黃梅縣七一水庫(kù)管涌險(xiǎn)情原因分析及處理

王仕林，鄧又春，姜飛翔

(1.浠水縣水電工程處，湖北浠水438200;2.蘄春縣水利水電工程處，湖北蘄春435300)

1 水庫(kù)基本情況

黃梅縣七一水庫(kù)位于華陽(yáng)河水系小溪河上，苦竹鄉(xiāng)小溪村，是一座以灌溉為主，兼顧養(yǎng)殖等綜合利用的小(二)型水庫(kù)。水庫(kù)控制承雨面積0.74平方公里，總庫(kù)容33.24萬(wàn)方。水庫(kù)工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級(jí)別為五級(jí)。樞紐工程由大壩、溢洪道、輸水涵洞組成。七一水庫(kù)于1959年10月開工，1965年7月1日竣工。原設(shè)計(jì)1小時(shí)雨量127毫米，洪峰流量23.5立方米每秒，設(shè)計(jì)洪水位14.2米。

大壩為粘土心墻壩，設(shè)計(jì)壩頂高程15.3米，心墻高程14.2米，壩頂長(zhǎng)77米，最大壩高15.3米，壩頂寬5米;實(shí)際壩頂高程15.3米，心墻高程13.3米，壩頂長(zhǎng)77米，最大壩高15.3米，壩頂寬5米。

溢洪道位于大壩左岸，為開敞式寬頂堰，堰頂高程設(shè)計(jì)為9.5米，寬4.6米;實(shí)際堰頂高程9.5米，寬4.4米，陡坡段為風(fēng)華基巖，無(wú)消力池，出水渠為土渠，未襯砌。

輸水涵管位于大壩左岸，為漿砌石方涵，涵管進(jìn)口高程5.6米，斷面尺寸1.20×0.75米，長(zhǎng)46米，最大輸水量0.37立方米每秒。

水庫(kù)設(shè)計(jì)灌溉面積680畝，實(shí)際最大灌溉面積600畝，養(yǎng)殖面積60畝，下游保護(hù)小溪村300多人的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2 水庫(kù)管涌險(xiǎn)情

2008年進(jìn)入汛期后至8月份，黃梅縣降雨達(dá)732.9毫米，其中7月份降雨時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度大，且雨量集中。7月1～23日全縣平均降雨達(dá)364毫米，是常年同期降雨量的1.9倍，連續(xù)降雨時(shí)間長(zhǎng)達(dá)21天，先后出現(xiàn)三次強(qiáng)降雨，7月1日6時(shí)～13時(shí)，全縣平均降雨63毫米;15日3時(shí)～15時(shí)，全縣普降大到暴雨，平均降雨達(dá)69毫米;17日15時(shí)～18日6時(shí)，全縣平均降雨57毫米;19日8時(shí)～23日8時(shí)，普降大到暴雨，15小時(shí)全縣平均降雨91毫米。

2008年7月23日，七一水庫(kù)大壩背水坡0+280段，距壩腳16米處出現(xiàn)4個(gè)管涌，直徑8～9公分、7～8公分、6～7公分、3～4公分，涌出水量較大，背水坡后戧已被明顯沖刷，部分土體已呈稀軟狀。

3 管涌原因分析

管涌是指在堤壩背水坡腳附近，或堤腳以外的洼坑、水溝、稻田中出現(xiàn)孔眼冒砂翻水現(xiàn)象。管涌險(xiǎn)情的發(fā)展，以流土最為迅速。它的過(guò)程是隨著水位上升，涌水挾帶出的砂量增多，涌水量也隨著加大，涌水量增大挾帶出砂粒也就更多，如將附近壩基下砂層淘空，就會(huì)導(dǎo)致壩身驟然下挫，甚至釀成堤壩潰決的災(zāi)害。

本次七一水庫(kù)險(xiǎn)情特征與上述概念完全吻合，可以認(rèn)定為出現(xiàn)了管涌險(xiǎn)情。

產(chǎn)生管涌險(xiǎn)情的原因有很多方面。一般來(lái)說(shuō)，堤壩基礎(chǔ)為典型的二元結(jié)構(gòu)，上層是相對(duì)不透水的粘性土或壤土，下面是粉沙、細(xì)沙，再下面是砂礫卵石等強(qiáng)透水層，并與河水相通。由于在汛期高水位時(shí)，強(qiáng)透水層滲透水頭損失很小，滲透坡降變陡，滲透流速壓力加大，堤壩背水一側(cè)數(shù)百米范圍內(nèi)的表土層底部承受很大的水壓力。如果粘土層厚度不夠，在沒(méi)有反濾層保護(hù)的情況下，這股水壓力沖破了粘土層，滲水就會(huì)將下面地層中的微小細(xì)沙粒帶走，從而發(fā)生管涌。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)察勘，查閱有關(guān)工程資料，并向當(dāng)?shù)厝罕娏私庥嘘P(guān)情況后，分析七一水庫(kù)管涌險(xiǎn)情發(fā)生的主要原因如下:

3.1 施工質(zhì)量差

七一水庫(kù)興建于上世紀(jì)五六十年代，受歷史條件制約，大壩施工時(shí)只能用石夯或木夯進(jìn)行夯壓，難以保證施工質(zhì)量，特別是在分期壩面接合上未做嚴(yán)格的處理，后期填土碾壓不實(shí)心密實(shí)，導(dǎo)致施工質(zhì)量差。

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)群眾反映，事故發(fā)生后，1959年七一水庫(kù)大壩施工時(shí)只對(duì)壩腳長(zhǎng)草多的地表面進(jìn)行了清理，其余的地方均未清理。壩體填料以粉質(zhì)黏土為主，少部分為粉砂土，因土料含水太少，夯實(shí)效果不佳，留下了工程隱患。

2017年，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局藥品審評(píng)中心副主任尹紅章因受賄罪被判處有期徒刑10年，同時(shí)獲刑的還有其妻子、兒子。法院查明，2002年至2014年間，尹一家三口共收取多家生物制藥企業(yè)給予的財(cái)物共356萬(wàn)余元。

3.2 排水設(shè)施不完善

壩坡面沒(méi)有做排水設(shè)施，也沒(méi)有在壩腳增做反濾設(shè)施，導(dǎo)致原壩體內(nèi)排水設(shè)施不能正常發(fā)揮作用，坡面雨水也不能順利排走。

3.3 背水壩坡陡，壩體質(zhì)量差

大壩壩身較陡，迎水面塊石松動(dòng)，過(guò)壩渠滲漏，壩腳散浸。背水坡比未達(dá)到1:3，不滿足消除要求，也無(wú)滲流量、浸潤(rùn)線、沉陷等觀測(cè)設(shè)施，無(wú)通訊設(shè)施，無(wú)水、雨、工情測(cè)報(bào)設(shè)備和運(yùn)行記錄。

3.4 降雨量大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)

七一水庫(kù)發(fā)生管涌時(shí)，全縣平均降雨量達(dá)732.9毫米，尤其自進(jìn)入7月份以來(lái)，連續(xù)降雨時(shí)間長(zhǎng)達(dá)21天，超過(guò)50毫米，日降雨量達(dá)3次之多，最大一次達(dá)91毫米，雨量集中，降雨歷時(shí)長(zhǎng)、強(qiáng)度大，加之無(wú)良好的排水設(shè)施，使七一水庫(kù)大壩背水坡含水量達(dá)到飽和狀態(tài)，并逐漸向下入浸，土體飽和區(qū)不斷擴(kuò)大。

4 處理措施

由于管涌發(fā)生在深水的砂層，汛期很難在迎水面進(jìn)行處理，一般只能在背水面采取制止漏水帶砂而留有滲水出路的措施穩(wěn)住險(xiǎn)情?；緭屪o(hù)原則是“反濾導(dǎo)滲，防止?jié)B透破壞，制止涌水帶出泥砂”。對(duì)于小的管涌且僅冒清水，可以加強(qiáng)觀察，暫不作處理;但是對(duì)出現(xiàn)渾水的管涌，無(wú)論大小，均應(yīng)迅速組織搶護(hù)。具體搶險(xiǎn)方法主要有:反濾圍井、減壓圍井、反濾鋪蓋、壓滲臺(tái)等。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察，分析七一水庫(kù)的管涌特征，估算管涌出水量。查清管涌位置后，先清除周圍的尖銳雜物，在管涌附近做好后戧，然后開挖導(dǎo)滲溝(底鋪土工布，布上鋪填石子)至管涌處，最后開挖清除管涌處軟土后，再在管涌口上鋪設(shè)土工布，并在土工布上填鋪石子，做好反濾層，然后再用土袋封壓管涌處及導(dǎo)滲溝，并確保滲漏水能從導(dǎo)濾溝中順利排出。與此同時(shí)，開啟灌溉涵洞降低庫(kù)水位，并在壩坡面及壩腳處做導(dǎo)滲溝、排水溝。及時(shí)控制了險(xiǎn)情，最終七一水庫(kù)安全度汛，沒(méi)有形成災(zāi)害。

5 主要經(jīng)驗(yàn)和建議

一是責(zé)任明確，領(lǐng)導(dǎo)到位。在汛期落實(shí)了防汛值班制度，險(xiǎn)情發(fā)現(xiàn)及時(shí)，報(bào)告迅速。各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)都在險(xiǎn)情發(fā)生后的第一時(shí)間趕到了出險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)，為搶險(xiǎn)工作贏得了寶貴時(shí)間，避免了險(xiǎn)情的進(jìn)一步發(fā)展。

二是制訂了科學(xué)的防汛度汛預(yù)案。險(xiǎn)情發(fā)生后，及時(shí)啟動(dòng)了應(yīng)急預(yù)案，使防汛搶險(xiǎn)工作能及時(shí)有條不紊地迅速展開，相關(guān)人員及時(shí)到位，有效地防止了險(xiǎn)情擴(kuò)大，充分體現(xiàn)了防汛搶險(xiǎn)工作的科學(xué)性。

三是處理措施得力。在查明出險(xiǎn)部位，了解險(xiǎn)情程度后，及時(shí)準(zhǔn)確地制定搶險(xiǎn)方案，迅速采取有效措施，及時(shí)化解了險(xiǎn)情。

四是防汛物料充足。鄉(xiāng)鎮(zhèn)防汛物資儲(chǔ)備只有木樁、鉛絲、塑料布、編織袋等，沒(méi)有制作導(dǎo)滲及反濾設(shè)施的土工布等物料，也無(wú)夜間施工照明設(shè)施，在七一水庫(kù)搶險(xiǎn)時(shí)，及時(shí)從縣水利物資儲(chǔ)備中心緊急調(diào)用了土工布，從縣水利工程處等單位緊急調(diào)用了發(fā)電設(shè)備，確保了防汛物料供應(yīng)。

雖然七一水庫(kù)的管涌險(xiǎn)情經(jīng)過(guò)及時(shí)有效的處理，得到了暫時(shí)控制，沒(méi)有釀成水患災(zāi)害，但是水庫(kù)的險(xiǎn)情并沒(méi)有得到徹底整治，還存在安全隱患。為此，我們建議:應(yīng)根據(jù)工程投資情況，盡快對(duì)七一水庫(kù)進(jìn)行整險(xiǎn)加固，針對(duì)管涌險(xiǎn)情，采取標(biāo)本兼治的方法，徹底解決水庫(kù)管涌問(wèn)題。

治標(biāo):在國(guó)家投資有限、地方自籌資金困難的情況下，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，先行對(duì)七一水庫(kù)發(fā)生管涌壩段進(jìn)行排滲減壓，同時(shí)適當(dāng)控制蓄水，確保水庫(kù)安全度汛。建議在發(fā)生管涌的右壩段部分，距下游壩腳5米處，沿壩軸線方向做淺溝反濾排水工程，反濾排水溝長(zhǎng)40米，斷面尺寸凈寬取0.7米，高1.5米，溝底鋪設(shè)塊石碎石、河砂構(gòu)成排水導(dǎo)濾體。在施工中應(yīng)注意:

(1)為防止級(jí)配不良或分層不清而產(chǎn)生滲透破壞，一定要按設(shè)計(jì)的要求嚴(yán)格控制反濾排水溝溝底濾料的級(jí)配及其分層;

(2)應(yīng)防止施工運(yùn)料時(shí)和雨水沖刷的泥土堵塞反濾層;

(3)反濾層的材料應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求，不能使砂石料用風(fēng)化的和不清潔的。

治本:為了徹底解決七一水庫(kù)的管涌問(wèn)題，應(yīng)積極爭(zhēng)取國(guó)家小水庫(kù)整險(xiǎn)加固項(xiàng)目專項(xiàng)資金，加大工程投入。對(duì)七一水庫(kù)大壩沿壩的軸線進(jìn)行帷幕灌漿處理，在土層中形成一定厚度的隔水混凝土幕墻，防止或減弱庫(kù)水滲漏現(xiàn)象，使水庫(kù)的安全隱患從根本上得到消除。