北蘇丹小型土石壩工程勘察設(shè)計的幾點經(jīng)驗

王立朝 陳建昌

自2010年10月河北天和咨詢有限公司進駐北蘇丹以來，先后考察了北蘇丹境內(nèi)20余項水利工程，并完成了北蘇丹集雨工程8座大壩的初步設(shè)計及施工圖設(shè)計任務(wù)。工程遍及北蘇丹全境，解決了數(shù)萬人旱季飲水困難的現(xiàn)狀，保證了北蘇丹偏遠地區(qū)畜牧業(yè)健康發(fā)展，同時也促進了地區(qū)和平與穩(wěn)定。

1. 基本情況

北蘇丹位于非洲東北部，紅海西岸，南北長約1360km，東西長約1510km。北鄰埃及，西接利比亞、乍得、中非共和國，南毗南蘇丹，東壤埃塞俄比亞、厄立特里亞，為非洲第三大國。

北蘇丹全國氣候差異很大，自北向南由熱帶沙漠氣候向熱帶草原氣候過渡，最熱季節(jié)氣溫可達50℃，全國年平均氣溫21℃，全境終年炎熱，長年干旱，降雨量自北向南由20mm遞增至1000mm以上，年平均降雨量不足100mm。自西向東以歐拜伊德—邁丹尼—加達里夫為降雨分界，以南地區(qū)降雨相對豐富，年均降雨量大于500mm，多年平均蒸發(fā)量約在 2000mm，80%降雨集中在 6～9月份，地面植被覆蓋率較高，以小灌木林為主。分界線以北降雨迅速減少，分界線以北150km處降雨量即減小到150mm以下，雨季植被覆蓋率較高，以矮草為主，雨季過后草木迅速枯竭退化，大部分地區(qū)變?yōu)槁懵渡巴痢?/p>

北蘇丹境內(nèi)地勢南高北低，西高東低，尼羅河貫穿北蘇丹南北，大多數(shù)河流均由南向北流，地形相對比較平坦，東部及南部地區(qū)地表以第四紀全新世新近沉積（沖、洪積、坡積地層）的黏性土為主，呈黑褐色，具有高塑性、高膨脹性。分布厚度在幾米至幾十米不等，地表植被覆蓋率較高。其他地區(qū)地表以砂土為主，基巖埋深較淺，地表植被稀少，水土流失嚴重。

2. 勘察設(shè)計的主要措施和成績

北蘇丹境內(nèi)大中型建筑工程的勘察設(shè)計依靠美國USTM及英國BS相關(guān)規(guī)范，施工技術(shù)主要依賴德國相關(guān)方面的規(guī)范。由于北蘇丹小型土石壩工程（也稱“集雨工程”）多位于偏遠地區(qū)，并且工程規(guī)模較小，官方同意采用中國相關(guān)規(guī)范勘察、設(shè)計和施工。

自2010年我公司進駐北蘇丹以來，參觀考察了20余項水利工程，包括水庫、蓄水池、電站及灌區(qū)等，對北蘇丹境內(nèi)工程概況有了準確把握，做到了知己知彼。通過前期的總結(jié)與積累，我公司承擔并完成了北蘇丹集雨工程Um Badir、Lagadab、AbuHadeed、AbuRajala、EIRosairies、Aggaga、Tundrah、Malwea等8項工程的勘察設(shè)計工作。其中前4座大壩已經(jīng)實施并完成，UmBadir大壩因為布置緊湊、結(jié)構(gòu)簡單、效益明顯、經(jīng)濟實用得到了業(yè)主及周邊居民的一致好評。

3. 勘察設(shè)計經(jīng)驗和建議

3.1 入鄉(xiāng)隨俗、尊重當?shù)匚幕?/h3>

在北蘇丹進行水利工程勘察設(shè)計首先要了解當?shù)仫L(fēng)俗人情，做到入鄉(xiāng)隨俗。北蘇丹境內(nèi)超過80%的居民信奉伊斯蘭教，都是虔誠的穆斯林，他們淳樸善良、熱心好客、樂于助人。在北蘇丹境內(nèi)與人交往首先要了解當?shù)氐娘L(fēng)土人情，尊重他們的信仰，尊重他們的人格，共同進餐要尊重當?shù)厝孙嬍沉?xí)慣，日常行為要尊重當?shù)厝松盍?xí)慣，良好的交際可以幫助化解多種困難。

3.2 注重工程的實用性

北蘇丹集雨工程采用中國規(guī)范進行設(shè)計，但是由于國內(nèi)規(guī)范的局限性，造成個別工程不能滿足規(guī)范要求，例如供水保證率的選取，應(yīng)該根據(jù)地形條件及降雨條件確定，盡可能提高蓄水量。由于北蘇丹境內(nèi)多為游牧居民，人口轉(zhuǎn)移流動較大，無法確切計算需水量，因此在地形、地質(zhì)、降雨等條件容許的范圍內(nèi)應(yīng)盡量提高蓄水量。同時還要考慮當?shù)匦钏畮爝\行的現(xiàn)狀，由于雨季第一場雨往往帶有大量泥沙，第二場雨泥沙含量將會大減，為保證水庫庫容，當?shù)厝硕紩谒畮焐显O(shè)置放空洞，用于宣泄第一場雨水。國內(nèi)通常采用死水位確定放空洞高程，而死水位對于蘇丹土石壩工程沒有意義，通過計算的死庫容往往比較大，使得水庫放空洞高程較高，失去放空的作用，因此須根據(jù)工程實際情況靈活應(yīng)用。

3.3 重視地質(zhì)勘察

北蘇丹境內(nèi)尤其是首都喀土穆以南地區(qū)，超過80%的地表土為高膨脹土，其中南科爾多凡州部分地區(qū)土壤膨脹系數(shù)最高達180%，雨后地面能升高300～400mm，滲透系數(shù)均為弱滲透性，可作為庫區(qū)防滲體使用，但當壩基部位出現(xiàn)膨脹土?xí)r需要特別注意，當覆蓋層較薄時盡量全部清除換填滿足設(shè)計要求的土，分布較深時須采取必要處理措施。由于膨脹土具有較好防滲性，因此該區(qū)域內(nèi)庫區(qū)滲漏性較弱，有利于水庫蓄水?？ν聊乱员钡貐^(qū)地表覆蓋層多為砂土，黏粒含量一般小于10%，滲透系數(shù)相對較大，設(shè)計中要注意對壩基及壩體滲漏的控制，新建水庫要加強對庫區(qū)滲漏的勘察分析。