陆浑灌区填方坝加固工程处理措施

□程改芳（河南省陆浑水库管理局）

0 引言

陆浑灌区工程规划有5条干渠，即总干渠、东一干渠、东二干渠、西干渠及滩渠。1970年动工兴建，系文化大革命时期，渠道等大多数工程为大兵团作战，群众性施工，片面追求进度，质量没有保障。自开灌以来，尽管实际过水流量不足设计的1/3～1/2，填方坝事故依然频发。

1 填方坝事故

据统计，在1974-1988年渠道运行的14年中，总干渠放水92次，因工程事故停水24次，其中填方坝事故14次；东一干放水22次，因事故停水18次，其中填方坝事故9次，东二干通水74次，垮坝20座次，因为这些事故的存在给管理运用带来很大困难，每次灌溉期间，灌区管理工作人员总是提心吊胆，全部吃住在渠上，成立抢险队，对险工险点昼夜巡逻监视，灌区成了“防汛河”。过水能力不足，上、下游争水矛盾突出，大大制约了灌溉效益发挥。

为了对填方坝的填筑质量有一个全面系统的了解，82年对其中的51座填方坝进行挖坑取土试验（挖坑573个，取样4119个），按样计，干密度最高 1.57 t/m3，最低 1.15 t/m3，其中：1.55～1.57 t/m3的3座，占5.9%；1.51～1.54 t/m3的9座，占17.6%；1.50～1.45 t/m3的9座，占37.3%；<1.45 t/m3的20座，占 39.2%；而>1.60 t/m3的没有，而设计要求填方坝的最小干密度应>1.60 t/m3,因此都不满足设计要求。

2 填方坝事故成因分析

2.1 没有质检机构进行质量控制

由于施工是大兵团作战，普遍存在只赶进度，忽视质量的思想，未设专门质检机构和专职人员进行质量控制。

2.2 填土厚度大

填方坝大多是东方红链式拖拉机单车空压，一般每层厚度皆在40～50 cm以上，远大于每层厚度15 cm左右。

2.3 碾压遍数少

拖拉机空压一般只压四遍左右，很少超过五遍，且取土区土的含水量远小于最优含水量。据试验，豫西黄土、红土要达到1.60 t/m3的干密度，在含水量适宜，厚度不超过15 cm的情况下需要碾压10遍以上。

2.4 填土土块大

在施工过程中，部分填土土块比较大，据挖坑取样得知，最大土块达50 cm，一般20～30 cm，土块之间的缝隙比拳头还大。

2.5 没有很好削坡清基

填方土渠与沟壑两岸接触部分一般坡度都比较陡，施工中为了赶进度，不削坡，有的甚至不清基，加之土料从沟两岸往下倒，虚土很厚，每层填土很难与沟岸老土层紧密接触，填土与沟岸之间存在一层未压实的虚土带，严重地影响了工程质量，致使填方坝两端都出现多条横缝。另外，两施工单位接界处没有进行交错搭接施工，造成一个上下竖直的虚土带。

3 处理措施

陆浑管理单位对灌渠通水以来，出现的各种工程质量问题，也不断地进行除险加固，其中比较大规模的加固工程有3次，分别是建设时期的“近期加固工程”即“第一期除险加固工程”、第二期除险加固工程、以及现在按年度实施的续建配套与节水改造工程。在这3次的加固改造中，填方坝工程每次都是加固的重点工程，现对多年来我们在填方坝工程的处理改造措施总结如下：

3.1 第一次除险加固工程

第一次除险加固工程发生在陆浑干渠工程修建的后期，当时对先完工的渠段进行试通水，便发现严重的工程问题。灌区指挥部经研究决定：一方面续建东一干渠，一方面对已完工的干渠工程（总干渠、东一干渠东宋以上60.90 km及东二干渠）进行加固。由于受当时经济投资的限制，原则上是对暂不影响通水的工程暂缓处理，以便提高投资效果，及早发挥工程实效。对填方坝的加固方案为：

3.1.1 灌水湿陷与灌浆

用浸水、灌泥浆等方法对裂缝、坝岸接头进行加固处理，使其早日沉陷固结。此次安排填方坝灌浆61座，灌浆在一定程度了使这些坝体结构得到改善，缓解了填方坝险情。

3.1.2 加高培厚坝坡

针对有些坝沉陷较大，坝外坡较陡，需对此进行加高培厚，使其坝顶达到设计标高，坝外坡达到设计边坡。设计自堤顶垂直向下每6～8m为一级，第一级外坡比为1：1.50，以下边坡比依次为 1：2，1：2.50，1：3等；即每降一级，外坡比增加 0.50。

3.1.3 修建坡面排水沟

大多填方坝建设时没有修建排水沟，下雨时在坝坡上形成许多冲沟。此次安排对151座坝修建排水沟，总长31953m。排水沟设置为：填方坝外边坡每级变坡处设1m宽的平台，各级平台上设纵向排水沟，填方坝与岸坡接头处设顺坡排水吊沟，对填方坝较长的，平均每隔50m加设一条横向排水沟，与纵向排水沟相连通，以使排水畅通，保证填方渠道安全。排水沟用C10混凝土护砌，设计断面底宽为0.30m，深0.50m，边坡1：0.75。

3.1.4 渠内混凝土衬砌

受工程投资所限，安排原则为：填方坝位于村庄上游，群众居住密集，渠高村低，渗水将危及住房的坝段；填方坝施工时，老沟岸接头处未经削坡处理的在接头部分先行护砌；土层渗透性较强，渗漏较严重的坝段，先护砌填方两端结合部位。此次采用C10混凝土衬砌，厚8 cm，伸缩缝采用聚氯乙烯胶泥充填，表层塞沥青砂浆。

3.1.5 植物护坡

在填方坝外侧坝坡，第一级平台以上坡面，采用草皮护坡，第一级平台以下坡面，采用种植紫穗槐，以保护坝坡，免受雨水冲刷。

3.2 第二除险加固工程

3.2.1 劈裂灌浆加固坝体

此次加固安排填方坝劈裂灌浆85座，在总结以前经验的基础上，严格按照部颁SD266—88《土坝坝体灌浆技术规范》进行设计和施工，灌浆加固后，有效的防治了坝体渗漏，效果明显。具体做法为：布孔：沿坝顶距离渠道内缘0.80～1.00处布设一排平行于坝轴线的灌浆孔，终孔距离及孔深根据渗漏部位分三种情况。一是坝肩漏水：孔距2.50m，孔深伸入老土0.50～1.00m；二是坝身漏水：孔距5m，孔深伸入漏水部位以下2～3m；三是坝脚漏水，孔距5m，孔深伸入老土0.50～1.00m。土料选择：每座坝都要作灌浆土料试验，选用的土料粘粒含量20%～30%，粉粒含量30%～50%的重粉质壤土和粉质壤土，浆液比重1.30～1.50。施灌方法：采用分序、分次、定量灌注。实际一般分二序孔，待一序孔灌浆结束后，再进行第二序孔灌浆，每次吃浆量为每延米0.50～1.00m3。每孔复灌3～5次，每次复灌间隔时间≥3～5 d。注浆方法为孔底注浆全孔灌注法，不设阻浆塞。浆压力为0.50～1.00 kg/cm2,瞬时≤3.00 kg/cm2,尽量控制内劈外不劈，坝顶劈缝≤3 cm。

3.2.2 充填灌浆加固坝体

本次安排充填灌浆填方坝23座，此种方法适用于坝体出现裂缝及坝下出现出逸点，有细流渗出，极易形成钻洞垮坝事故的地方。具体施工办法为：布孔：骑缝按梅花型布孔3排，孔距2.50m，孔深至裂缝终点下1～2m。灌浆土料：要求粘粒含量20%～45%，粉粒含量40%～70%。施灌方法：灌注程序按分序、分次、定量灌注，每延米每次灌浆量控制在0.30～0.50m3；孔口压力控制在0.50 kg/cm2,灌注由下至上，下套管分段灌注，每段长5m左右。

3.2.3 加高培厚坝坡

填方坝经过10-20年的运用，大部分坝的沉陷已趋于稳定，本次仅对6座填方坝进行加高培厚。施工要求与第一次与除险加固相同。

3.2.4 混凝土衬砌防渗

此次安排36座填方坝混凝土衬砌，采用150#混凝土衬砌，衬砌厚度渠底8 cm，边坡8～12 cm，坡脚设齿槽，边坡设横肋，伸缩缝底部铺宽50 cm宽的塑膜，再以低标号水泥砂浆填缝。

增设坡面排水系统、填方坝绿化与第一次除险加固方案相同，在此不再赘述。

3.3 填方坝加固方案

3.3.1 渠内衬砌

渠内采用10 cm厚的C20混凝土进行防渗，沿渠每隔5m设一道横向伸缩缝，渠底每隔5m设一道横向伸缩缝，缝宽2 cm，下部全断面铺设200 g+0.30mm+200 g二布一膜复合防渗土工膜；渠道底部及两侧分别设一道纵向伸缩缝，缝宽2 cm，缝内采用低发泡沫板填充10 cm。

3.3.2 坝坡加固

填方坝背水坡除按第二期除险加固时期灌浆、加高培厚、修边坡排水沟、草皮绿化加固外，对坝脚设置岸坡排水沟，坝脚与农田交界处设置混凝土挡土墙一道，墙厚25 cm，墙高1.00m，出露地面0.50m，地下0.50m。

4 结论

两次除险加固工程后，经多年运用，证明了各项工程设计、施工方法是正确的，符合实际情况，取得了良好的效益。特别是经过近几年除险加固与续建配套工程，效果尤为明显：一是干渠输水能力明显增加。干渠安全运行流量由原来的36m3/s增加到42m3/s，增幅16.70%。二是渠道输水流速明显增大，水流时间缩短。从渠首到内埠水流时间由22 h左右缩短到13 h左右；从渠首到巩义水流时间由72 h左右缩短到49 h左右；节省31.90%。三是灌溉周期明显缩短。由工程实施前的30余天缩短到不足20 d，节约1/3左右时间。

虽然现在的续建配套与节水改造工程质量高，效果显著，但灌区渠道占线长，工程庞大，要达到设计目标，还需要很多年的投入和改造。相信续配套与节水改造工程结束时，陆浑灌区一定是工程坚固耐用，各项配套设施齐全，管理先进的现代化灌区。