新疆土石壩建設(shè)與運(yùn)行突出問題及對策研究

柳 瑩，李 江，彭兆軒，馬 軍

(新疆水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)管理局，新疆 烏魯木齊 830000)

土石壩具有對復(fù)雜地質(zhì)條件的良好適應(yīng)性、就地取材和節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)，成為世界壩工建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛的壩型之一[1]。新疆地處干旱半干旱地區(qū)，水資源時(shí)空分布不均，興修水利工程是緩解水資源短缺的有效途徑之一。針對新疆獨(dú)特的筑壩環(huán)境條件，眾多工程開展了大量的探索與實(shí)踐。在壩型選擇上形成了以當(dāng)?shù)夭牧蠅沃心雺菏綖r青心墻砂礫石壩、混凝土面板砂礫石壩為主的壩體結(jié)構(gòu)型式，體現(xiàn)了砂礫石壩體變形較小、投資較省的特點(diǎn)。但由于壩體材料為散粒體，在壩體變形過大或出現(xiàn)不均勻變形時(shí)，容易出現(xiàn)壩體裂縫，或出現(xiàn)防滲體破壞導(dǎo)致滲漏等安全問題。若不重視這些安全問題未做及時(shí)妥當(dāng)?shù)奶幚恚诤罄m(xù)運(yùn)行過程中還有可能會引發(fā)各類安全事故，造成國家和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的重大損失。因此，有必要對土石壩建設(shè)和運(yùn)行安全問題進(jìn)行全方位的探討與分析，結(jié)合建設(shè)過程和后續(xù)運(yùn)行管理過程，本文對土石壩工程中建設(shè)和運(yùn)行中的突出問題進(jìn)行了探討，并提出了合理的對策建議。

1 水庫大壩建設(shè)概況

我國的水利發(fā)展較國外有所滯后，1949年新中國成立以前新疆僅有3座平原水庫，難以滿足當(dāng)時(shí)人民群眾的生產(chǎn)生活需要。自20世紀(jì)50年代開始，在國家大力支持下開始興修水利，但大都以平原水庫為主[2]。從20世紀(jì)90年代開始，隨著建壩技術(shù)的提高，逐漸由平原水庫向山區(qū)水庫過渡。截止2018年底，新疆(含兵團(tuán))已建成的水庫共703座，但小型水庫和平原水庫占絕大部分，且大多水庫服役時(shí)間較長，存在諸多安全隱患。地方所屬現(xiàn)已建成的520座水庫(后文所述均不含兵團(tuán))，總庫容201.99億m3，平原水庫中80%以上均是小型水庫。全疆已建水庫個(gè)數(shù)及庫容如圖1所示，全疆平原水庫按工程等別分類情況如圖2所示。圖1中水庫個(gè)數(shù)與文中水庫個(gè)數(shù)不符(520座)。

圖1 全疆已建水庫數(shù)量及庫容

圖2 全疆平原水庫按工程等別統(tǒng)計(jì)

1.1 水庫大壩建設(shè)發(fā)展歷程

據(jù)近幾十年大壩建設(shè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，新疆的大壩建設(shè)囊括了各類壩型，依據(jù)壩型可將新疆大壩建設(shè)歷程分為3個(gè)階段[3]。第1階段是20世紀(jì)60—70年代，主要為引水注入式水庫；第2階段是20世紀(jì)90年代，均質(zhì)土壩依然在平原水庫中占比較大，但其它壩型也在逐漸發(fā)展，如面板壩、瀝青心墻壩及碾壓混凝土壩等多種壩型；第3階段是21世紀(jì)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大壩的數(shù)量和壩高均在快速增長，壩高超過70m的有62座，壩高超過100m的高壩有27座，全疆水庫按建設(shè)年代統(tǒng)計(jì)如圖3所示。全疆山區(qū)水庫共262座，壩型主要有瀝青心墻壩、面板堆石壩、均質(zhì)土壩、黏土心墻壩、等。各壩型占比如圖4所示。

圖3 全疆水庫按建設(shè)年代統(tǒng)計(jì)

圖4 全疆山區(qū)水庫各壩型占比情況圖

1.2 土石壩建設(shè)規(guī)模

土石壩根據(jù)防滲材料的不同又可分為面板壩、瀝青心墻壩及土工膜心/斜墻壩等，各類土石壩的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件見表1。全疆山區(qū)水庫中土石壩共214座，北疆、東疆、南疆三大區(qū)域土石壩的建設(shè)概況如圖5所示。因南北疆地形地質(zhì)條件的差異，山區(qū)水庫大都建設(shè)于北疆，約占63.5%，其中瀝青混凝土心墻壩和均質(zhì)土壩數(shù)量較多，黏土心墻壩和土工膜斜/心墻壩較少；南疆地勢平坦、干旱少雨，山區(qū)水庫較少，其中土工膜斜墻/心墻壩數(shù)量最少，而近50%的壩型為瀝青混凝土心墻壩；東疆僅有吐魯番和哈密兩個(gè)地州且面積不大，建壩數(shù)量較南北疆少，其中以均質(zhì)土壩為主，瀝青混凝土心墻壩次之。通過以上分析可知，瀝青混凝土心墻壩在新疆運(yùn)用最多。

表1 各土石壩優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件

圖5 全疆山區(qū)水庫按壩型

2 土石壩建設(shè)運(yùn)行存在的主要問題

新疆地域遼闊，工程建設(shè)條件極其復(fù)雜，具有高嚴(yán)寒、高海拔、高地震、深覆蓋層、多泥沙以及少水文資料的特點(diǎn)。河床覆蓋層厚，砂礫石豐富。因此，新疆早期建設(shè)大壩基本都為土石壩，至今仍然還有大量修建于早期的土石壩在“帶病運(yùn)行”，新疆土石壩建設(shè)運(yùn)行主要存在洪水漫壩、邊坡坍塌及壩基防滲等諸多問題，如圖6所示。

圖6 土石壩建設(shè)主要問題匯總圖

2.1 洪水與漫壩問題

相關(guān)數(shù)據(jù)資料表明，我國在1954—2019年之間潰壩數(shù)量高達(dá)3451座，九成以上是土石壩，而全國所有省份、自治區(qū)、直轄市中新疆的潰壩率位居前三。經(jīng)過研究不難發(fā)現(xiàn)，洪水漫壩是造成水庫潰決的主要原因[13]。我國大多數(shù)小型水庫土石壩建設(shè)年代久遠(yuǎn)，普遍存在淤積嚴(yán)重，壩體強(qiáng)度低、抵御洪水能力低等特點(diǎn)。再加上氣候環(huán)境的變化，夏季融雪型洪水頻發(fā)，再與暴雨型洪水疊加，對土石壩是極大的考驗(yàn)[14]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，新疆在1958年到2002年之間僅因洪水漫頂決堤的水庫就有34座，占所有潰壩總數(shù)的21.7%[15]。因此洪水與漫頂問題為新疆土石壩建設(shè)運(yùn)行中的突出問題之一。2018年7月31日哈密沁城區(qū)遭遇強(qiáng)降雨，射月溝水庫校核洪水位300年一遇，而實(shí)測遭遇10000年一遇洪水，最終發(fā)生潰壩，造成人員死亡以及房屋、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水利設(shè)施等災(zāi)害損失，如圖7所示。

圖7 哈密射月溝水庫潰壩

2.2 岸坡高邊坡與垮塌問題

通過對我國土石壩邊坡穩(wěn)定性遭受破壞的實(shí)際案例進(jìn)行分析可以得知，水庫岸坡通常以剪切破壞為主，當(dāng)土體內(nèi)部剪應(yīng)力達(dá)到或大于抗剪強(qiáng)度時(shí)，將會導(dǎo)致庫岸垮塌問題，滑移面一般為圓弧形或圓弧與夾層泥的組合，也被稱之為滑坡。在實(shí)際工程應(yīng)用中，水庫邊坡的滑動力和抗滑力是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素，兩者具有明顯的關(guān)聯(lián)性，而其主要受到破體質(zhì)量、材料性質(zhì)及含水量等諸多因素的影響[16]。例如恰克馬克河T水庫邊坡開挖后，因未及時(shí)支護(hù)造成開挖邊坡出現(xiàn)垮塌，影響進(jìn)水口的安全，造成工期一定程度延誤。N水庫邊坡坍岸，水庫在二期蓄水階段，隨著蓄水位的抬升，庫區(qū)兩岸巨厚粉土由干燥狀態(tài)轉(zhuǎn)為飽和狀態(tài)，加上沖刷及淘蝕作用，兩岸巨厚粉土發(fā)生變形并不斷滑塌，對庫區(qū)水下及水上地形的測量，表明滑塌總淤積量達(dá)1872萬m3，設(shè)計(jì)死庫容基本全部淤損，影響了水庫效益發(fā)揮，水庫岸坡坍塌如圖8所示。目前水庫采用低水位、間歇式?jīng)_沙進(jìn)行沖淤處理。這主要還是因?yàn)椴糠炙畮煸诮ㄔO(shè)中普遍存在對庫岸高邊坡勘測設(shè)計(jì)、施工重視程度不夠等問題。

圖8 N水庫邊坡坍塌

2.3 地基與防滲問題

土石壩在水庫蓄水后，無論是壩基、壩身還是壩肩，都會承受不同程度的水壓力，因國內(nèi)土石壩因水壓力作用發(fā)生滲透變形導(dǎo)致水庫失事的約占31.7%[17]。由于新疆特殊的地形地質(zhì)條件，河谷深切，覆蓋層深厚，部分地方有軟弱夾層，透水性強(qiáng)，建設(shè)施工難度大且施工地點(diǎn)有時(shí)為高寒地區(qū)，使得土石壩地基的防滲處理難度很大，土石壩地基與防滲問題為新疆土石壩建設(shè)運(yùn)行突出問題之一。如N水庫在初期蓄水過程中，滲壓計(jì)顯示大壩繞壩滲流隨庫水位的上升相繼出現(xiàn)滲壓水頭，當(dāng)庫水位蓄至2472.8m高程時(shí)，壩后坡腳出現(xiàn)滲流。2020年6月，水庫水位2470m，滲水量達(dá)181L/s。水庫下游滲水情況如圖9所示。

圖9 N水庫壩腳滲水

2.4 結(jié)構(gòu)與破壞問題

混凝土面板堆石/砂礫石壩因其抗震性能好、適應(yīng)地基變形能力強(qiáng)，在地震多發(fā)地帶的應(yīng)用極為廣泛，全疆已建百米級的混凝土面板壩10座，在建的3座[18]。高面板壩變形控制問題直接關(guān)系到面板防滲系統(tǒng)的安全，實(shí)踐中壩體變形量過大或變形不協(xié)調(diào)等容易導(dǎo)致面板裂縫，成為土石壩建設(shè)運(yùn)行中的突出問題之一。例如BK水庫面板堆石壩壩高63m，由于填筑質(zhì)量控制未完全到位，運(yùn)行后墊層料局部產(chǎn)生流失，造成面板整體斷裂、壩后滲水嚴(yán)重，同時(shí)壩體變形較大造成壩頂防浪墻開裂、壩后坡局部隆起；MHY水庫(瀝青心墻壩，壩高69m)蓄水后，由于壩肩兩側(cè)繞滲，造成大壩局部產(chǎn)生變形破壞，如圖10所示；壩高147m的JK面板堆石壩面板出現(xiàn)裂縫，2020年10月18日查明大壩25#—27#面板下部、高程686～688.7m附近存在錯(cuò)臺和破損裂縫(最大錯(cuò)臺35cm、張開15cm)，27#面板為明顯吸入?yún)^(qū)，18#面板裂縫分布密集，主要為高程700m以下，且大部分延伸至水下，19#面板近面板縫破損部位隆起，下部有空腔現(xiàn)象。

圖10 MHY水庫墻體拉裂及護(hù)坡隆起

實(shí)踐表明：混凝土面板產(chǎn)生大的裂縫主要原因不是混凝土不密實(shí)，而是由于大壩的不均勻變形過大導(dǎo)致的，提高抗?jié)B、抗凍、強(qiáng)度等級也不能從根本上解決問題。根據(jù)面板裂縫的類型及成因，可將其分為三類[19]。一是填筑質(zhì)量不到位致使墊層料流失，造成面板破裂；二是由于防滲措施不到位，造成壩體兩側(cè)繞滲，致使面板產(chǎn)生局部變形破環(huán)；三是由于壩體分區(qū)填筑，先填筑的壩體相較于后填筑的壩體后期沉降量小，故產(chǎn)生了較大的沉降差異致使面板產(chǎn)生了錯(cuò)臺和破損裂縫。

2.5 泄水與安全問題

關(guān)于土石壩泄水與安全方面的突出問題主要有兩點(diǎn)。一是因受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件和建筑材料局限，大部分泄水建筑物砌體結(jié)構(gòu)的砂漿都是由黃泥、石灰、水泥混合成的漿料，其強(qiáng)度、耐磨性、抗腐蝕性等均較低[20]，從而造成了泄水建筑物裂縫、磨損等問題。如新疆W水庫為Ⅲ等中型工程，泄水建筑物由溢洪洞、泄洪沖沙兼導(dǎo)流洞組成。水庫工程自截流以來，由于一直未下閘蓄水，深孔泄洪沖砂洞長期處于導(dǎo)流狀態(tài)，已經(jīng)歷8個(gè)汛期，混凝土長期受泥沙磨蝕，建筑物過流面破壞，如圖11所示。2014年以來，建設(shè)單位對深孔泄洪沖沙洞進(jìn)行較大規(guī)模的修補(bǔ)共有3次。N水庫為中型水庫，2019年11月對導(dǎo)流兼泄洪沖沙洞檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)流兼泄洪沖沙洞有壓洞洞身段洞內(nèi)混凝土襯砌段底拱磨損嚴(yán)重，部分鋼筋外露，甚至受力筋被磨斷，如圖12所示。二是由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)不夠完善，現(xiàn)行管理調(diào)度分配不夠合理，且大多數(shù)都已是超期服役造成的局部沖刷破壞問題。S水庫主壩段為重力壩(泄水壩段)與土石壩組合，由于超限蓄水，遭遇強(qiáng)降雨時(shí)緊急下泄超量洪水，造成了下游擋墻局部沖刷破壞。

圖11 W水庫深孔沖沙泄洪洞磨蝕破壞

圖12 N水庫底孔泄洪洞磨蝕破壞

2.6 生態(tài)與保護(hù)問題

綠水青山就是金山銀山，目前生態(tài)保護(hù)已提到了相當(dāng)?shù)母叨?，水利工程建設(shè)也不例外，在合理布置擋水壩、溢洪洞/道、放空洞等建筑物時(shí)均需考慮設(shè)置集魚設(shè)施，保護(hù)魚類多樣性。但目前多數(shù)水利工程沒有充分地處理好二者之間的關(guān)系，對下游集魚設(shè)施干擾較大[21]。水利工程規(guī)模大，修建過程中難免會有大面積開挖及棄料的堆積問題，這將會導(dǎo)致原有的植被破壞，進(jìn)而導(dǎo)致水土流失，嚴(yán)重影響水庫區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。水庫上游兩岸邊坡一般都會人工種植植被以加固其穩(wěn)定性，而下游邊坡不影響工程安全，通常被忽略。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全疆每年的除險(xiǎn)加固水庫中，就有1.5×108m2的下游壩坡植被遭到破壞，水土流失嚴(yán)重，土質(zhì)松散裸露，在降雨天氣時(shí)極易造成沖刷導(dǎo)致泥石流。

2.7 設(shè)計(jì)與變更問題

水庫大壩的建設(shè)地點(diǎn)大都遠(yuǎn)離城市，深居溝壑山谷之間，極為偏僻，這就對勘測現(xiàn)場帶來了極大的挑戰(zhàn)，加之規(guī)劃設(shè)計(jì)精度不足而未能結(jié)合實(shí)際情況合理規(guī)劃，導(dǎo)致工程規(guī)劃效率和質(zhì)量不高。在實(shí)際工程建設(shè)中，因前期地勘工作不扎實(shí)，未能對地下水或巖層穩(wěn)定性作出準(zhǔn)確的判斷，都會直接影響工程建設(shè)質(zhì)量[22]。在水庫后期運(yùn)行中，因當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件限制，監(jiān)測設(shè)計(jì)系統(tǒng)也不夠完善，起不到監(jiān)測大壩安全運(yùn)行的作用[23]。

隨著技術(shù)的發(fā)展，建設(shè)模式也發(fā)生了變化，由業(yè)主負(fù)責(zé)制到EPC、PMC、PPP、代建制、特許經(jīng)營等；資金投入渠道也多元化，由政府投入到政府和社會資本(私營、民營等)投入多元化；審查體制也發(fā)生了變化，由政府專業(yè)部門主導(dǎo)審查到購買服務(wù)(政府委托社會機(jī)構(gòu)評審)。這一系列的變化也產(chǎn)生了未批先建、設(shè)計(jì)漏項(xiàng)、批了未建等一系列問題?，F(xiàn)代水利工程建設(shè)模式多元化不同方式中原建設(shè)管理單位的作用與建設(shè)資金的適用如何對待，一般代建費(fèi)用和項(xiàng)目管理費(fèi)用不得超過建設(shè)管理費(fèi)，實(shí)際執(zhí)行中怎么確定，是否能控制住，還有待進(jìn)一步完善解決。

3 土石壩突出問題的對策

3.1 提高筑壩標(biāo)準(zhǔn)，增大超泄能力

新疆山區(qū)河流少缺少水文資料，土石壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確確定存在很大難度，且小型土石壩防洪庫容有限，洪水調(diào)節(jié)能力差。再者小型土石壩筑壩材料主要由砂礫石和石渣組成填筑標(biāo)準(zhǔn)較低，抗沖能力較弱。因此，在遭遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，土石壩極易發(fā)生漫壩，很容易因水流沖刷導(dǎo)致潰壩。在不大幅增加建設(shè)成本的條件下，為了保障下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全，作者等[24]提出了“漫而不潰”理念，為超標(biāo)準(zhǔn)洪水條件下土石壩應(yīng)急搶險(xiǎn)爭取時(shí)間。土石壩傳統(tǒng)的布置由擋水壩、泄洪表孔和防水底孔三大構(gòu)件組成，為了抵御超標(biāo)準(zhǔn)洪水，可采取以下3種措施：一是溢洪道加寬方案，根據(jù)壩址處地形地質(zhì)條件適當(dāng)加寬溢洪道，在條件允許的情況下盡可能的使用超泄能力強(qiáng)的正堰溢洪道；二是增加泄洪底孔方案，目前大多數(shù)工程中的泄洪底孔“一孔多用”，而未真正發(fā)揮其泄洪功能，因此可考慮增設(shè)泄洪底孔承擔(dān)部分泄量；三是壩體承擔(dān)泄流方案，根據(jù)土石圍堰臨時(shí)過水?dāng)嗝鎸?shí)踐和堰塞壩過水潰決過程的觀測，砂礫石或堆石填筑的壩體在洪水漫頂時(shí)，潰口的發(fā)展具有一定的過程，大壩潰決是隨著潰口逐步發(fā)展擴(kuò)大直至最后潰壩的，有一定的時(shí)間過程。如射月溝水庫在抵御超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)壩頂過流約1h，壩體基本完好，僅在水庫左側(cè)發(fā)生破壞；榆樹溝水庫在壩體上增設(shè)溢洪道，實(shí)踐證明運(yùn)行良好，做到“漫壩不潰壩”。而對于山區(qū)小型土石壩，其洪峰過程通常是較短的，若對壩體進(jìn)行加固，使其能夠抵御洪水過程的沖刷，延緩潰口發(fā)展，從而為應(yīng)急搶險(xiǎn)留出時(shí)間，甚至保障大壩安全，則從設(shè)計(jì)上可考慮壩體斷面過流實(shí)現(xiàn)“漫而不潰”設(shè)計(jì)功能目標(biāo)。

3.2 庫外攔沙，庫內(nèi)排沙

水庫泥沙淤積問題是水利工程建設(shè)高度關(guān)注的重點(diǎn)問題，也有不少學(xué)者作出了大量的研究論證，目前應(yīng)用最廣泛的是庫外攔沙、多排出庫和機(jī)械排沙3種方式。一是庫外攔沙，利用攔門沙、攔泥壩等措施盡可能的將泥沙攔截在庫外，并應(yīng)增加上游植被覆蓋率，防風(fēng)固沙，從源頭治理水庫泥沙淤積問題。二是多排出庫，主要包括蓄清排渾、泄降沖沙、泄空沖沙、異重流排沙、調(diào)水調(diào)沙、管道排沙、高水位排沙輸沙等。根據(jù)水庫蓄水情況、水流流態(tài)以及發(fā)電灌溉要求等，靈活應(yīng)用不同的排沙方式。利用排沙洞高流速階段性沖沙，對于大型河道水庫，蓄清排渾是長期保持庫容的有效方法。三是機(jī)械排沙，機(jī)械排沙是利用吸、抽、挖的辦法，將庫中淤積的泥沙排出庫外。目前，應(yīng)用最廣泛的是挖泥船作業(yè)，自吸式輸沙管道技術(shù)最可行，但造價(jià)較高，并未大面積使用[25]。

3.3 墻幕結(jié)合，一墻到底

心墻壩多采用兩岸心墻混凝土基座范圍內(nèi)進(jìn)行固結(jié)灌漿及帷幕灌漿，河床覆蓋層設(shè)一道混凝土防滲墻防滲；面板壩基本與心墻壩相同，趾板與防滲墻之間加設(shè)連接板。N水庫在初期蓄水過程中，滲壓計(jì)顯示大壩繞壩滲流隨庫水位的上升相繼出現(xiàn)滲壓水頭。當(dāng)庫水位蓄至2472.8m高程時(shí)，壩后坡腳出現(xiàn)滲流，遂將水位緩慢降低至2470.0m左右，繼續(xù)加強(qiáng)觀測，采取左岸及壩后增設(shè)測壓管，壩后增設(shè)排水溝及簡易量水堰等措施，目前綜合多種滲漏檢測手段查找滲漏原因，正在采用帷幕灌漿處理。大西溝水庫在大壩基礎(chǔ)處理灌漿后發(fā)現(xiàn)透水率大于灌漿前，巖石聲波探測儀顯示波速有所下降。因此，該工程的固結(jié)灌漿和帷幕灌漿均不符合設(shè)計(jì)要求。主要原因是壩基巖體裂隙較為發(fā)育，無完整的壩基巖體，建壩地質(zhì)條件較差；壩基壓力水溫度較低，約為6℃；河床段壩基有硫化氫氣體出逸，基巖裂縫較多，容易構(gòu)成滲漏通道；前期灌漿壓力過大，可能導(dǎo)致巖體破碎程度加劇，地下水涌水量增加。通過大量工程實(shí)踐表明，快硬硫酸鹽水泥具有短時(shí)間內(nèi)凝結(jié)的能力，可用于此類工程中解決基礎(chǔ)處理的難題。

3.4 嚴(yán)控筑壩質(zhì)量，新型材料補(bǔ)縫

新疆多數(shù)面板堆石/砂礫石壩都研究過鋼筋混凝土面板、預(yù)應(yīng)力面板、分離式面板的裂縫防治問題，研究探討了多種措施，取得了一定成果。當(dāng)前普遍采用聚氨酯或聚脲涂層進(jìn)行涂刷處理，但也存在“看不見”的爭議。JK大壩為搶發(fā)電工期，擅自提高蓄水水位，預(yù)埋件連接不牢固，未按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行加固處理，發(fā)生封堵閘門擊穿事故。B水庫導(dǎo)流洞出口擋墻寬12.5m，高13m，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。原設(shè)計(jì)中擋墻與巖石開挖面緊密結(jié)合，因開挖造成擋墻邊墻與開挖面造成較大空隙，應(yīng)采用混凝土回填，但因采用石渣快速回填造成擋墻傾覆斷裂。M水庫為小(1)型水庫，鑒于當(dāng)時(shí)百米級覆蓋層處理難度較大，采用面板砂礫石壩與庫盤土工膜防滲組合方案，入庫采用分級跌水，經(jīng)查證未見同類布置形式。原設(shè)計(jì)為20cm混凝土板，初期過水超過145m3/s時(shí)入庫陡坡產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞，后改用50cm現(xiàn)澆混凝土修復(fù)后，運(yùn)行良好。

3.5 生態(tài)護(hù)坡，魚類保護(hù)

魚類保護(hù)措施主要有魚類增殖放流，最常用的過魚設(shè)施包括仿真魚道、魚梯、升魚機(jī)(斜坡式、垂直式、纜機(jī)式)、集運(yùn)魚船，運(yùn)魚車等，也可根據(jù)實(shí)際情況采取一次性捕撈過壩的方式，但更重要的是建立水庫魚類生態(tài)保護(hù)制度。與此同時(shí)，水庫上下游岸坡的生態(tài)保護(hù)也是不容忽視的，目前邊坡生態(tài)恢復(fù)技術(shù)因綜合效益最佳應(yīng)用較為廣泛，改善岸坡的生態(tài)環(huán)境不僅是大政方針要求，而且也可以在最大程度上減少水土流失，降低庫岸坍塌的風(fēng)險(xiǎn)隱患。以和田地區(qū)喀拉喀什河上的國家4A級烏魯瓦提風(fēng)景區(qū)為例，努力打造了景區(qū)、水庫相融合的水利文化旅游新格局。

4 結(jié)語

(1)針對新疆夏季暴雨頻發(fā)、洪水漫壩的問題，應(yīng)嚴(yán)格控制壩體填筑施工質(zhì)量，并因地制宜的采取“溢洪道加寬、增加泄洪底孔及壩頂泄流”等“漫而不潰”的設(shè)計(jì)理念保障大壩安全,可在一定程度上減少超標(biāo)準(zhǔn)洪水造成的危害。

(2)新疆中小河流中泥沙含量普遍較高，水庫泥沙淤積給防洪造成了極大的壓力，首先應(yīng)在上游采取攔沙設(shè)施減少泥沙入庫，其次再采取多排出庫或機(jī)械排沙方式清淤。

(3)在新疆“高、深、軟、透、難”的獨(dú)特筑壩條件下，防滲問題顯得至關(guān)重要，建議采取“墻幕結(jié)合”的防滲形式，并重點(diǎn)關(guān)注心墻或面板與壩基的連接處理，必要時(shí)可加強(qiáng)止水設(shè)計(jì)。

(4)針對面板裂縫問題，應(yīng)嚴(yán)格控制壩體填筑指標(biāo)，保障壩體施工質(zhì)量，避免壩體不均勻沉降導(dǎo)致面板脫空斷裂，繼續(xù)研究開發(fā)新型高分子材料填補(bǔ)裂縫。

(5)水庫生態(tài)環(huán)境治理已成為當(dāng)下乃至今后的一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，應(yīng)充分利用邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)改善岸坡景觀，通過形式多樣的過魚設(shè)施進(jìn)行魚類人工增殖放流，打造一個(gè)完整的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。