摘要：淤地坝除险加固作业要具体情况具体分析，最大程度地完善技术措施，让除险加固预案体现出其应用价值、经济价值及可操作性，确保大坝项目的整体效益，以保证淤地坝的排险功能，从而让淤地坝能在防洪抗洪中发挥其应有的效能。本文对淤地坝除险加固工程初步设计进行了分析。
关键词：淤地坝；除险加固；工程设计
淤地坝是黄河流域治理水土流失的重要工程措施，这些工程对控制黄土区的水土流失、改善当地群众生产生活条件，促进农村经济发展发挥了重要作用，做好淤地坝除险加固工作意义重大。总之，淤地坝的除险加固工作任务任重而道远，必须以时不我待的工作状态投入到淤地坝的除险加固工作中去，使淤地坝充分发挥其效益，以保障人民群众的安全。
一、淤地坝病险特征
淤地坝存在的险情可归纳为两大类：一类是淤地坝自身存在的病险，如坝体裂缝、冲沟、陷穴、豁口、坡脚渗水、滑坡、滞洪库容不足、卧管局部受损和大部分毁坏、涵管尾水部位毁坏、出口陡坡明渠毁坏、涵管断裂、溢洪道局部和大部分毁坏、放水建筑物顶部岸坡或山体坍塌等。另一类是外在险情，主要发生在连环坝和三类病险坝上。在小流域坝系工程建设中，连环坝中下游坝的滞洪设计只考虑其控制流域区间的洪水流量，而当上游坝淤积库容超过设计值时，上下游坝安全风险会同步增大。三类病险坝就是下游有居民点、学校、工矿、道路等基础设施，溃坝后可能影响人民群众生命安全的病险坝。
二、淤地坝除险加固必要性
淤地坝是治理水土流失的重要工程措施，数量众多的淤地坝对控制水土流失、巩固退耕还林成果、改善生态环境等方面发挥了重要作用。当前，大中型水库的除险加固已基本完成，但实际上多数淤地坝在汛期，为拦截泥沙需蓄水，起着与小型水库同样的作用。由于淤地坝建设时，未按小型水库对待，设计不充分，投资偏少，建设标准低，施工质量差，又缺少必要的管护，今后还将对小型水库进行除险加固，虽然淤地坝建设的目的是拦蓄泥沙，损坏严重。但由于部分淤地坝建成时间早、设计标准低、工程质量差、坝体设施不配套、病险坝数量多，迫切需要除险加固。大部分淤地坝由群众施工，缺少必要的技术指导和监管，坝体填筑不密实，沉陷裂缝多，施工质量差。主要问题有：①有的淤地坝下游有居民和重要交通、通讯设施，防汛责任重、压力大；②与水库、河道相比，各级对淤地坝的安全运用和度汛重视不够，对可能出现的问题及所造成的严重后果估计不足，应急预案不具体，抢险物料和队伍落实难度大；③日常管护不到位。淤地坝建设标准低，坝体单薄、坝坡过陡及坝高不够；个别淤地未有开挖溢洪道，抗洪及泄洪能力不足；淤地坝泄水管开裂、错缝；淤地坝溢洪道无衬砌，岸坡坍塌、淤堵；④防汛形势严峻。由于无管护经费，不能进行正常的维护和管理，一旦发生水毁和损坏，得不到及时维修，进一步加剧了安全隐患。一旦遭遇大的降雨，其安全令人担忧。然而，国家召开了水利工作会议，将小型水库除险加固摆在了重要地位，期盼国家将淤地坝列入小型水库除险加固规划，及早安排实施，实现淤地坝的正常运行。目前，大中型水库的除险加固工作已基本结束，今后还将完成小型水库的除险加固。
三、淤地坝除险加固工程设计问题
1、涵洞(管)出口明渠修复。从以往淤地坝除险加固工程设计实践看，修复涵洞(管)出口明渠大多采用矩形断面：宽×高=80cm×80cm。据实地调查，淤地坝涵洞(管)出口明渠水毁的原因，主要是涵洞(管)满洞出流后，洪水溢过明渠侧墙，掏刷明渠基础造成垮塌。因此，紧邻涵洞(管)出口的明渠侧墙，拟高出涵洞20cm，在涵洞出口明渠3m处，明渠侧墙宜降为80cm高。
2、溢洪道宽度。
从骨干坝除险加固工程设计实践看，增设的溢洪道黄土地基较多，在调洪前就应考虑溢洪道的宽度。据设计经验，坝控流域面积3km2，溢洪道底宽可选3～3.5m；坝控流域面积4km2，溢洪道底宽可选4m；坝控流域面积5km2，溢洪道底宽可选5m。校核洪水水深一般控制在3m左右为宜。具体尺寸在粗调中确定。溢洪道宽度小于3m的按3m计算。
3泄槽水面曲线计算。泄槽的水面曲线计算有两个目的：一是确定侧墙高度；二是确定泄槽末端的水深，为消力池设计提供跃前水深。
《水土保持工程设计规范》及《水土保持治沟骨干工程技术规范》中规定，“泄槽边墙高度应按设计流量计算，高出水面线0.5m，并满足下泄校核流量的要求”。目前，设计人员确定泄槽侧墙高度时一般采用的方法是：设计水深+掺气高度+0.5m，与校核洪水的水深+掺气高度比较，取大值。起始断面、泄槽10m处断面和泄槽末端断面三个断面的连线即为设计泄槽侧墙高，这种方法确定的泄槽侧墙高度难以满足实际要求。因淤地坝淤面存在翘尾巴现象，一般翘起高度1/200～1/100，这样就减少了滞洪库容，当校核洪水来临时，水位升高，洪水就会溢过侧墙造成破坏。可采用泄槽边墙高度=设计洪水水深+掺气高度+0.5m，与校核洪水水深+掺气高度+0.2m相比较，取大值。若侧墙高度低于80cm，则取80cm。
四、淤地坝除险加固措施
1、加高大坝。适当加高大坝，可较大地增加调蓄能力，提高防洪标准。淤地坝淤满后，应从长远和当前的生产需要考虑，一般情况下坝地已开始耕种，坝前不蓄水，也可通过一次规划设计，分期加高坝体，按设计标准确定土坝加高高度，以达到最终坝高。为节省工作量，宜采用坝前加高的方式。加高高度应根据拦泥和滞洪库容要求设计。经实践，总结出土坝的三种加高形式，即坝前式加高、骑马式加高和坝后加高。加高方法可采用碾压施工，也可采用水力冲填施工。当坝前淤土为沙性或轻、中粉质壤土时，土体的脱水固结性能较好，可不设盖重体。反之，当坝前淤土粘粒含量大于20％，脱水固结速度较慢时，合理设计盖重土体的厚度和长度。如果地形条件限制不宜从坝前淤土上加高时，则需设置盖重体，并通过圆弧分析法进行抗滑稳定性计算，校核新老坝体接触面及坝基淤土的稳定性，也可选择骑马式和坝后贴坡式加高坝体。通常，加坝高度亦受限制，坝后贴坡式加高土方量大不经济，而对于骑马式则是在老坝体上把坝由缓变陡而加高，需要验算新老坝体接触面和原有淤地坝淤面的抗滑稳定性。
2、拓宽、加深溢洪道。在地形条件许可的情况下，投资可能大一些，但施工不受已建工程制约。在地形、地质条件许可且增加开挖量不大的情况下，将原溢洪道拓宽，开挖工程量不大，也可考虑增设溢洪道，投资也较少，但不应增加泄流量过大，以免加重下游河道的负担。为了提高防洪标准，而不降低堰顶高程，这是增加下泄流量、提高防洪标准的措施之一，如单纯依靠加高大坝，可能会带来很多问题，如库区移民和其他建筑物改建等。同时，可满足淤地坝防洪标准提高的要求，加大泄洪洞也有困难。此时采用适当加高大坝与增设新溢洪道相结合的办法。
此外，溢洪道设计主要是设计的溢洪道其进出口段离坝身太近。由于急流的掺气和脉动现象十分显著，且砌护厚度与边坡砌护高度都不能适应结构稳定要求，有些非岩基上的溢洪道设计时，常会产生剧烈的震动。有些溢洪道采用低标号的浆砌石或砼砌护，使工程安全受到影响。进口段如未进行有效的护砌，底部几乎没有反滤排水设施，极易发生滑塌，由于弯道流态、流势剧烈变化，容易导致两岸产生水面差，泄洪时一旦发生冲蚀现象。在布置溢洪道陡坡段有弯道时，凹岸水面壅高，并在下游衔接的平直段内产生折冲水流，极大地影响了泄流能力和消能效果。
参考文献：
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