(涼山州大橋水電開發(fā)總公司，四川 西昌，615000)

昔格達(dá)土是一種廣泛分布于川西南地區(qū)性質(zhì)特殊的巖層，遇水時(shí)易產(chǎn)生滑坡、崩塌等不良地質(zhì)災(zāi)害。由昔格達(dá)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖構(gòu)成的土壤被人稱為“昔格達(dá)土”。3億年前，由于地質(zhì)變遷，在四川省攀西地區(qū)形成了大量含昔格達(dá)土較多的地層，這種地層存在巖性軟、強(qiáng)度極低、穩(wěn)定性極差、承載力低、開挖后易風(fēng)化、遇水易崩解等問題。

1 工程概況

大橋水庫灌區(qū)一期工程始于四川省攀西地區(qū)的涼山州安寧河中上游冕寧縣漫水灣鎮(zhèn)，跨冕寧、西昌、喜德、德昌三縣一市，止于德昌縣德州鎮(zhèn)，渠道全長(zhǎng)114.8km，工程沿線多處渠道以暗渠方式穿越昔格達(dá)地層的河流、山溪溝，其中邛海支渠在西昌市城區(qū)北面以暗渠方式穿越了兩條較大的山溪河流，分別是西河和東河。西河和東河暗渠建成運(yùn)行后，均造成下游覆蓋河床的石塊、泥砂被水沖刷帶走，在暗渠處形成跌水，導(dǎo)致河床昔格達(dá)地層以上覆蓋物全部被水帶走后，最終發(fā)展為暗渠以下河道深切，兩岸崩塌，影響工程安全。因東河河道較寬，暗渠最長(zhǎng)，工程最為典型，故本文以東河為案例探討跨河(山溪溝)穿越昔格達(dá)地層工程處理方案。

1.1 工程建設(shè)情況及存在問題

邛海支渠東河暗渠全長(zhǎng)687m，暗渠設(shè)計(jì)過水流量3.6m3/s，暗渠寬2.6m，深2.5m(含底板和蓋板厚度)，暗渠頂置于河床沖刷深度以下1m(見圖1)，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。暗渠前段橫穿東河，暗渠通過段位于東河出山口后150m～200m，河床比降緩，沖刷作用不劇烈，主要表現(xiàn)為側(cè)蝕，沖刷深度2.0m～3.0m，河床堆積物為洪積的卵礫石夾砂；暗渠后段位于東河左岸Ⅰ級(jí)階地上，地表分布0.4m～3.0m的砂土、粘土巖，下伏卵礫石夾砂，結(jié)構(gòu)為中密～密實(shí)。

圖1 東河暗渠設(shè)計(jì)斷面

2002年7月，大橋水庫灌區(qū)一期工程邛海支渠開工，2008年4月完工。在工程建設(shè)過程中，因施工擾動(dòng)和邛海支渠東河暗渠開挖回填改變了東河河床覆蓋物，加之工程施工便道建成后，社會(huì)車輛在枯水季節(jié)到暗渠上下游東河河道，運(yùn)走大量城市建設(shè)需要的塊石、卵石，改變了河床現(xiàn)狀，降低了河床抗沖刷能力。東河屬典型的山溪河流，枯水期水量較小，豐水期經(jīng)常暴發(fā)山洪，洪水造成暗渠下游覆蓋河床的石塊、泥砂被水沖刷帶走，在暗渠處形成跌水，加劇沖刷，沖刷使跌水落差增大又加劇沖刷，如此惡性循環(huán)，導(dǎo)致河床昔格達(dá)地層以上覆蓋物全部被水帶走后，昔格達(dá)地層遇水崩解、垮塌，最終發(fā)展為暗渠以下河道深切，兩岸崩塌，形成5m～7m甚至更深的河槽，危及暗渠工程和下游堤防安全。

1.2 工程運(yùn)行后的情況

2007年，大橋水庫灌區(qū)一期工程邛海支渠東河暗渠建成后，暗渠以下東河河道開始被洪水沖刷，在暗渠處很快形成跌水，到2009年，下游長(zhǎng)約500m河道的河床覆蓋物全部被洪水帶走后，昔格達(dá)地層露出地面，遇水崩解、垮塌，形成5m～7m深的河槽，暗渠下游兩岸近400m長(zhǎng)的堤防基礎(chǔ)被水沖毀倒塌，暗渠基礎(chǔ)裸露。在此期間，為避免暗渠基礎(chǔ)被水沖毀，危及暗渠安全，保護(hù)下游堤防，工程管理單位每年投入大量的資金修補(bǔ)暗渠基礎(chǔ)，修筑暗渠下游護(hù)坦和河道兩岸堤防，但效果不明顯。新修筑的護(hù)坦洪水期很快被沖毀，堤防因河床深切至其基礎(chǔ)底部垮塌，暗渠基礎(chǔ)屢屢被洪水沖刷裸露，工程管理單位2010年、2011年、2012年分別聯(lián)系多家設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)了多種治理方案，實(shí)施后效果均不理想。

2 工程治理方案及效果

2.1 工程治理方案

要修建能抵御洪水的消力池、護(hù)坦、海漫、堤防等防護(hù)設(shè)施投資太大，工程管理單位無力承擔(dān)。2013年，工程技術(shù)人員提出在暗渠下游河道上按50m間距修筑兩道攔碴齒墻(攔砂壩)，攔阻河道推移質(zhì)，抬高河床保護(hù)暗渠和左右岸防洪堤基礎(chǔ)的治理方案。

根據(jù)河床下切深度，設(shè)計(jì)第一道攔碴齒墻抬高河床2.4m，基礎(chǔ)埋深2m，下游50m接第二道攔碴齒墻，設(shè)計(jì)抬高河床2.0m，基礎(chǔ)埋深2m。第二道攔碴齒墻設(shè)計(jì)了基礎(chǔ)防沖護(hù)腳和15m長(zhǎng)的鉛絲籠護(hù)腳與15m長(zhǎng)的護(hù)坦，防止工程下游被沖刷。因第二道攔碴齒墻攔阻泥砂抬高了河床，保護(hù)了第一道攔碴齒墻下游基礎(chǔ)不受沖刷，故第一道攔碴齒墻未設(shè)計(jì)基礎(chǔ)防沖的護(hù)腳和海漫。

圖2 大橋水庫跨東河治理工程平面圖

圖3 第一道攔碴齒墻橫剖面

圖4 第二道攔碴齒墻橫剖面

2.2 治理效果

2013年6月，治理工程實(shí)施后攔碴齒墻(攔砂壩)攔阻了泥砂，抬高了河床，保護(hù)了暗渠和堤防基礎(chǔ)，有效地解決了東河暗渠和下游防洪堤基礎(chǔ)沖刷問題，暗渠和下游防洪堤安全度過汛期。汛期結(jié)束后，檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)第二道攔碴齒墻的墻頂損壞、磨損嚴(yán)重，分析其原因?yàn)閿r碴齒墻的墻頂迎水面和過水面呈銳角，且下游水頭過大。需要優(yōu)化墻頂(壩頂)的過水面：一是需要將攔砂壩的頂加寬，同時(shí)設(shè)計(jì)為受力較好的光滑圓??；二是需要逐級(jí)增加多道攔砂壩，并逐級(jí)降低壩頂高程，減少最后一道攔砂壩的水頭，防止沖刷。

圖5 優(yōu)化后的攔砂壩剖面

2014年，西河采用優(yōu)化后的攔砂壩，并逐級(jí)增加多道攔砂壩攔阻泥砂抬高河床，治理西河暗渠基礎(chǔ)沖刷效果明顯，攔砂壩在汛期幾乎未受損。

3 結(jié)語

目前，安寧河右岸的大橋水庫灌區(qū)二期工程已開工建設(shè)，建議工程設(shè)計(jì)單位在處理水工、建構(gòu)筑物穿越、跨越昔格達(dá)地層河流、山溪溝時(shí)，應(yīng)盡量考慮以渡槽方式跨越，不擾動(dòng)河流、山溪溝河床穩(wěn)定。如因地形、地物限制無法跨越需要穿越的，需要采取工程措施進(jìn)行處理：一是盡量深埋水工、建構(gòu)筑物，避免建構(gòu)筑改變水流流向，造成河床不穩(wěn)定；二是在穿越河流、山溪溝的建構(gòu)筑物下游修筑二至三道攔砂壩，適當(dāng)控制河床高度，達(dá)到穩(wěn)定河床的目的；三是在施工過程中盡量不破壞河道原狀，不擾動(dòng)原河床穩(wěn)定。

工程管理單位在工程運(yùn)行管理工作中一旦發(fā)現(xiàn)河床擾動(dòng)失穩(wěn)，應(yīng)立即采取有效工程措施進(jìn)行治理，避免河床沖刷越演越烈。