水工建筑的特點(diǎn)與失事原因分析

摘要：水利工程中水工建筑是很重要的一項(xiàng)內(nèi)容，因其都是與水有關(guān)所以其自身的物點(diǎn)也比較明顯，不同于一般的建筑，在施工前一定要對(duì)建筑的穩(wěn)定性、安全性、持久性進(jìn)行考察分析然后再作好詳盡的規(guī)劃。

關(guān)鍵詞：土石壩；混凝土壩；水工隧洞

中圖分類號(hào)：F253.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-0432（2012）-10-0233-1

1 水工建筑物的特點(diǎn)

（1）工作條件復(fù)雜。水工建筑物的地基有巖基，也有土基，在巖基中經(jīng)常會(huì)遇到節(jié)理、裂隙、斷層、破碎帶、軟弱夾層等地質(zhì)構(gòu)造；在土基中，可能會(huì)遇到壓縮性大的土層，也可能會(huì)遇到流動(dòng)性較大的細(xì)沙層。這些地質(zhì)條件必需認(rèn)真進(jìn)行地基處理。水工建筑物的形式，受地形、地質(zhì)、水文、施工等條件的影響，每個(gè)水工建筑物都有其自身的特定條件。由于水位差，水工建筑物一般要承受相當(dāng)大的水壓力作用，因此水工建筑物及其地基必須具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性。在多泥沙河流中，水工建筑物將長(zhǎng)期受泥沙淤積產(chǎn)生的淤沙壓力作用，同時(shí)在泄洪或發(fā)電時(shí)，還會(huì)受到泥沙的磨損作用，嚴(yán)重時(shí)將影響建筑物的正常工作甚至影響其壽命。（2）施工難度大。在河道中修建的水工建筑物，需要首先解決好施工導(dǎo)流和截流工作，施工技術(shù)復(fù)雜，施工難度大。截流、導(dǎo)流、渡汛需要搶時(shí)間，爭(zhēng)進(jìn)度，而且往往是在水中施工，施工程度、施工強(qiáng)度和施工組織出現(xiàn)絲毫疏漏，將延誤工期，并造成損失。水工建筑物的工程量一般都比較大，建筑物往往需要開挖一定深度的基坑，還要做一些相當(dāng)復(fù)雜的基礎(chǔ)處理。另外，水工建筑物中的大體積的混凝土結(jié)構(gòu)，面臨必須解決混凝土的施工及大體積混凝土的溫度控制措施問題。水工建筑物往往是水下工程、地下工程多，施工條件差，施工干擾多，施工期限長(zhǎng)，施工場(chǎng)地狹窄，交通運(yùn)輸困難，施工難度相當(dāng)大。（3）環(huán)境影響大。水工建筑物，尤其是大型水利樞紐，會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響，如蓄水區(qū)的土地淹沒、移民、水生生態(tài)系統(tǒng)的破壞、建筑物上游泥沙淤積、下游河道沖刷、誘發(fā)地震等問題，需要進(jìn)行嚴(yán)格的環(huán)境影響評(píng)價(jià)，并采取有效措施，保護(hù)環(huán)境。（4）失事的后果嚴(yán)重。作為蓄水、擋水的水工建筑物，其破壞和失事，往往會(huì)給國(guó)家和社會(huì)造成巨大災(zāi)害和損失。

2 水工建筑物失事的主要原因

水工建筑物失事的主要原因，一般包括設(shè)計(jì)質(zhì)量、控制運(yùn)用、工程維護(hù)管理，以及超標(biāo)準(zhǔn)洪水、地震等。但不同的建筑物，由于工程的特點(diǎn)，失事的主要原因不盡相同。

2.1 土石壩事故原因

2.1.1 防洪標(biāo)準(zhǔn)低 由于規(guī)劃、設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)洪水估計(jì)偏低，致使壩頂高程不足或溢洪道設(shè)計(jì)能力太小，造成壩頂漫水直至潰壩的嚴(yán)重事故。

2.1.2 出現(xiàn)貫穿防滲體的裂縫 由于散粒體結(jié)構(gòu)土體顆粒間存在孔隙，在荷重的作用下，孔隙將被壓縮，而結(jié)構(gòu)本身將產(chǎn)生深陷。往往引起壩體的裂縫，并進(jìn)而造成嚴(yán)重的滲漏和滑坡事故。

2.1.3 由于抗剪強(qiáng)度不足出現(xiàn)大滑坡 由于岸坡逐漸推動(dòng)穩(wěn)定而產(chǎn)生滑動(dòng)，出現(xiàn)崩坍，對(duì)水工建筑物和水庫下游造成嚴(yán)重危害。

2.1.4 護(hù)坡出現(xiàn)破壞 干砌塊石護(hù)坡砌筑質(zhì)量差；塊石粒徑偏小，重量不夠；在城石下面沒有墊層級(jí)配不好以及塊石風(fēng)化等原因，使得護(hù)坡破壞。

2.1.5 產(chǎn)生壩身滲漏及繞壩滲漏 壩身滲漏及繞壩滲漏嚴(yán)重時(shí)，將使岸坡軟化，形成集中滲流通道；甚至引起岸坡塌陷和滑坡。

2.2 混凝土壩事故原因

2.2.1 抗滑穩(wěn)定性不夠 當(dāng)壩基內(nèi)存在軟弱夾層時(shí)，壩和地基的抗滑穩(wěn)定性不夠，常常成為一種常見的最危險(xiǎn)的病害現(xiàn)象。

2.2.2 表面損壞 由于設(shè)計(jì)、施工、管理或其他方面的原因，引起不同程度的表層損壞，有蜂窩、麻面、骨料架空外露、表層裂縫、鋼筋銹蝕以及表層混凝土松軟、脫殼和剝落等。

2.2.3 裂縫 當(dāng)混凝土壩由于溫度變化、地基的不均勻沉陷有他原因引起的應(yīng)力和變形超過了混凝土的強(qiáng)度和抵抗變形的能力時(shí)，將產(chǎn)生裂縫。

2.3 拱壩的事故原因

2.3.1 溫度變化 在運(yùn)行期周圍環(huán)境溫度的變化，會(huì)在壩內(nèi)引起溫度應(yīng)力。當(dāng)考慮不周或者在設(shè)計(jì)組合之外運(yùn)行，將有可能因拉應(yīng)力過大而引起開裂事故。

2.3.2 洪水漫頂 如果設(shè)計(jì)洪水誤差過大，泄洪能力過小，造成洪水漫項(xiàng)；如若壩基和壩座巖體的抗沖能力不足，將會(huì)造成嚴(yán)重破壞事故。

2.3.3 庫內(nèi)外岸坡巖體崩塌 水庫蓄水后，水位的變化和地表水的滲入會(huì)引起巖體抗滑能力下降，促使巖層由蠕動(dòng)而滑崩。

2.4 堤防工程的事故原因

漫溢。由于堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)較低，或者遇到超標(biāo)準(zhǔn)的特大洪水時(shí)，水位陡漲，堤防來不及培厚加高，洪水將漫越堤防頂部。漫溢將會(huì)直接導(dǎo)致堤防潰決；沖決。沖決多發(fā)生在彎道水流的凹岸一側(cè)，因?yàn)榇颂幨芩黜敍_和橫向彎道環(huán)流的作用較強(qiáng)，尤其是凹岸的頂點(diǎn)稍下位置，是最危險(xiǎn)的地段，有可能出現(xiàn)沖堤塌岸事故；潰決。在汛期高水位時(shí)，由于堤身隱患而造成堤防產(chǎn)生滲漏、管涌、沉陷、滑坡等險(xiǎn)情。當(dāng)搶險(xiǎn)不及時(shí)或搶護(hù)方法不當(dāng)，將可能發(fā)生堤防塌陷而形成決口，稱為潰決；凌汛險(xiǎn)情。在北方結(jié)冰的河流，當(dāng)開河解凍，冰塊下泄過程中，出現(xiàn)冰塊聚集堵塞河道的冰壩現(xiàn)象稱為凌汛。冰壩雍高上游水位，可造成洪災(zāi)；冰壩突然潰決，可能出現(xiàn)垮壩洪水。

2.5 水工隧洞事故原因

脈動(dòng)壓力、空化、空蝕、高速泄水隧洞中，由于水流內(nèi)部脈動(dòng)壓力，促使水流發(fā)生空化，可能引起建筑物的振動(dòng)。高速水流的泄水隧洞由于體形不良、施工缺陷、運(yùn)行不當(dāng)而發(fā)生空蝕破壞。水工隧洞的塌方是由于地質(zhì)和水文地質(zhì)條件不好；施工方法的不當(dāng)；設(shè)計(jì)考慮不周造成的。

2.6 溢洪道事故原因

溢洪道泄流能力不足。由于實(shí)際過水能力低于設(shè)計(jì)能力，使得溢洪道泄流能力不足或病害而導(dǎo)致水庫的潰決；閘門啟閉設(shè)備問題。當(dāng)溢洪道的閘門動(dòng)力不能得到保證、或管理不善造成啟閉設(shè)備損壞，造成洪水漫頂或出現(xiàn)險(xiǎn)情；岸坡滑坡堵塞。由于岸坡開挖過陡，破壞了自然穩(wěn)定狀態(tài)，造成岸坡大面積滑坡，溢洪道因被邊坡坍滑體的堵塞而不起作用，致使洪水漫壩，導(dǎo)致水庫潰決。

作者簡(jiǎn)介：代建國(guó)（1978-），男，大專，就職于吉林省舒蘭市法特水利管理站，從事水利工程管理工作；呂玉霞（1964-），女，大專，就職于吉林省蛟河市水產(chǎn)技術(shù)推廣站，從事水利工程工作。