水庫除險加固工程的必要性

王保民，朱紅月

(天津市薊縣水務(wù)局，天津薊縣301900)

我國是世界上擁有水庫最多的國家，目前水庫的數(shù)量達(dá)到了8.7萬座，水庫數(shù)量的龐大使得水庫的安全性必須得到應(yīng)有的保障。任何一個水庫的潰壩都可能導(dǎo)致數(shù)萬、數(shù)十萬人甚至是數(shù)百萬人受到水患的威脅。據(jù)統(tǒng)計我國現(xiàn)有存在病險的水庫數(shù)量達(dá)4萬多座。所以水庫的除險加固任務(wù)非常艱巨，也十分必要。

1 病險水庫的特點及產(chǎn)生原因

我國大部分水庫興建時的條件較差，大多數(shù)的水庫大壩為土石壩，壩體的填筑普遍存在不密實或者防滲處理不到位等問題，這就導(dǎo)致水庫下游壩坡和壩后基礎(chǔ)出現(xiàn)滲水、沼澤化，甚至出現(xiàn)管涌、流土、接觸沖刷等水害病患，壩體也不同程度出現(xiàn)裂縫或者滑坡等病害。由于施工質(zhì)量和技術(shù)處理等環(huán)節(jié)的不達(dá)標(biāo)，對于一些混凝土壩、漿砌石壩、溢洪道或者輸水洞等，隨著使用時間的增長，不同程度的出現(xiàn)了碳化、裂縫、剝離、露筋、沖蝕或者滲漏等問題，嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)物的安全性和防水性。

1.1 水庫防洪不達(dá)標(biāo)

防洪問題主要表現(xiàn)在大壩的壩頂高程和泄水建筑的泄水能力等方面。我國水庫大部分的壩頂高程和泄水建筑泄水能力不足，所以防洪也就達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。水庫防洪達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的原因主要是:缺少相應(yīng)的水文分析，導(dǎo)致泄洪的設(shè)施沒有設(shè)置周全，存在一定的質(zhì)量隱患，不能夠發(fā)揮其正常的功能等;水文資料發(fā)生變化。

1.2 壩體滲流不安全

壩體和基礎(chǔ)存在不同程度的滲漏現(xiàn)象，大量的石壩出現(xiàn)管涌、流土接觸沖刷、混凝土或者漿砌石出現(xiàn)溶濾破壞等病害問題。造成這些病害問題的主要原因是:在水庫大壩進(jìn)行施工的過程中清基工作或者壩基的防滲處理不到位，工程質(zhì)量沒有得到保證;土石壩填筑壓實度和防滲系數(shù)不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致壩體出現(xiàn)裂縫;混凝土和漿砌石壩體施工質(zhì)量差、施工工藝不合理、混凝土材料不合格，致使壩體出現(xiàn)裂縫。

1.3 壩體結(jié)構(gòu)不安全

壩體的結(jié)構(gòu)是水庫安全的保障，正在使用中的壩體結(jié)構(gòu)和抗滑要求很多都達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。造成大壩安全系數(shù)降低的主要原因是:土石壩的壩體設(shè)計斷面不足，壩坡較陡;壩坡的施工質(zhì)量較差，出現(xiàn)問題沒有及時的進(jìn)行維修，導(dǎo)致破損越來越嚴(yán)重;混凝土及漿砌石壩的施工質(zhì)量不合格，壩基清基不徹底。

1.4 抗震系數(shù)不達(dá)標(biāo)

現(xiàn)有水庫的抗震性能往往達(dá)不到現(xiàn)行的抗震規(guī)范要求?？拐鹨蟛蛔愕脑蛑饕?新的地震列席區(qū)劃圖確定的場地，基本列席較原設(shè)計的地震烈度有所提高，或者是原水庫設(shè)計沒有考慮到地震因素。

1.5 輸水及泄洪結(jié)構(gòu)不安全

這方面主要表現(xiàn)在輸水及泄洪建筑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性能不達(dá)標(biāo)。造成這種現(xiàn)象的原因是:輸水隧洞或者涵洞的襯砌質(zhì)量差、設(shè)計考慮不全面，導(dǎo)致裂縫、剝離、滲漏等問題，影響了建筑物的整體結(jié)構(gòu);土石壩壩體下的埋管漏水，對結(jié)構(gòu)長期的沖刷和侵蝕，破壞了壩體的強(qiáng)度;溢洪道存在的結(jié)構(gòu)裂縫使溢洪道的穩(wěn)定性降低;溢洪道的的層面未襯砌或者襯砌質(zhì)量差，水流長期沖刷導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞;沒有消能工或者消能工受到破壞，使洪水不能安全下泄。

1.6 金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備不安全

大多數(shù)水庫的金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備運行時間較長，基本超過了使用年限，出現(xiàn)陳舊、老化、銹蝕等問題，甚至無法正常運轉(zhuǎn)，導(dǎo)致水庫的安全受到嚴(yán)重影響。造成這種現(xiàn)象的原因主要就是，缺少相應(yīng)的維修保養(yǎng)與更新。

1.7 管理設(shè)施不完善

目前我國大多數(shù)的水庫水文測報和大壩的觀測系統(tǒng)都不完善，尤其是一些小型的水庫，很少甚至沒有設(shè)置水文觀測系統(tǒng)和大壩觀測點;大多數(shù)的水庫管理設(shè)施落后，防汛標(biāo)準(zhǔn)較低，甚至不具備防汛的基本標(biāo)準(zhǔn)。造成這種現(xiàn)象的主要原因是只注重水庫的建設(shè)，而輕視對水庫的長期、有效管理。

2 水庫除險加固工程的必要性

2.1 病險水庫除險加固工程現(xiàn)狀

我國的水庫大部分是20世紀(jì)五六十年代建造，水庫工程可謂是關(guān)系到國計民生的工程，但是由于建造時的經(jīng)濟(jì)條件和管理等原因，致使我國目前大部分的水庫病險問題突出，嚴(yán)重影響了防洪安全，給地方經(jīng)濟(jì)和民生帶來了嚴(yán)重的威脅。國家對于水庫的病險問題高度重視，并進(jìn)行了一系列的決策和部署，截至到2010年底，國家用于水利除病加固的專項規(guī)劃資金投入達(dá)700多億元，如期完成了7 000多座大中型水庫的除險加固任務(wù)。雖然水庫的除險加固任務(wù)取得了一定的成果，但后期任務(wù)仍然十分嚴(yán)峻。今后國家還將加大對水庫除險加固工程投入，這就意味著，現(xiàn)在和今后的一段時間里，水庫的除險加固工程建設(shè)仍然是一項非常重要的任務(wù)。有關(guān)部門應(yīng)該認(rèn)真總結(jié)近年來水庫除險加固的做法和經(jīng)驗，加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)、落實責(zé)任、完善機(jī)制，強(qiáng)化管理和監(jiān)督，以保證水庫除險加固工程的質(zhì)量和進(jìn)度。

2.2 水庫除險加固的作用

病險水庫的防洪設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)較低，大壩的穩(wěn)定性也較差，有效的水庫除險加固工程能夠消除安全隱患。保證汛期時水庫能夠經(jīng)受住洪水的考驗，防止?jié)问录陌l(fā)生，避免了汛期洪水的威脅，保護(hù)下游人民的生命財產(chǎn)安全;水庫的除險加固工程可有效增加水庫的庫容量，增強(qiáng)水資源的調(diào)控能力和抗御干旱能力，保障城鄉(xiāng)的供水安全，改善區(qū)域內(nèi)的水環(huán)境;水庫除險加固工程還可能提高水庫的灌溉能力，保證下游農(nóng)田的用水需求，促進(jìn)區(qū)域范圍的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展;水庫除險加固工程，還可以滿足水庫水文觀測和研究的需要，為日后的水庫管理和經(jīng)營，提供有效的科學(xué)依據(jù)和系統(tǒng)資料。

3 水庫除險加固工程的保障措施

3.1 科學(xué)的水庫潰壩風(fēng)險分析

水庫失事的主要風(fēng)險就是潰壩，所以潰壩的風(fēng)險識別尤其重要?？茖W(xué)的潰壩風(fēng)險分析，能夠?qū)λ畮齑嬖诘臐挝ｋU進(jìn)行提前預(yù)測，從而根據(jù)預(yù)測進(jìn)行有效的預(yù)防。通過對水庫潰壩的分析可以確定哪些水庫應(yīng)該列入近期的除險加固目標(biāo)，也可以確定水庫的運行管理模式，根據(jù)風(fēng)險程度的不同來進(jìn)行相應(yīng)的管理方法。水庫潰壩是指水庫在一定的荷載作用下，大壩的各組成部分，其中包括擋水、輸水和泄水建筑物等出現(xiàn)了嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致潰壩的發(fā)生，其過程可表現(xiàn)為荷載——破壞——潰壩。水庫存在潰壩風(fēng)險時，可由專家進(jìn)行現(xiàn)場的調(diào)查和研究，從而確定具體的潰壩模式和潰壩路徑。潰壩的分析主要包括潰壩概率的分析、潰壩生命損失的分析、潰壩經(jīng)濟(jì)損失的分析以及潰壩社會與環(huán)境的影響等。

3.2 加強(qiáng)水庫除險加固工程的監(jiān)督管理

在水庫除險加固工程的建設(shè)投資管理中，需要對各個渠道承諾的配套投資落實情況，進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督和檢查，對于上級補(bǔ)助的投資要全部用于大壩的除險加固工程當(dāng)中，實行?？顚Ｓ谩Ｔ诠こ痰慕ㄔO(shè)管理過程中，明確項目經(jīng)理負(fù)責(zé)制、招標(biāo)投標(biāo)制和工程監(jiān)理制等各種科學(xué)的管理機(jī)制。建立健全工程的質(zhì)量和監(jiān)督體系，嚴(yán)格控制工程的施工質(zhì)量和資金投入。同時制定合理的工程基本情況定期上報制度和工程銷號制度。為水庫的除險加固工程管理和質(zhì)量，提供制度上的有力保障。同時除險加固工程的實施，也會不同程度的受到各種因素的影響，如水庫水位的影響、水庫灌溉及發(fā)電的影響等，這些因素不但影響到了工程的進(jìn)度，也影響了工程的質(zhì)量，所以在工程施工之前必須充分考慮到各種可能因素的影響，制定出合理的施工預(yù)防計劃。

3.3 科學(xué)的工程項目決策

通常水庫的病險問題具有一定的復(fù)雜性和隱蔽性，所以在除險加固工程施工之前，必須進(jìn)行科學(xué)的工程項目決策。應(yīng)該進(jìn)行專業(yè)的安全鑒定和施工方案設(shè)計。工程在開工之前要確定好，工程的運行方式、施工技術(shù)和工藝、工程進(jìn)度、工程造價等各項工程指標(biāo)，以保證工程的平穩(wěn)進(jìn)行。

4 結(jié)論

水庫的除險加固工程是保障國家經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，保障民生的重點工程，也是水利建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我國目前的病險水庫除險任務(wù)比較艱巨，工程施工時必須處理好質(zhì)量、進(jìn)度和安全之間的關(guān)系，在保證質(zhì)量的同時，盡量保證工程在工期內(nèi)完成，從而保證水利工程的正常運行，造福后代。

［1］陸勁環(huán).環(huán)境治理與現(xiàn)代水庫除險加固工程施工問題研究［J］.吉林農(nóng)業(yè)，2011(4):300.

［2］覃德政.小型水庫除險加固的必要性和可行性研究［J］.水利電力，2011(18):74-76.

［3］何陣營.病險水庫除險加固項目管理特性探討［J］.水利建設(shè)與管理，2007(10):32-35.

［4］李超，李天科，郭清華.小型水庫群壩潰壩風(fēng)險分析方法研究［J］.水利經(jīng)濟(jì)，2010(2):55-58.