淺談水庫工程地質(zhì)災(zāi)害的防治

袁軍

（寧夏彭陽縣馮莊鄉(xiāng)政府 寧夏彭陽 756503）

水利工程在防洪減災(zāi)的同時(shí)，也保障了農(nóng)業(yè)灌溉和日常用水，尤其小流域治理在西北干旱半丘陵地區(qū)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，也是成為本地區(qū)能源戰(zhàn)略的重要突破口，是保障可持續(xù)發(fā)展的主要路子。但在工程建設(shè)和使用的過程中，由于地質(zhì)環(huán)境的變化，已經(jīng)出現(xiàn)各種地址災(zāi)害，不但增加了工程建設(shè)難度，還影響了工程的正常發(fā)展和運(yùn)行，因此對工程地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行科學(xué)分析，找出切實(shí)可行的防治措施已迫在眉睫。

尤為突出的就是水庫工程的建設(shè)顯得更為重要。地質(zhì)災(zāi)害主要由洪水、地震等自然因素和開挖、圍護(hù)不合理等人為因素造成，結(jié)合現(xiàn)階段出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害種類，人為因素占主要部分。水利工程地質(zhì)災(zāi)害在很大程度上影響了施工質(zhì)量，縮短了工程的使用壽命，甚至?xí)λ畮熘苓叚h(huán)境造成極大的破壞，對人們的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成較大的威脅。

綜合來看，地質(zhì)災(zāi)害和水利工程存在相互作用、相互影響的關(guān)系。水利工程在建設(shè)過程中對周邊地質(zhì)環(huán)境造成了一定程度的破壞，在長期的作用后導(dǎo)致泥石流、地震、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，而這些主要的地質(zhì)災(zāi)害又對水利工程造成負(fù)面影響。

下面我主要從滑坡、崩塌、滲漏的地質(zhì)災(zāi)害、地面塌陷、地面沉降、地面開裂（地裂縫）進(jìn)行分析：

1 滑坡形成的原因

滑坡在地震、降雨的作用下，石窟邊坡坡腳受到一定的沖刷影響，土體不斷軟化，帶動(dòng)上部的結(jié)構(gòu)分散式向下滑動(dòng)，發(fā)生滑坡的水庫主要坐落于地質(zhì)構(gòu)造帶中或者降雨較多的地帶。在所有滑坡災(zāi)害中，土石庫岸滑坡發(fā)生的可能性較大，很有可能是土石庫岸中的土壤顆粒受到外力影響所致，砂礫含量過高也會(huì)導(dǎo)致水庫發(fā)生滑坡災(zāi)害。在人的因素方面，可能由于沒有設(shè)置合理的防滲和排水設(shè)施，導(dǎo)致邊坡積水，終導(dǎo)致滑坡。另外亂砍濫伐對坡體植被造成破壞或周圍植被不足，開挖坡腳，堆填加載等人為因素也可能導(dǎo)致滑坡發(fā)生。

2 崩塌形成的原因

崩塌災(zāi)害多由于水庫邊坡上部的土體被直立分割，壓碎后出現(xiàn)滑移，打破原有的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，脫離母體后向下部傾倒如水庫。另外水庫蓄水與渠道發(fā)生滲漏，對地下資源過度開采導(dǎo)致地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定或者地下巖溶活動(dòng)頻繁也都可能導(dǎo)致崩塌現(xiàn)象。崩塌一般發(fā)生在堅(jiān)硬巖地區(qū)的高陡邊坡，在河流沖刷和地殼運(yùn)動(dòng)后形成高陡邊坡，這種情況下，應(yīng)力必定重新分布，在邊坡卸荷載區(qū)形成張拉裂縫，在其他結(jié)構(gòu)面或裂隙的影響下，形成了危巖體，在人為影響或外界環(huán)境變化后終導(dǎo)致崩塌災(zāi)害。

3 水庫滲漏形成的原因

若兩岸邊坡較低或者水庫埡口較低將引發(fā)庫水倒灌，水庫周圍的山體單薄、存在滲漏通道將直接導(dǎo)致水庫滲漏。另外由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工不到位，水庫庫岸庫盆的材料沒有較好的隔水性，也會(huì)導(dǎo)致水庫出現(xiàn)滲漏災(zāi)害。

4 地面塌陷形成的原因

在一定條件下，自然動(dòng)力或人為動(dòng)力造成地表淺層巖土體向下陷落，在地面形成陷坑的動(dòng)力地質(zhì)作用或現(xiàn)象。引起地面塌陷的動(dòng)力因素主要有地震、降雨以及地下開挖采空，大量抽水等。地面塌陷會(huì)直接導(dǎo)致水庫損毀或間接導(dǎo)致水庫出現(xiàn)事故隱患，影響水庫的使用壽命，在某一時(shí)間突然發(fā)生水庫損毀。

5 地面沉降形成的原因

地面沉降是指不均勻的地面沉降已經(jīng)給水庫的安全造成了威脅，部分堤段已經(jīng)出現(xiàn)了裂縫、漏洞等險(xiǎn)情。地面沉降會(huì)造成水庫的損毀，同時(shí)水庫的建設(shè)會(huì)對周圍的地質(zhì)造成一定的影響而出現(xiàn)周圍地質(zhì)的下沉，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成地面沉降對水庫造成損毀。

6 地面開裂形成的原因

地裂縫的形成原因復(fù)雜多樣。地殼活動(dòng)、水的作用和部分人類活動(dòng)是導(dǎo)致地面開裂的主要原因。按地裂縫的成因，常將其分為如下幾類：地震裂縫、基底斷裂、隱伏裂隙開啟裂縫、松散土體潛蝕裂縫、黃土濕陷裂縫、脹縮裂縫、地面沉陷裂縫，在固原地區(qū)易造成的裂縫主要有地震裂縫、松散土體潛蝕裂縫、黃土濕陷裂縫、脹縮裂縫等。

綜上問題必須采取相應(yīng)的預(yù)防措施：汛前，各地要認(rèn)真開展地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，對轄區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)點(diǎn)與一般災(zāi)害點(diǎn)進(jìn)行排查，核實(shí)災(zāi)害隱患體的具體位置、類型、規(guī)模、成因及危害程度等情況。根據(jù)災(zāi)害的易發(fā)程度和防治目標(biāo)明確工程量，制定出合理的方案，依據(jù)滑坡、崩坍、滲漏的成因?qū)ΜF(xiàn)有的防治措施進(jìn)行分析。加強(qiáng)水利工程地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測力度，保持監(jiān)測系統(tǒng)中通信正常，加強(qiáng)各部門之間的協(xié)作能力，實(shí)現(xiàn)群測群控。切實(shí)做好水利工程地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測和防治工作。結(jié)合環(huán)境特點(diǎn)制定緊急預(yù)案，在此基礎(chǔ)上編制合理的搶險(xiǎn)預(yù)案。

以實(shí)際行動(dòng)做好災(zāi)害防治工作是地質(zhì)災(zāi)害治理的重要內(nèi)容，對于滑坡災(zāi)害來說，誘導(dǎo)因素較多，防治工作應(yīng)以預(yù)防為主，在監(jiān)測過程中若發(fā)現(xiàn)有異常現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)分析原因，及時(shí)采取措施，將損失降到低。針對水庫庫岸可能出現(xiàn)滑坡、崩塌的地帶，可以修筑合適的排水溝進(jìn)行排水，可在前緣設(shè)置支擋或減災(zāi)護(hù)坡。從長遠(yuǎn)角度考慮，可以在采用植樹造林的方式進(jìn)行預(yù)防，還可維持生態(tài)平衡，對自然環(huán)境有一定的改善作用。對于崩塌災(zāi)害而言，一般采取攔截、修建護(hù)坡的方式進(jìn)行治理。

對于可能發(fā)生滲漏災(zāi)害的地區(qū)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際水利工程的特點(diǎn)，采取對應(yīng)的方法，這里主要介紹本地區(qū)常用防滲漏的填筑法、強(qiáng)夯法、灌漿法和產(chǎn)生裂縫的松散土體潛蝕、脹縮等（濕陷性黃土也是本地區(qū)較為典型的特殊地質(zhì)，本文不作贅述）。

（1）填筑法：填筑法適用于水庫壩體邊坡滲漏不太嚴(yán)重的場合，在實(shí)際應(yīng)用中，先將滲漏區(qū)的松軟土體清理干凈，再將碎石填筑到裂縫中，用黏土和有機(jī)防水材料進(jìn)行密封后夯實(shí)即可。

（2）強(qiáng)夯法：強(qiáng)夯法借助機(jī)械力對土體進(jìn)行夯實(shí)，將裂縫中的空氣排出，增加土體的緊密度，以此減少土體裂縫的目的，兼?zhèn)浞乐巫饔?，在?shí)際的滲漏災(zāi)害防治中，強(qiáng)夯法具有較高的經(jīng)濟(jì)性，可以回收利用廢棄的渣土。

（3）灌漿法：灌漿法對滲漏嚴(yán)重的地段有較好的防治作用，因此成為應(yīng)用廣泛的防滲漏措施。灌漿法利用灌注漿液的方式對壩體邊坡中存在的空洞進(jìn)行封堵，或直接在壩體邊坡上進(jìn)行鉆孔后灌注漿液，以加強(qiáng)壩體的穩(wěn)固性和邊坡土體密度，有效減少壩體邊坡的空洞及斷層現(xiàn)象，達(dá)到防滲漏的目的。

（4）松散土體潛蝕：松散土體潛蝕是由于地表水或地下水的沖刷、潛蝕、軟化和液化作用等，使松散土體中部分顆粒隨水流失，土體開裂而成。

（5）脹縮裂縫：脹縮裂縫主要是由膨脹土的變形造成，膨脹土為一種高塑性粘土，一般承載力較高，具有吸水膨脹、失水收縮和反復(fù)脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發(fā)育等特性，性質(zhì)極不穩(wěn)定。常使水利建筑物產(chǎn)生不均勻的豎向或水平的脹縮變形，造成位移、開裂、傾斜甚至破壞，且往往成群出現(xiàn)，危害性很大，造成膨脹土發(fā)生上述問題的原因是膨脹土的性質(zhì)產(chǎn)生的，因?yàn)榕蛎浲脸煞种泻休^多的親水性強(qiáng)的蒙脫石、伊利石、硫化鐵和蛭石等膨脹性物質(zhì)，土的細(xì)顆粒含量較高，具有明顯的濕脹干縮效應(yīng)。遇水時(shí)，土體即膨脹隆起（一般自由膨脹率在10%以上），產(chǎn)生很大的上舉力，使建筑物上升（可高達(dá)10cm）；失水時(shí)，土體即收縮下沉，由于這種體積膨脹收縮的反復(fù)可逆運(yùn)動(dòng)和水工建筑物各部挖方深度、上部荷載以及地基土浸濕、脫水的差異，使建筑物產(chǎn)生不均勻的升、降運(yùn)動(dòng)，造成水工建筑物出現(xiàn)裂縫、位移、傾斜甚至倒塌，所以危害性很大。

一般的預(yù)防措施有：

（1）提前整平場地，使場地經(jīng)過雨水預(yù)濕，減少挖填方濕度過大的差別，使含水量得到新的平衡，大部分膨脹力得到釋放。

（2）盡量保持原自然邊坡、保持場地的穩(wěn)定條件，避免大挖大填?；A(chǔ)適當(dāng)埋深或用墩式基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)，以增加基礎(chǔ)附加荷載，減小膨脹土層厚度，減輕升降幅度，但成孔時(shí)切忌向孔內(nèi)灌水，成孔后宜當(dāng)天澆筑混凝土。

（3）臨坡建筑不宜在坡腳挖土施工，避免使坡體平衡改變，使建筑物產(chǎn)生水平膨脹、移位。

（4）采取換土處理，將膨脹土層部分或全部挖去，用灰土、土石混合物或砂礫回填夯或用人工墊層如砂、砂礫作緩沖層，厚度不小于90cm。

（5）在建筑物周圍做好地表滲、排水溝等，散水坡適當(dāng)加寬（可做成寬1.2～1.5m），下做砂或爐渣墊層，并設(shè)隔水層。室內(nèi)下水道設(shè)防漏、防濕措施，使地基土盡量保持原有天然濕度和天然結(jié)構(gòu)。

（6）加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度，如設(shè)置地箍、地梁，在兩端和內(nèi)外墻連接處，設(shè)置水平鋼筋加強(qiáng)接等。

（7）做好保濕防水措施，加強(qiáng)施工用水管理，做好現(xiàn)場施工臨時(shí)排水，避免基坑（槽）浸和建筑物附近積水。基坑（槽）挖好后，及時(shí)分段快速施工完成，并回填覆蓋夯實(shí)，減少基坑（槽）暴露時(shí)間，避免暴曬。

另外，加強(qiáng)施工時(shí)技術(shù)人員的素質(zhì)，提高施工人員的施工技術(shù)能力，避免因工作失誤而造成施工時(shí)的錯(cuò)誤。在施工前的勘察設(shè)計(jì)過程中，建設(shè)單位必須嚴(yán)格要求勘察和設(shè)計(jì)人員的按照規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行操作，避免因前期工作的疏忽而造成出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的隱患，針對已有的設(shè)計(jì)問題及時(shí)提出解決措施，將其落實(shí)到建設(shè)施工環(huán)節(jié)中。施工過程中需要注意建設(shè)的細(xì)節(jié)問題，嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做好施工、保養(yǎng)工作，在監(jiān)理部門嚴(yán)格驗(yàn)收后再投入使用。水庫工程運(yùn)行期間，定期對與水庫有關(guān)的人員開展的培訓(xùn)工作，提高對方的責(zé)任意識。在工程管理方面，需要結(jié)合實(shí)際環(huán)境制定科學(xué)的管理方案，明確本地區(qū)防洪工作的重點(diǎn)，始終以水庫的安全和社會(huì)利益為重。

總之，水利工程涉及到的地質(zhì)災(zāi)害較多，不同的地質(zhì)災(zāi)害由多方面因素引起，在不同的地區(qū)因地質(zhì)、氣候、當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)條件以及施工技術(shù)條件等產(chǎn)生水利工程的病害不同，所以在分析地質(zhì)災(zāi)害成因的基礎(chǔ)上，需要因地制宜，不斷加強(qiáng)水利工程的日常監(jiān)控和維護(hù)工作，針對已有的地質(zhì)災(zāi)害做好相應(yīng)的預(yù)防和治理工作，發(fā)揮水利工程真正的效能，為保障地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)而不是成為地方的災(zāi)難。