堤壩搶險綜合技術(shù)措施探討

程久祥

(浙江省金華市乾西鄉(xiāng)人民政府，浙江金華 321016)

0 引言

堤壩是汛期擋水防洪的主要水工建筑物，是確保下游居民人身財產(chǎn)安全防御洪水的主要基礎性工程設施.目前，我國大約有24萬余km的防洪堤防和3萬余座小型水庫土壩，每年汛期主要憑借堤壩來抵擋洪水災害，起來安全防護作用.在汛期防洪度險工作中，搶險技術(shù)措施選擇是否得到是一項非常重要的基礎保障性工作，在很大程度上絕對正規(guī)搶險工作效率和質(zhì)量.為了提高防洪搶險工作人員的技術(shù)水平和實踐作戰(zhàn)能力，除了要提高防洪搶險工作的宣傳力度，提高工作人員搶險意識外，還要加大防洪搶險專業(yè)知識和實戰(zhàn)能力培訓力度.在專業(yè)知識方面，國家已經(jīng)出版了《現(xiàn)代防洪搶險技術(shù)》《防汛與搶險》《江河防汛搶險實用技術(shù)圖解》等專業(yè)書籍.但這些書籍知識從文字上針對特殊的某種情況表述相關搶險技術(shù)方法［1-3］，沒有給出具體的搶險技術(shù)操作程序，帶有很強的定式特性，與實際防洪搶險過程中的誘發(fā)堤壩險諸多不利不定因素間很難實現(xiàn)完全匹配，萬一搶護方法手段把握不對和搶險時機掌握不及時，就可能危及堤防安全穩(wěn)定性能，出現(xiàn)潰壩決堤等事故，造成嚴重的洪水災害［4］.因此，對堤壩可能產(chǎn)生的險情，有針對性的采取相應的技術(shù)措施，按照搶險技術(shù)操作方法科學化、運作規(guī)范化、步驟系統(tǒng)化等要求，制定完善的搶險措施和開展實踐的防洪搶險工作，確保堤壩具有較高安全穩(wěn)定性能，就顯得非常有工程實踐意義.

1 堤壩防洪搶險原則

要成立完善的防洪搶險機構(gòu)，并由專職領導、專家、技術(shù)人員進行現(xiàn)場指導.在堤壩防洪搶險工作開展前，要對險情產(chǎn)生的原因進行準確詳細的分析判斷，要充分結(jié)合堤壩搶險工程實際，以及該堤壩或相似堤壩歷史搶險技術(shù)手段和應用效果，制定完善可靠的防洪搶險技術(shù)方案.搶險要及時，要一發(fā)現(xiàn)險情就要高度重視，并及時采取有效防護措施防止險情進一步擴大.另外，隨搶險工程的不斷開展，要對搶險方案、搶險技術(shù)等進行及時修正，確保搶險工作高效順利的開展.對堤壩滲水險情的搶護，應以“臨水截滲、背水導滲”的搶護原則，有效減少堤壩體內(nèi)水體入滲量，降低浸潤線，提高堤身的穩(wěn)定可靠性;對堤壩裂縫險情的搶護，要判明堤壩產(chǎn)生裂縫的原因、類型、部位和程度，對于因不均勻沉陷而產(chǎn)生的橫向裂縫，不管其是否已達到貫穿堤壩身，均應及時采取有針對性的搶護措施，以免危及到堤壩安全防洪性能;對于滑坡裂縫和較寬較深縱向裂縫，也需及時結(jié)合現(xiàn)場情況采取緊急搶護措施;對于堤壩管涌險情，應采取“上堵下排、反濾壓重、保護管涌出口”的搶護原則;對于堤壩滑坡險情，應采取“增加阻滑力、減小滑動力”，“上部削坡減載、下部固腳壓重”的搶護原則.

2 堤壩搶險綜合技術(shù)措施探討

2.1 臨水截滲

通過加強堤壩迎水坡綜合防滲能力，減小進入堤壩內(nèi)的滲流量，達到降低浸潤線控制滲水險情的目的，可以采取臨水截滲措施.臨水截滲方式，比較適合于臨河有灘地、水較深流速不大、風浪較小、但滲水較為嚴重且黏性土獲取較便捷的滲水地段，或有必要在臨背同時進行搶險加固防護的重要堤壩段.

2.1.1 黏土前戧截滲

根據(jù)堤壩前水深、滲水范圍等參數(shù)數(shù)據(jù)，經(jīng)過詳細的計算確定前戧修筑尺寸.對于頂寬3～5 m左右的堤壩，其戧頂應高出水位約1 m，長度應至少達到超過滲水段兩端各5 m左右的范圍.拋填黏土時，應先在迎水坡肩處準備好黏土原材料，然后將黏土沿堤壩迎水坡由上而下、由里而外，向水中緩慢推入黏土材料.由于黏土材料入水后崩解、沉積、以及固結(jié)等作用，即會在堤壩前筑成黏土前戧，從而達到防滲加固效果.對于堤壩前水位較低時，為了防止戧黏土被洪水沖走，可以采用土袋前戧截滲方案，即在堤壩前用土袋筑一道隔墻，然后再進行拋填黏土.

2.1.2 土工膜截滲

如果堤壩前水位較低，當缺乏足夠黏土原材料時，可以采用土工膜加保護層的防滲方法，達到臨水截滲防護效果.土工膜截滲搶險方案見圖1.

圖1 土工膜截滲搶險方案

從圖1可知，土工膜截滲具體搶險操作程序為:(1)先根據(jù)需要防滲壩段基本情況，選擇合適的防滲土工膜，并認真清理所需鋪設范圍內(nèi)坡面和壩基地面上的雜物，以免在敷設過程中損壞土工膜;(2)根據(jù)壩段滲水嚴重程度，合理確定土工膜沿邊坡敷設寬度，預先通過黏結(jié)或焊接措施按敷設寬度連接好，滿鋪坡面并伸入到迎水坡腳以外1 m以上的范圍為宜.如果土工膜在敷設過程中出現(xiàn)長度不夠時，應采取搭接等處理措施，且搭接長度應確保大于0.5 m;(3)在土工膜鋪設前，通常應將土工膜卷在8～10 m的滾筒上，置于堤壩迎水坡肩上，每次滾鋪前應將土工膜下邊折疊粘牢形成卷筒，并在土工膜卷筒中插入直徑約40～50 mm左右的鋼管進行加重，使防滲土工膜能沿堤壩坡面緊貼完善展鋪;(4)待防滲工膜鋪設完成后，應在土工膜上滿壓一層壓重袋(土袋)，且壓重袋應高出洪水水位約1 m左右.

2.2 反濾導滲溝

當?shù)虊伪乘麓嬖诖竺娣e嚴重滲水等險情時，可以采用開挖導滲溝，然后鋪設反濾料、土工織物、以及加筑透水后戧等方法，引導堤壩內(nèi)部滲水排出，降低浸潤線，使堤壩險情趨于穩(wěn)定.反濾導滲溝的主要作用為濾土排水，即在堤壩內(nèi)部滲水排出過程中，通過反濾料等防滲物不讓土顆粒被滲水帶走，而提高堤壩防洪穩(wěn)定性能.

2.3 裂縫險情搶護措施

對于大壩發(fā)生的裂縫險情，可以采取開挖回填、黏土灌漿、或者兩者相結(jié)合的三種方法進行搶護處理.在防洪搶險過程中，通常采用開挖回填法處理堤壩裂縫險情，此法不僅處理較為徹底，而且施工速度也較短，搶險效率和質(zhì)量較高.

2.4 滑坡險情搶護措施

堤壩防洪搶險工程中，對于滑坡險情可以采取固腳阻滑法、濾水土撐法、濾水還坡法、濾水后戧法、前戧截滲法、以及放緩壩坡等方法［5］，以提高堤壩防洪穩(wěn)定性能，確保堤壩安全穩(wěn)定度汛.

3 土工膜截滲搶險實例分析

3.1 工程概況

某水庫大壩壩土均為從水庫四周靠人工隨意運料組成，多為松毛坡組的砂質(zhì)粘土，且土料組分較為混雜、不均一，壓實度較低，力學指標也偏低，滲透性為中透水層，壩體與隧洞結(jié)合部位滲漏問題比較嚴重.上游正常蓄水位1 998.12 m，下游考慮為無水.主壩老壩體滲透系數(shù)K=9.8×10-4cm/s，經(jīng)計算，主壩壩體單寬流量q=5.17 m3/d.m，主壩平均壩長為101 m，日滲漏量為512.8 m3/d，則年滲漏量為18.26萬m3.水庫大壩主要病害表現(xiàn)為:①主壩體滲漏;②主壩排水設施失效;③壩土力學指標偏低，壩體穩(wěn)定性較差.建議對壩體進行防滲搶險處理、重建護坡、增設排水設施，增設岸坡及壩坡排水溝.

3.2 復合土工膜防滲加固搶險方案

根據(jù)安全鑒定報告，大壩主要病險為壩體滲漏.為確保大壩的安全運行及穩(wěn)定，對大壩進行復合土工膜防滲處理，經(jīng)過治理，減少庫水滲漏量，消除工程隱患，確保大壩正常安全運行.針對大壩壩體滲漏病險特征，對主壩除險加固提出了處理方案:主壩壩軸線基本維持原軸線不變，上游壩坡采用土工膜防滲，壩坡面采用C15混凝土護坡.主壩上游壩坡基本維持原壩坡不變，只是按設計壩坡作適當修整，上游壩坡坡比為1∶3.0，上游壩坡采用C15混凝土預制塊護面，護至壩頂2 053.23 m高程;下游壩坡從壩頂至壩腳分2級，大壩級差為20.73 m、14.43 m，坡比 1∶2.25、1∶2.75，主壩壩腳采用0.5 m厚的干砌石貼坡排水進行保護，棱體頂高程2 031.070 m.貼坡排水頂部以上壩面采用植草護坡，先在壩面上鋪一層厚20 cm的腐植土，再在其上撒播適于壩區(qū)生長的草種.復合土工膜防滲結(jié)構(gòu)自上而下依次為C15混凝土預制塊防護層、混合砂上墊層、粘土保護層、復合土工膜防滲層、粘土保護層、原壩體支持層，主壩壩頂、上游護坡及壩腳復合土工膜防滲加固修復方案見圖2、圖3.

3.3 防滲搶險效果分析

通過土工膜截滲加固灌漿施工后，大壩漏水量從最初日滲漏量為465.6 m3/d減少至9.2 m3/d L·s-1，其防滲效果十分明顯的，可見所采取防滲搶險技術(shù)方案非常有效.

4 結(jié)語

大壩、堤壩等防洪水工建筑物的安全加固防護措施，對確保水庫、堤壩安全穩(wěn)定運行非常重要，要時刻警惕.由于引起大壩、堤壩等發(fā)生險情的因素較多，其主要病害處理方法也較多.因此，在實際搶險工作中，要結(jié)合經(jīng)驗的不斷積累和技術(shù)的不斷改進，有效提高水庫大壩、防洪堤壩的病害搶險處理效率.另外，還要時刻謹記安全重于泰山等搶險原則.

［1］劉松俠，劉 軍.江河防汛搶險實用技術(shù)圖解［M］.北京:中國水利水電出版社，2003.

［2］牛運光.防汛與搶險［M］.北京:中國水利水電出版社，2009.

［3］高興利.現(xiàn)代防洪搶險技術(shù)［M］.鄭州:黃河水利出版社，2010.

［4］甘榮華，劉劍芳.堤壩滲水搶險技術(shù)概說［J］.沿海企業(yè)與科技，2011，131(4):94-96.

［5］陳柏榮.防汛與抗旱［M］.北京:中國水利水電出版社，2005.