小型土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固技術(shù)探討

陳漢江

（城固縣水利工作隊(duì) 陜西城固縣 723200）

小型土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固技術(shù)探討

陳漢江

（城固縣水利工作隊(duì) 陜西城固縣 723200）

水庫(kù)在我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著十分重要的作用，但小型土石壩由于多種原因，往往存在防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低、壩體老化嚴(yán)重等問題，導(dǎo)致水庫(kù)病險(xiǎn)問題比較突出，不僅難以發(fā)揮正常效能，還存在較大的安全隱患。為此，必須對(duì)小型土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)進(jìn)行加固處理，以提升水庫(kù)的抗震性、穩(wěn)定性和安全性。本文從小型土石壩病險(xiǎn)問題分析入手，對(duì)小型土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固技術(shù)進(jìn)行探討，以供參考。

土石壩；病險(xiǎn)水庫(kù)；除險(xiǎn)加固技術(shù)

隨著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)水資源的需求量越來越大，合理開發(fā)利用水資源已經(jīng)成為現(xiàn)代水利工程建設(shè)的主要目標(biāo)。水庫(kù)作為水利工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，在水源涵養(yǎng)、農(nóng)業(yè)灌溉、水利發(fā)電、工業(yè)用水、防洪抗旱等方面都發(fā)揮著重要作用。小型土石壩水庫(kù)是我國(guó)水庫(kù)存在的主要形態(tài)，廣泛分布于全國(guó)各地，特別是農(nóng)村地區(qū)。由于大部分小型土石壩水庫(kù)是20世紀(jì)50～70年代修建的，且受施工條件和技術(shù)手段等情況的限制，施工質(zhì)量難以保證。加上壩體老化、年久失修、維護(hù)不力等因素影響，使得小型土石壩水庫(kù)或多或少的存在一些病險(xiǎn)，造成一定的安全隱患，甚至面臨潰敗的危險(xiǎn)。因此，加強(qiáng)小型土石壩水庫(kù)病險(xiǎn)排查，及時(shí)對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)進(jìn)行加固就顯得尤為重要。

1 小型土石壩水庫(kù)概述

1.1 小型土石壩水庫(kù)特點(diǎn)

①便于就地取材。小型土石壩壩體主要由土、石塊、水泥等材料組成，其中土、石可以就近就地取材，節(jié)省了施工成本，提高了施工效率。②施工技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單。小型土石壩水庫(kù)由于規(guī)模不大，對(duì)地基的要求較低，結(jié)構(gòu)適應(yīng)能力較強(qiáng)，可以在復(fù)雜地質(zhì)條件下施工。由于整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可隨時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行維護(hù)、改建和修繕。可以不使用大型施工機(jī)械，節(jié)省了水庫(kù)建設(shè)成本。③容易形成水庫(kù)病險(xiǎn)。受設(shè)計(jì)、材料和結(jié)構(gòu)所限，土石壩施工工藝較為簡(jiǎn)單，容易出現(xiàn)壩體沉降、滲漏、開裂，甚至滑坡、潰壩等問題。[1]

1.2 小型土石壩水庫(kù)主要病險(xiǎn)

①裂縫問題。裂縫是小型土石壩水庫(kù)最常見的病險(xiǎn)。一旦壩體出現(xiàn)裂縫，不論裂縫是長(zhǎng)是短、與壩體垂直還是平行或者不規(guī)則，都會(huì)對(duì)壩體產(chǎn)生不同程度的影響。特別是貫穿整個(gè)壩體的裂縫，更是會(huì)直接影響到壩體的穩(wěn)定性，甚至導(dǎo)致潰壩的危險(xiǎn)。②滲漏問題。滲漏問題也是小型土石壩水庫(kù)較常見的病險(xiǎn)之一，小的滲漏可能最終導(dǎo)致滑坡、潰壩等大問題。從滲漏部位來看，主要有壩體、壩基、繞壩、接觸滲漏等。按滲漏的性質(zhì)來分，可分為正常滲漏和異常滲漏。按表現(xiàn)形式來分，可分為集中滲漏和散浸。其中，異常滲漏是指滲漏量大造成壩體破壞、引起壩體整體或局部失穩(wěn)的滲漏形態(tài)，是確定壩體病險(xiǎn)程度的重要指標(biāo)。③滑坡問題?；聲?huì)對(duì)壩體的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響，甚至造成壩體整體失穩(wěn)?；碌某梢蛑饕▔纹绿?、壩體和壩基抗剪強(qiáng)度不足、地震等外界因素?cái)_動(dòng)等。④護(hù)坡?lián)p壞問題。護(hù)坡是土石壩的重要輔助工程，對(duì)壩體和水庫(kù)的安全起到一定的保護(hù)作用。由于長(zhǎng)期受到波浪沖擊、雨水沖刷、動(dòng)物破壞等影響，以及受設(shè)計(jì)水平、施工質(zhì)量和管理水平的限制，容易使護(hù)坡受到不同程度的損壞，嚴(yán)重的甚至危及壩體安全。特別是溢洪道兩側(cè)的邊坡，更是容易受到泄洪時(shí)的水流強(qiáng)烈沖擊而遭受嚴(yán)重?fù)p壞。[2]

2 小型土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固技術(shù)

2.1 裂縫的除險(xiǎn)加固技術(shù)

小型土石壩發(fā)現(xiàn)裂縫后，必須迅速采取現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、開挖探槽和探井等措施查明裂縫的詳細(xì)情況，包括裂縫部位、形狀、尺寸、走向、嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢(shì)等，同時(shí)要查明產(chǎn)生裂縫的原因。根據(jù)現(xiàn)地勘察數(shù)據(jù)、資料，綜合判斷裂縫性質(zhì)，并采取針對(duì)性措施進(jìn)行加固處理。加固措施主要包括：灌漿、翻筑、放緩壩坡、增加防護(hù)層等，可視情采取一種或多種措施予以加固。具體來講：①對(duì)壩體縱向沉降裂縫，可加填無粘性細(xì)粒土。需要注意的是，在壩體沉降尚未穩(wěn)定時(shí)，不要急于掩蓋壩面，避免新的裂縫被掩蓋而難于發(fā)現(xiàn)。②防滲體中出現(xiàn)橫向裂縫一般難以發(fā)現(xiàn)，加固時(shí)必須沿裂縫挖槽，并回填不透水的土料。一般裂縫加固處理，通常采用開挖回填、裂縫灌漿等加固方法或者二者兼具。小型土石壩裂縫見圖1。

圖1 小型土石壩裂縫

2.2 滲漏的除險(xiǎn)加固技術(shù)

千里之堤毀于蟻穴。對(duì)小型土石壩滲透的危害一定要有清醒的認(rèn)識(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)滲漏，必須盡快采取有效措施進(jìn)行除險(xiǎn)加固。必須堅(jiān)持“上截下排、截排結(jié)合、以截為主”的處理原則，綜合分析滲漏部位、性質(zhì)、危害程度等情況，因地制宜地采取針對(duì)性措施迅速予以處理。具體而言：①壩基滲漏處理。通常采取粘土防滲鋪蓋、粘土截水墻、土工膜防滲等截水技術(shù)，并輔之以排水井、反濾排水體、反濾蓋重及反濾排水體與反濾蓋重相結(jié)合等排水技術(shù)。②壩體滲漏的處理。可采取粘土斜墻、壩體劈裂灌漿或充填灌漿等截水技術(shù)。對(duì)于迎水面較陡、水庫(kù)易于放空的小型土石壩，可采取防滲土工膜截水技術(shù)。對(duì)于局部洞隙或因填土松軟、土質(zhì)較差等原因引起的壩體滲漏問題，應(yīng)采用壩體劈裂灌漿或充填灌漿等截水技術(shù)。

2.3 滑坡的除險(xiǎn)加固技術(shù)

當(dāng)小型土石壩發(fā)生滑坡險(xiǎn)情后，必須盡快進(jìn)行勘察和試驗(yàn)，迅速查明滑坡原因，并制定針對(duì)性的加固措施。按照“滑動(dòng)力減少、抗滑力增加”的原則，進(jìn)行加固設(shè)計(jì)和施工，做到上部減載、下部壓重。①壩基良好時(shí)，若基礎(chǔ)面以下的背水面發(fā)生局部滑坡，可采取適當(dāng)降低水庫(kù)水位和導(dǎo)滲排流措施，待滑動(dòng)體干燥固結(jié)后再鏟除已經(jīng)松動(dòng)的土體，然后用透水性強(qiáng)的土料換填、修復(fù)。若滑動(dòng)體較大，則需采取上部削坡、下部壓重、導(dǎo)滲排流、放緩壩坡、培厚壩體、固腳土撐等方法，多法并舉，綜合施維。②壩基有濕陷性黃土層或淤泥夾層，受暴雨、滲漏、震動(dòng)等因素影響而導(dǎo)致滑坡，則應(yīng)在壩腳外一定距離修筑一道高出地基面的拋石固腳防滑齒墻，在齒墻與壩腳間加填透水性好的堆石或土料，形成壓重平臺(tái)，并在齒墻與平臺(tái)間做好反濾層，然后再對(duì)滑動(dòng)體采取換填等措施。小型土石壩滑坡見圖2。

圖2 小型土石壩滑坡

2.4 護(hù)坡的除險(xiǎn)加固技術(shù)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察，綜合分析護(hù)坡?lián)p壞的原因，再確定合理的除險(xiǎn)加固技術(shù)措施。一般比較常用的技術(shù)措施包括漿砌石或現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡、填補(bǔ)翻修、加厚反墊濾層、壩面塑膜保溫等，可視情采取一種或多種措施進(jìn)行除險(xiǎn)加固。其中，漿砌石或現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡適用于風(fēng)浪較大、破壞頻繁的護(hù)坡壩段。填補(bǔ)翻修相對(duì)簡(jiǎn)單，主要適用于由于施工質(zhì)量引起的局部跨塌、滑動(dòng)、脫落等破壞。加厚反墊層則適用于北方寒冷地區(qū)，主要針對(duì)反墊層厚度不夠而產(chǎn)生的護(hù)坡破壞。[3]

3 小型土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固應(yīng)把握的問題

3.1 小型土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)的維護(hù)管理

①思想上要重視。水庫(kù)管理部門一定要對(duì)水庫(kù)病險(xiǎn)問題高度重視，真正認(rèn)識(shí)到病險(xiǎn)問題可能帶來的危害。堅(jiān)持以防為主，將預(yù)防工作做在平時(shí)。一旦發(fā)現(xiàn)病險(xiǎn)問題，必須第一時(shí)間予以除險(xiǎn)加固處理，避免問題惡化。②嚴(yán)格落實(shí)制度機(jī)制。要認(rèn)真落實(shí)水庫(kù)管理各項(xiàng)規(guī)章制度，重點(diǎn)是巡查、維護(hù)等制度。還要落實(shí)責(zé)任追究和獎(jiǎng)懲制，對(duì)于玩忽職守而導(dǎo)致險(xiǎn)情發(fā)生的，必須追究責(zé)任并實(shí)施行政和經(jīng)濟(jì)處罰，以強(qiáng)化管理維護(hù)人員的責(zé)任意識(shí)、安全意識(shí)和質(zhì)量意識(shí)。③加大資金投入。水庫(kù)管理部門要對(duì)小型土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)增加維護(hù)資金，并加強(qiáng)資金使用審計(jì)，確保資金落到實(shí)處，促進(jìn)小型土石壩水庫(kù)除險(xiǎn)加固質(zhì)量的提高。

3.2 小型土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固勘察設(shè)計(jì)

勘察設(shè)計(jì)是解決小型土石壩病險(xiǎn)病險(xiǎn)問題的基礎(chǔ)和前提：①勘察試驗(yàn)。由于小型土石壩水庫(kù)規(guī)模較小，因此除險(xiǎn)加固投入的勘察和試驗(yàn)工作必然受到一定程度的限制，只能依據(jù)水庫(kù)存在的工程地質(zhì)問題采取有針對(duì)性的勘察及試驗(yàn)工作。采取鉆探和物探相結(jié)合、注水和壓水相結(jié)合、地質(zhì)測(cè)繪和檢測(cè)相結(jié)合等方式，廣泛收集水庫(kù)區(qū)域地質(zhì)資料、地震參數(shù)、工程前期勘察設(shè)計(jì)及施工資料、運(yùn)行監(jiān)測(cè)資料等，為綜合分析決斷和科學(xué)決策提供技術(shù)支撐。②加固設(shè)計(jì)。在實(shí)施勘察試驗(yàn)、進(jìn)行地質(zhì)指標(biāo)分析的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性的對(duì)于病險(xiǎn)問題設(shè)計(jì)加固處理技術(shù)措施。針對(duì)不同的病害采取不同的材料、不同的施工技術(shù)和不同的施工方案，以確保加固施工質(zhì)量和安全水平。[4]

3.3 小型土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固施工質(zhì)量

小型土石壩水庫(kù)管理部門一定要嚴(yán)把除險(xiǎn)加固質(zhì)量關(guān)，避免因施工質(zhì)量問題而埋下安全隱患。在科學(xué)勘察、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案和施工計(jì)劃組織施工，嚴(yán)把材料準(zhǔn)入關(guān)、施工工藝關(guān)、檢查驗(yàn)收關(guān)，確保施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。重點(diǎn)是要提高小型土石壩水庫(kù)的防洪能力。由于小型土石壩水庫(kù)一般存在壩體較小、土質(zhì)松軟、泄洪道簡(jiǎn)陋等問題，一旦遇到較大洪水，較容易發(fā)生各種險(xiǎn)情，因此必須通過加高壩體來增加水庫(kù)的調(diào)蓄能力，加大泄洪道規(guī)模來提高泄洪能力。

綜上所述，小型土石壩水庫(kù)病險(xiǎn)問題較為復(fù)雜，危害性也較大，必須有針對(duì)性的采取相應(yīng)的除險(xiǎn)加固技術(shù)措施，并確保加固施工質(zhì)量。通過科學(xué)的勘察、設(shè)計(jì)，以及合理的除險(xiǎn)加固處理，不斷提高小型土石壩水庫(kù)的運(yùn)行質(zhì)量和綜合效益，為充分發(fā)揮水庫(kù)效能奠定基礎(chǔ)。

[1]劉岳山.土石壩除險(xiǎn)加固的方法探討[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2013（9）：63～64.

[2]章裕華，范建昌，楊洪，等.試論小型土石壩水庫(kù)的病險(xiǎn)分析及除險(xiǎn)加固措施[J].中華民居2013（30）：305～306.

[3]李春艷.淺析水庫(kù)土石壩除險(xiǎn)加固技術(shù)的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（13）.

[4]鮑平美，王璐華.淺談土石壩水庫(kù)病險(xiǎn)、地質(zhì)勘察及除險(xiǎn)加固措施[J].江西建材，2013（4）：156～157.

TV697.3

A

1004-7344（2016）26-0161-02

2016-9-1

陳漢江（1977-），男，工程師，主要從事小型水利水電工程勘測(cè)設(shè)計(jì)、水利工程施工管理、水利工程監(jiān)理等工作。