩體、放水建筑物、泄水建筑物和其他附屬設施,其中附屬設施包括防汛道路、截排水設施、壩頂排水系統、兩岸削坡等。從新中國成立初期，安定區就開始了水土保持治山治水工作，淤地壩建設先后經歷了群眾自發筑壩、單壩工程建設、小流域壩系試點工程、病險淤地壩除險加固等階段。1984年，定西縣被黃河水利委員會黃河上中游管理局列為黃河上中游地區治溝骨干工程重點縣，從此掀起了安定區淤地壩單壩建設高潮。2003年，水利部將淤地壩建設作為三大“亮點工程”之一，稱鉤河、李家河壩系工程先后被列入中央財政預算內專項資金小流域淤地壩試點工程項目，安定區淤地壩建設步入“黃金時期”。截至2020年，建成各類淤地壩160座，其中骨干壩84座、中型淤地壩39座、小型淤地壩37座，分布在全區12個鄉鎮20多條小流域，控制流域面積503.91 km2；總庫容6 881.82萬m3，其中攔泥庫容3 315.99萬m3、滯洪庫容3 565.83萬m3。這些淤地壩的建成，極大地改善了安定區農業和農村基礎條件，尤其是在滯洪、攔泥淤地、蓄水抗旱、改善生態等方面發揮了十分重要的作用。但在淤地壩建設中，因淤地壩附屬設施不是主體工程，其設計的使用年限和施工標準低于主體工程，故在淤地壩長期運行中，逐漸出現一些安全隱患，反而成了影響淤地壩安全運行的主要因素。為了確保現有的淤地壩安全運行，有必要對附屬設施存在的安全隱患加以探究，分析產生的原因，提出相應的處理對策。

1 存在的安全隱患

1.1 防汛道路

道路是淤地壩十分重要的一部分，不管是淤地壩本身防汛要求須有防汛道路，還是以壩代路解決兩岸群眾出行困難。然而道路只是淤地壩的一項附屬設施，從設計到施工都沒有得到特別的重視，在早期的相關規范和2020年水利部頒布的《淤地壩技術規范》(SL/T 804—2020)中均沒有關于防汛道路方面的明確要求。防汛道路設計不科學，排水設施不完善，導致壩體兩岸集水經防汛道路匯集后，沿道路排泄至淤地壩，沖刷壩肩、前后壩坡和壩坡截排水溝，給淤地壩的安全運行帶來了極大的危害。安定區的大中型淤地壩中，除56座淤地壩通過中央水利發展資金除險加固外，其余或多或少的存在此類安全隱患。

1.2 截排水設施

截排水設施包括防汛道路兩側渠道和前后壩坡起截水和排水作用的渠道。在早期的相關規范和《淤地壩技術規范》(SL/T 804—2020)中，對渠道設置的高度、縱坡中緩坡與陡坡銜接處的消能設施和建筑物、陡坡處截水環等均沒有明確的規定。在施工階段，沒有考慮渠道兩側土體的沉降，渠道頂端與兩側土方等高，經過一段時間的運行，渠道兩側土方就會出現沉降或沖刷，集水面來水無法匯入渠道，加之無截水環截水，來水沿兩側沖刷渠道外基礎，導致渠道基礎塌陷，嚴重破壞截排水設施，最終截排水設施不僅沒能成為壩體的“保護器”，反而成了“自毀器”，給淤地壩的安全運行埋下了嚴重的安全隱患，安定區大型和部分中型淤地壩均不同程度地存在此類安全隱患。

1.3 壩頂排水

淤地壩工程不但是溝道治理工程，也是連接兩岸道路的橋梁工程，安定區95%的大型和50%的中型淤地壩均發揮了以壩代路的作用。在工程設計和施工過程中，壩頂的排水沒有引起人們的足夠重視，但是隨著脫貧攻堅和鄉村振興的有序推進，以壩代路的作用日益突顯，各地的淤地壩作為跨溝工程起到了橋梁作用。安定區交通部門把松川等20多座淤地壩兩岸上壩道路和壩頂一并進行了混凝土硬化，但施工后壩頂均低于兩岸道路，兩岸來水沿硬化路面匯集引至壩頂，加之沒有考慮來水沖刷壩體，導致前后壩坡沖毀嚴重，給淤地壩的安全運行帶來了極大的隱患。

1.4 兩岸削坡

在安定區的56座淤地壩除險加固和4座新建淤地壩建設中，為了確保泄洪設施布設在原狀土上，增設泄洪設施時，均會在壩址處兩岸進行分級削坡，削坡后存在土質裸露問題，而在設計和施工中沒有對坡面和削坡留置的平臺采取保護和綠化措施，導致坡面沖刷嚴重，發生嚴重的水土流失，甚至有滑坡的風險，這違背了防治水土流失的目的，同時對淤地壩的安全造成了極大的威脅。

2 處理對策

2.1 優化設計

針對以上存在的安全隱患，在設計階段采取以下幾方面的措施：

(1)防汛道路來水無分流措施的，根據防汛道路沿途的地形條件，在小支溝處應增設分流設施，通過截排水渠道、路面攔水埂、路下涵管，攔截來水，引入集水池中，下設排水管，排至支溝內。

(2)針對集水、排水渠道高度設置不合理，路面來水無法排入渠道內，導致渠道形同虛設的問題，設計時應充分考慮路面的沉降量，渠道頂邊沿應低于路面10～20 mm，同時在陡坡處每隔30 m增設路面攔水埂，確保來水全部引入道路兩側渠道內。

(3)針對布設在防汛道路和壩肩的排水渠道因水流沿渠道兩側沖刷，導致基礎塌陷，渠道因此破壞嚴重的問題，設計時應在陡坡段渠道外側每隔8～10 m增設矩形截水墻，截水墻嵌入兩側30 cm、嵌入底部基礎50 cm，防止水流沿渠道外側沖刷基礎。基礎處理應符合相關的規定，讓渠道真正成為工程的“保護器”。

(4)為了防止壩址兩岸削坡產生嚴重的水土流失，解決存在的安全隱患和修復破壞的環境，削坡時應多措施并舉：一是應充分考慮采用植物和工程措施，平臺應設計成反坡，提高降水的利用率，確保平臺處植物的成活；二是在削坡平臺處種植爬山虎或坡面穴式種草來保護削坡面不被沖刷，同時在平臺處種植抗旱性強的樹種，美化環境；三是在平臺處增設截排水渠道，攔截坡面來水，同時在坡面兩端或中心位置，沿坡面方向增設排水渠道，將平臺渠道截水引至坡底，再根據具體工程情況引至安全處。

(5)針對兩岸來水沿防汛道路引入壩頂，而壩頂無截排水系統，造成前后壩坡和兩壩肩沖刷嚴重，給壩體造成嚴重的安全隱患，設計時應在壩頂增設攔水設施或縱向攔水埂(鋼筋混凝土邊埂)、收集雨水設施(雨篦+封底鋼管)、排水設施(PVC管)。雨水收集設施應布設在壩頂最低位置，雨水通過攔水設施引入集雨設施內，再通過排水設施排入庫區。通過布設截排水系統，可防止來水沖刷壩體，確保壩體的安全。

2.2 規范施工

雖然防汛道路、截排水設施、壩頂排水系統和兩岸削坡只是附屬設施，但是在施工過程中如質量得不到嚴格控制，對淤地壩的安全照樣造成威脅。因此，在施工時，各參建方在嚴格執行水利工程施工技術規范的前提下，還應做到以下幾方面：一是認真落實好合同制，嚴格按照設計方案進行施工；二是認真落實好“三檢制”，參建方各盡其職，提高重視程度，在思想和行動上做到主體工程與附屬設施同等對待；三是落實好監理制，監督施工單位確保工程質量。

2.3 加強聯動

近年來淤地壩的防汛道路和壩頂以村社道路標準進行硬化，建設單位為縣區級交通部門，在規劃和施工過程中只考慮道路本身的技術要求，沒有考慮道路硬化后徑流的去向，使村社道路成了雨水收集面而直接沖刷壩體，對壩體造成破壞。為此，水土保持部門應加強與交通部門的聯動，積極銜接溝通，在設計與施工時共同研究，以確保交通道路與淤地壩安全為前提，讓淤地壩發揮以壩代路的最大效益，最終做到雙贏。