黄家沟泥石流谷坊坝渗漏破坏的原因及处理措施

刘 彬，王泽荣

(四川省宜宾市水利电力建筑勘测设计研究院，四川宜宾，644000)

1 黄家沟泥石流概况

黄家沟沟域形态近似扇形，沟域平均纵向长度2.8km，平均宽度1.2km，沟域面积3.6km2。沟域分布不对称，左岸较宽，右岸较窄，最高点高程2890m，最低点高程 1570m，相对高差 1320m。“5.12”地震后，沟内新出现了大量的崩滑不良地质现象，为泥石流的发育提供了大量松散固体物源。黄家沟泥石流容重为1.766t/m3，在形成区(物源区)流速为3.96m/s～4.11m/s，在流通堆积区流速为4.15m/s～4.41m/s。近期规模最大的一次泥石流(2008年)历时约20min，在流通堆积区峰值流量为77.76m3/s～78.63m3/s，在形成区峰值流量为62.25m3/s～63.56m3/s;泥石流过流总量为2.49×104m3，固体物质冲出量为1.15×104m3;泥石流规模为中型。沟域岸坡以陡坡地貌为主，一般坡度35°～45°，岸坡植被发育，乔、灌、草均有生长，地震前地质灾害较少，生态环境良好。但由于斜坡较陡，地形临空条件发育，客观上具备崩塌、滑坡等不良地质现象发育的地形条件。“5.12”地震后，沟内新出现了大量的崩滑不良地质现象，为泥石流的发育提供了大量松散固体物源。

2 谷坊坝破坏概况

黄家沟泥石流的治理，设计方案为:在黄家沟形成区(物源区)内下段建2座重力式拦挡坝(2道谷坊坝)，主要功能是利用谷坊坝回淤压脚效用，分别稳定崩坡积物和固定河床;通过坝体的有效库容，降低过坝泥石流重度。

谷坊坝为浆砌块石重力坝，坝顶轴线全长16.7m，宽1.5m，上游坡面为1∶0.6，下游面坡1∶0.1。在坝顶中部设置溢流口，宽度6m，深度1.0m。在谷坊坝坝体溢流口坝段设置单排排水孔，孔高0.4m，宽0.4m，孔壁采用C25细石混凝土抹平，厚度为10cm。排水孔之间横向间距2.0m。

在2009年7月16日9∶00～12∶00，该区降雨量达54mm，次日又遭遇大暴雨，累计降雨量达365mm，导致泥石流沟多处发生滑坡，形成大量松散堆积物随着雨水流至谷坊坝。整个破坏过程为:坝背坡脚形成库容→大量松散堆积物达到谷坊坝后→排水孔被堵塞→库水通过背坡排水设施与坝堆渣料孔隙，浸泡原坝基与坝基两侧→坝基两侧出现局部渗漏→漏水逐渐加大→坝肩出现破坏→整个1#谷坊坝破坏→大量物质迅速下移冲击→2#谷坊坝迅速冲毁破坏。

3 破坏原因分析

3.1 特大暴雨+地震影响

谷坊坝设计标准为30年一遇，而实际发生的降雨量为60年一遇，大大超过了设计降雨量。另外，由于“5.12”地震影响，大量的松散堆积物堆积在河道，斜坡在暴雨的影响下更易形成较大规模的滑坡和崩塌，为泥石流的形成提供了大量物质和水源。

3.2 设计不完善

本坝只按常规大坝方案设计，设计方案不完善，排水孔尺寸较小，在大块石的作用下，几个排水孔迅速被堵塞，导致洪水不能及时排泄到下游。另外，谷坊坝尺寸偏小，拦蓄洪水及块石的能力较小。

3.3 施工质量差

3.3.1 坝体坝基质量不合格

谷坊坝坝基未放在基岩上，质量不符合相关规程规范要求。按照SL258－2000《水库大坝安全评价导则》规定:“实际施工质量大部分未达到规定要求或工程运行暴露出严重质量问题，影响工程，应根据本坝具有内外挡水功能、内排水以及坝体坝基施工质量进行充分论证与设计安全，可认为工程质量不合格”。同时，拦挡坝下游未设置防冲层，通过溢流口的水流易冲蚀掏空坝体基础;坝肩未深入基岩，在水位上升时，坝肩处最先出现渗漏，并带动整个坝体破坏。坝基质量不合格，是整个事故主要原因。

3.3.2 坝体质量不合格

原坝体质量要求为:圬工选用M10浆砌块石，块石强度不低于MV30。砌体圬工强度指标为:容许轴心承压应力［σ0］=1100kPa;圬工砌体容许直接剪应力［σj］=220kPa(齿缝)，［σj］=110kPa(通缝);圬工砌体容许拉应力［σL］=110kPa。但根据事后检测，部分坝体施工质量不达标，存在大块料集中。从开挖的墙体检查中发现，大块料集中且形成架空松散状态，不符合筑坝质量要求。同时在合格料、压实参数控制、压实度控制、分层验收等方面，也不符合相关规定。坝体施工质量不合格也是导致坝体渗漏、破坏的主要原因之一。

4 处理措施

绕坝渗漏的处理原则仍为上堵下排，以堵为主。但是，该泥石流谷坊坝由于自身的特点，宜采用以下措施进行处理。

4.1 重新校核泥石流一次性冲出量，校核泥石流动储量，降雨量等相关设计指标;建议增加谷坊坝个数及增大谷坊坝尺寸，以满足稳定崩坡积物和固定河床，通过坝体的有效库容，降低过坝泥石流重度的要求。

4.2 严格控制施工质量，加强施工质量管理。对坝体的材料、压实度、施工工序和尺寸严格控制。

4.3 坝肩位置处理要谨慎，应保证坝肩深入到稳定岩层中;坝基应进行处理，加大埋深及水泥标号;坝体前缘应设置3m～5m宽，1m～2m厚的防冲层，避免溢流水的冲蚀。

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