水利工程中病險(xiǎn)水庫加固工程技術(shù)研究

劉曉敏

（山東省濰坊市臨朐縣沂山水庫運(yùn)行維護(hù)中心，山東濰坊 262613）

1 病險(xiǎn)水庫的特點(diǎn)

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至目前，在我國的水利系統(tǒng)中，40%左右的水庫擁有一定程度的病險(xiǎn)和安全問題，無法發(fā)揮實(shí)際作用，造成這種情況的原因有以下幾點(diǎn)：第一，在水庫建設(shè)的初級(jí)階段，受諸多因素限制，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)工作的工程師設(shè)計(jì)出的圖紙和數(shù)據(jù)與現(xiàn)階段工程的要求相背離；第二，堤壩過低。當(dāng)洪澇災(zāi)害來臨時(shí)，如果水位的高度高出堤壩，水流便會(huì)在最高處迅速降落，進(jìn)而導(dǎo)致決堤問題的發(fā)生；第三，沒有足夠的備用泄洪渠道，水庫中通道的寬度不足以幫助其完成泄洪任務(wù)[1]。另外，某些早期的病險(xiǎn)水庫出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況的主要位置在堤壩主體和地基，具體體現(xiàn)在以下幾方面：首先，水庫堤壩的下游水域存在流沙問題，導(dǎo)致壩尾位置發(fā)生涌流現(xiàn)象，不僅不利于水庫的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還會(huì)嚴(yán)重侵蝕堤壩的主體；其次，堤壩的主體結(jié)構(gòu)深度不達(dá)標(biāo)，工人在建造過程中應(yīng)用的材料具備極強(qiáng)的滲透力，下游區(qū)域的排水系統(tǒng)失去作用，導(dǎo)致下游堤壩水位線持續(xù)走高，嚴(yán)重超出限度，堤壩的主體發(fā)生滲透現(xiàn)象；再次，受水流影響，堤壩主體發(fā)生變化，加重了壩體的斷裂程度，使水流灌入斷裂處，嚴(yán)重威脅水庫的安全；最后，在水庫工程修建的過程中，受到技術(shù)限制。在建設(shè)初期階段，對(duì)作業(yè)地區(qū)的考察工作落實(shí)不到位，沒有全方位獲取第一手資料和信息；施工技術(shù)和相關(guān)的處理方式存在嚴(yán)重問題，水流極其容易滲進(jìn)壩體的裂縫位置，極大程度加劇了安全問題發(fā)生的可能性。

2 水利工程除險(xiǎn)加固技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀

在水利系統(tǒng)中，針對(duì)水庫中存在的病險(xiǎn)因素進(jìn)行評(píng)定工作，部分負(fù)責(zé)管理工作的技術(shù)人員并沒有依靠鑒定部門的技術(shù)支持。在水庫病險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)因素的檢查過程中，只是淺顯地勘測(cè)堤壩表層的狀態(tài)，過度盲目地為相關(guān)問題下定論，進(jìn)而導(dǎo)致在水庫風(fēng)險(xiǎn)問題的處理中，不能針對(duì)性地落實(shí)相關(guān)工作，在一定程度上提升了一線工作人員的任務(wù)量和處理事故的難度，不利于解決存在的病險(xiǎn)問題。另外，在應(yīng)用水庫內(nèi)部資源時(shí)，技術(shù)人員并沒有制定合理的措施，更不能保證水庫壩體的加固工程與周邊地區(qū)的保護(hù)工作同步進(jìn)行。我國國內(nèi)的部分水庫建設(shè)的時(shí)間較早，在修建的過程中沒有應(yīng)用先進(jìn)的工藝，水庫內(nèi)部的承載量也相對(duì)較小，無法完成防洪降災(zāi)工作。在病險(xiǎn)因素水庫加固時(shí)，技術(shù)人員需要全面的考量關(guān)于水庫主體修繕工程的任務(wù)，確保加固工作更快地完成，進(jìn)而減少重復(fù)操作的可能性。

現(xiàn)階段，針對(duì)存在病險(xiǎn)因素的水利工程，在開展堤壩的加固工作時(shí)，有關(guān)部門需要投入大量的資金。值得注意的是，相關(guān)工作的開展需要花費(fèi)較長時(shí)間。在工程的加固過程中，投入的款項(xiàng)是否落到實(shí)處，加固處理是否能夠穩(wěn)步進(jìn)行，是影響加固效果的重要因素[2]。在一般情況下，機(jī)關(guān)部門會(huì)將中央政府劃撥的款項(xiàng)分配給負(fù)責(zé)修繕工作的建筑團(tuán)隊(duì)，但是受自身?xiàng)l件限制，基層政府極有可能將這筆資金分配給其他的項(xiàng)目。這也導(dǎo)致專項(xiàng)資金無法在第一時(shí)間投入相關(guān)工作，阻礙了水庫加固工程的正常進(jìn)行，使加固工程不能在工期內(nèi)順利完成。

在水利工程的建設(shè)初期，基層技術(shù)人員并沒有全方位研究水庫出現(xiàn)病險(xiǎn)問題的主要原因，更沒有在第一時(shí)間制定與之對(duì)應(yīng)的解決措施，未能實(shí)現(xiàn)加固方案和配套工藝的有機(jī)結(jié)合，從而導(dǎo)致在水庫壩體加固時(shí)，受技術(shù)條件限制，使加固工作沒有起到應(yīng)有作用，水庫的加固質(zhì)量也未達(dá)到國家制定的標(biāo)準(zhǔn)。

3 水利工程中病險(xiǎn)水庫加固工程技術(shù)

3.1 加固設(shè)計(jì)

在水庫堤壩加固流程的設(shè)計(jì)時(shí)，工作人員可以從以下幾方面著手：（1）堤壩下游坡面的幅度。開掘壩體表面，依據(jù)1:1.9 的比例，在具有保護(hù)作用的陡坡上覆蓋一定厚度的建筑材料。數(shù)據(jù)顯示，實(shí)現(xiàn)表層放水和濾水功能的有機(jī)融合，可以從根源處降低滲漏事故發(fā)生的可能性，降低相關(guān)隱患和風(fēng)險(xiǎn)問題發(fā)生的可能性。所以，新修建的排水管道的寬邊應(yīng)在1m 以上，并在壩體底部鋪設(shè)至少兩層可以起到過濾作用的防護(hù)網(wǎng)[3]。在防護(hù)材料的選擇時(shí)，可以應(yīng)用寬度為25cm、厚度在20mm 以內(nèi)的防護(hù)網(wǎng)。此外，在邊緣位置的頂端可以挖掘長寬均為30cm、厚度在8m以內(nèi)的溝壑，新修建的排水通道頂部鋪設(shè)長寬均為65cm的溝壑。（2）堤壩頂端。堤壩的頂部結(jié)構(gòu)主要承擔(dān)農(nóng)村地區(qū)的運(yùn)輸工作。因此，在加固過程中需要做好相應(yīng)的清潔工作，保證堤壩主體的平穩(wěn)程度符合標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，增設(shè)一條厚度約為30cm 的混凝土路面結(jié)構(gòu)。在堤壩頂部增設(shè)厚度低于1m 的防輻射墻，壩體保持0.2 幅度的傾斜角，并保證堤壩呈向下的傾斜趨勢(shì)。其中混凝土路面的實(shí)際寬度應(yīng)保持在3m 以上，總體的高度在2km 左右，防輻射墻的頂端高度也應(yīng)在2km 左右。（3）堤壩上游的邊緣坡度留存最初的馬道結(jié)構(gòu)，馬道上游位置的實(shí)際坡度應(yīng)依據(jù)1:3 的比例，下一段的比例在1:4 左右。完成表面的拆裝工作后，搭建厚度約為10cm 的路段，材料可以以礫石為主，再應(yīng)用混凝土材料澆筑約為10cm 厚的陡坡。

3.2 嚴(yán)格把關(guān)

在體量相對(duì)較小的病險(xiǎn)水庫中，因?yàn)槭芘_(tái)風(fēng)、汛期等環(huán)境因素的影響，可供給加固工作的時(shí)間相對(duì)較短。因此，基層建筑單位可以在上一級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門的帶動(dòng)下，在年終完成相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，特別是針對(duì)建設(shè)初期準(zhǔn)備工作落實(shí)不到位的水庫堤壩，技術(shù)人員需要嚴(yán)格把控水庫的安全風(fēng)險(xiǎn)和實(shí)際質(zhì)量，盡可能保證檢測(cè)結(jié)果和數(shù)據(jù)穩(wěn)定高效、圖紙和方案合理、所需經(jīng)費(fèi)在正常范圍之內(nèi)。

3.3 注入經(jīng)費(fèi)

為保證水利工程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，政府部門在水庫的風(fēng)險(xiǎn)測(cè)評(píng)時(shí)，需要將注入的資金預(yù)算劃分至二級(jí)類目中。針對(duì)存在問題的工程，二級(jí)類目的經(jīng)費(fèi)大多屬于自主籌措資金和投入的范圍內(nèi)，部分解決方案也僅僅存在書面范圍內(nèi)[4]。因此，除了為其增設(shè)相應(yīng)的投資項(xiàng)目外，體量相對(duì)較小的保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)還可以在國家的領(lǐng)導(dǎo)下，依據(jù)制定好的方案完成經(jīng)費(fèi)的合理配置。梳理部門可以催促建筑單位在施工前開展當(dāng)?shù)厮恋谋Ｗo(hù)工作。另外，工作人員也可以將水利系統(tǒng)的保護(hù)工作和風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控處理有效融合，將水利工程所需的投入資金直接并入政府主要建設(shè)項(xiàng)目的投資中，與相關(guān)項(xiàng)目合并后面向社會(huì)招標(biāo)，確保水庫加固工作得以順利開展。

傳統(tǒng)意義上講，水庫的除險(xiǎn)加固工作在水利工程項(xiàng)目中是體量相對(duì)較大的工作，因此需要大量的資金支持，負(fù)責(zé)水庫加固工程的工作人員為了最大程度地保證該工程的正常開展，可以利用各類渠道和手段向社會(huì)各界籌集資金，從根本上避免受資金限制致使整個(gè)工程在施工過程中無法正常開展，或?qū)е滤畮斓某U(xiǎn)加固工作質(zhì)量不符合國家出臺(tái)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，降低進(jìn)行二次操作的可能性[5]。除了依靠國家的政策和資金扶持外，病險(xiǎn)水庫的除險(xiǎn)加固工作還可以利用不同渠道完成融資，盡可能在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)籌集到更多的資金。具體的操作內(nèi)容如下：對(duì)外承攬、項(xiàng)目出租、合作互利等。利用不同方式完成融資，可以在有限的時(shí)間內(nèi)為病險(xiǎn)水庫籌集大量的資金。另外，我國負(fù)責(zé)病險(xiǎn)水庫管理的技術(shù)人員需要主動(dòng)將國家劃撥的款項(xiàng)投入水庫除險(xiǎn)加固工程中，杜絕將其轉(zhuǎn)移至其余需要大量資金的項(xiàng)目中，確保?？顚Ｓ谩?/p>

3.4 加固壩體

在壩體加固的工作中，可以從以下方面著手：在多次的勘驗(yàn)工作中，面對(duì)沒有防浪墻結(jié)構(gòu)的水壩，當(dāng)壩體的主要結(jié)構(gòu)可以保障相關(guān)工作正常運(yùn)行時(shí)，可以在堤壩頂端增設(shè)一定厚度的墻體，起到有效的防浪作用，還可以在一定范圍能完成堤壩的加高處理，防浪墻的高度通常保持在1m以內(nèi)。利用大壩的加固工藝可以在增加下游堤壩主體的厚度時(shí)，凸顯一定程度的適應(yīng)能力。

3.5 加強(qiáng)控制

截至目前，在我國不同地區(qū)的水利工程建筑中，或多或少存在諸多風(fēng)險(xiǎn)因素。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因?yàn)?，?dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門在水庫加固工作中，監(jiān)管力度存在嚴(yán)重不足[6]。所以，在開展除險(xiǎn)加固工作時(shí)，相關(guān)部門必須實(shí)行嚴(yán)格的責(zé)任制，將具體的責(zé)任落實(shí)到具體的人身上，確保工程的質(zhì)量能夠得到保障。在具體的施工時(shí)，一旦除險(xiǎn)加固工作出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，需要在第一時(shí)間追究該工作人員的責(zé)任，從根本上提升相關(guān)工作的時(shí)效性。

3.6 實(shí)況監(jiān)測(cè)

近年來，隨著我國的城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷加快，水利工程的建造技藝在一定范圍內(nèi)得到了實(shí)質(zhì)性的提升，我國的水利系統(tǒng)已經(jīng)全面進(jìn)入信息化階段，傳統(tǒng)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)早已無法滿足我國的水利工程建設(shè)[7]。政府部門需要不斷引進(jìn)國外發(fā)達(dá)的技術(shù)和手段，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)水利系統(tǒng)的管理，并對(duì)實(shí)際的工作開展全天候的監(jiān)管。

3.7 落實(shí)監(jiān)管

第一，提升除險(xiǎn)加固工作的操作速度。在有風(fēng)險(xiǎn)問題的水庫內(nèi)部，一旦施工速度無法得到保證，就會(huì)嚴(yán)重威脅生活在水庫周邊人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。第二，負(fù)責(zé)監(jiān)管工作的部門必須落實(shí)相應(yīng)的監(jiān)督和管理。在實(shí)際的施工過程中，針對(duì)各項(xiàng)操作步驟和流程進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。需要注意的是，在監(jiān)督時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)隱患，必須在第一時(shí)間內(nèi)向上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，并予以解決。完成上述操作后，還要找出負(fù)責(zé)該工作的責(zé)任人，追究其責(zé)任，確保監(jiān)管工作落到實(shí)處。第三，負(fù)責(zé)監(jiān)督的工作人員也需要對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督，需要在第一時(shí)間組織掌握專業(yè)知識(shí)的技術(shù)人員開展水庫的除險(xiǎn)加固工作。有關(guān)部門的工作人員需要重點(diǎn)關(guān)注存在病險(xiǎn)問題的水庫，并對(duì)其進(jìn)行加固處理，保證除險(xiǎn)加固工作在工期內(nèi)高質(zhì)量完成。

3.8 加快保護(hù)

在水庫除險(xiǎn)加固工程的施工過程中，勢(shì)必會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生一定程度的破壞。為保證相關(guān)工作的正常開展，需要針對(duì)環(huán)境的保護(hù)工作增設(shè)相應(yīng)的管理部門，并出臺(tái)環(huán)境相關(guān)的監(jiān)管措施，將環(huán)境的保護(hù)落到實(shí)處。在作業(yè)區(qū)域內(nèi)為施工工人搭建生活區(qū)域，對(duì)周圍的水質(zhì)和地質(zhì)開展實(shí)時(shí)的檢測(cè)工作，檢測(cè)作業(yè)區(qū)域內(nèi)的工業(yè)廢水處理情況和水庫內(nèi)原本的水質(zhì)。在施工初期，可以完成一次水質(zhì)檢測(cè)。在施工過程中，可每三個(gè)月檢測(cè)一次。對(duì)大氣條件、作業(yè)區(qū)域內(nèi)環(huán)境、空氣質(zhì)量的檢測(cè)，可以保證每一季度檢測(cè)一次，認(rèn)真分析相關(guān)參數(shù)。此外，還需要重視周圍地區(qū)的水土資源流失情況[5]。在開展加固工作的過程中，因?yàn)閷?duì)土壤結(jié)構(gòu)的挖掘及施工車輛的反復(fù)碾壓，勢(shì)必會(huì)加劇當(dāng)?shù)氐乃亮魇?，從而引發(fā)一系列的次生災(zāi)害，威脅當(dāng)?shù)氐淖匀痪坝^和水質(zhì)結(jié)構(gòu)。

3.9 防滲處理

技術(shù)人員在開展相關(guān)工作前，需要對(duì)作業(yè)區(qū)域內(nèi)的土壤結(jié)構(gòu)和巖石層進(jìn)行檢測(cè)，在數(shù)據(jù)的支持下開展鉆探作業(yè)，確保孔洞的深度滿足國家制定的標(biāo)準(zhǔn)，鉆孔的深度盡量保證在1m 以上。另外，在灌注工作開始之前，需要進(jìn)一步確定機(jī)械設(shè)備的擺放位置和高度，在機(jī)器觸碰到鉆孔底部后，可以進(jìn)行灌漿處理，并保證冷凝物質(zhì)和巖石層中銜接點(diǎn)的厚度保持在0.5m 以內(nèi)，將灌注的速度盡可能控制在7cm/min 左右。

4 結(jié)論

伴隨著我國水利系統(tǒng)的高速發(fā)展，關(guān)于病險(xiǎn)水庫的加固技術(shù)應(yīng)用范圍越來越廣泛，建設(shè)出的水庫安全系數(shù)也越來越高。但是現(xiàn)階段造成病險(xiǎn)的原因多種多樣，病險(xiǎn)的種類也更加紛亂。在處理部分病險(xiǎn)和事故方面還存在一定問題，在面對(duì)相關(guān)問題時(shí)，不僅要重視對(duì)施工人員的管理，還要不斷應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)，嚴(yán)格檢測(cè)水庫的建設(shè)質(zhì)量，為全面展現(xiàn)水利工程的作用做出不懈努力。