任婉麗

【摘要】本文簡(jiǎn)要闡述了土石壩除險(xiǎn)加固土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)中存在的問(wèn)題。并針對(duì)土石壩中主要的病險(xiǎn)問(wèn)題原因進(jìn)行分析并提出了相對(duì)應(yīng)的除險(xiǎn)加固技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】土石壩；除險(xiǎn)加固；病險(xiǎn)；探討；

水庫(kù)是水利產(chǎn)業(yè)的重要設(shè)施。由于歷史的原因，加上缺乏經(jīng)驗(yàn)，造成很多水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)低、工程質(zhì)量差，加上長(zhǎng)期以來(lái)未形成良性運(yùn)行管理機(jī)制，對(duì)工程缺乏必要的維修加固，致使病險(xiǎn)水庫(kù)大量存在，嚴(yán)重威脅人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。

1土石壩主要病險(xiǎn)存在問(wèn)題

土石壩病險(xiǎn)問(wèn)題主要有：

（1）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低不能適應(yīng)新的防洪要求。主要是我國(guó)水庫(kù)大多建于20世紀(jì)50-70年代一些中小型水庫(kù)是在對(duì)水庫(kù)集雨面積、來(lái)水量、庫(kù)容和地質(zhì)條件均不清的情況下建設(shè)的，俗稱“四不清”問(wèn)題。在設(shè)計(jì)搜集資料時(shí)，不進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，僅憑小比尺地形圖量算集雨面積和庫(kù)容，有時(shí)造成很大誤差[1]。

（2）抗震標(biāo)準(zhǔn)低。按1990年2.5×10- 7地震烈度區(qū)劃圖確定場(chǎng)地基本烈度并按現(xiàn)行水工抗震規(guī)范復(fù)核，很多水庫(kù)抗震標(biāo)準(zhǔn)低，其中13座大型病險(xiǎn)水庫(kù)抗震標(biāo)準(zhǔn)低于現(xiàn)行規(guī)范要求[2]。主要建筑物如大壩不能滿足抗震穩(wěn)定要求。

（3）大壩穩(wěn)定性差。許多水庫(kù)存在大壩壩體斷面不足、壩坡或壩體抗滑不穩(wěn)定、壩體裂縫等問(wèn)題。51座大型病險(xiǎn)水庫(kù)存在此類問(wèn)題[3]。主要建筑物如大壩、溢洪道、泄洪洞、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、滲流穩(wěn)定不能滿足規(guī)范要求，難以抵御設(shè)計(jì)洪水，極有可能直接影響大壩安全。

（4）壩體、壩基滲漏嚴(yán)重。大壩尤其是土石壩存在壩基滲漏、繞壩滲漏、接觸沖刷破壞、散浸、沼澤化、流土、管涌等問(wèn)題，危及大壩安全。有的水庫(kù)因倉(cāng)促上馬，邊勘測(cè)、邊設(shè)計(jì)、邊施工，致使缺少泄洪設(shè)施、大壩滲漏嚴(yán)重或庫(kù)區(qū)淤積嚴(yán)重，這些水庫(kù)一開(kāi)始運(yùn)用就為“不完全工程”。

（5）輸水、放水及泄洪建筑物老化、破壞較為普遍。許多水庫(kù)的輸、放水及泄洪建筑物老化、建筑物裂縫、斷裂、露筋、剝離、沖蝕、漏水，嚴(yán)重影響建筑物結(jié)構(gòu)的整體性，特別是遇壩下埋管時(shí)，極易導(dǎo)致接觸沖刷破壞，危及壩體安全。溢洪道或泄槽未襯砌或質(zhì)量差、沖蝕，無(wú)消能工或消能工不完善、基礎(chǔ)淘刷等[4]。

（6）水庫(kù)安全管理、行業(yè)管理法律及制度不完善，執(zhí)法監(jiān)管機(jī)構(gòu)不健全、執(zhí)法力度也是關(guān)鍵的問(wèn)題[5]。

2土石壩病險(xiǎn)原因分析

2.1壩體裂縫

引起壩體裂縫主要原因有：（1）壩體填筑材料不均，超量不均勻沉陷引起壩身開(kāi)裂；（2）壩體干縮引起裂縫；（3）施工質(zhì)量差，碾壓不均勻?qū)е铝芽p；（4）壩體局部滑坡引起開(kāi)裂；（5）煤礦開(kāi)采區(qū)通過(guò)壩區(qū)引起裂縫。

縱向沉陷裂縫多發(fā)生于壩基壓縮性大的壩段、壩體心墻和斜墻與透水料結(jié)合處、壩體分區(qū)分塊施工的縱向結(jié)合面、壩體新老斷面結(jié)合處等部位，主要是因?yàn)檫@些部位在建筑過(guò)程中由于本身結(jié)構(gòu)以及外部受力影響容易產(chǎn)生不均勻沉降，從而產(chǎn)生縱向裂紋；橫向裂紋一般是由于存在局部峭壁或下陡上緩有轉(zhuǎn)折角較大的變坡或是壩體軸線方向地基不同，使壩體各部結(jié)合不好，碾壓不密實(shí)，容易產(chǎn)生壓縮變形以及不均勻沉降，從而產(chǎn)生橫向裂縫；內(nèi)部裂紋一般是由于壩體各部因材料不同，在內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力區(qū)，造成內(nèi)部不均勻沉降，從而產(chǎn)生內(nèi)部裂紋。

2.2壩體滑坡

壩體滑坡是土壩較容易出現(xiàn)的險(xiǎn)情之一，其發(fā)生的主要原因包括：（1）在土壩施工中，由于每層鋪土太厚，碾壓不實(shí)，或含水量不合要求，干容重未達(dá)到設(shè)計(jì)要求等，致使填筑土體的抗剪強(qiáng)度不能滿足穩(wěn)定要求。（2）水中填土壩或水墜壩填筑進(jìn)度快，過(guò)大的孔隙水壓力，或局部含水量過(guò)高，或排水設(shè)施不良，形成集中軟弱層等。（3）土壩加高培厚，新舊土體之間結(jié)合不好，在滲水飽和后形成軟弱層。（4）大壩背水坡腳排水設(shè)施堵塞，浸潤(rùn)線抬高，背水坡壩體飽和范圍增大，加大促滑重量，降低抗剪強(qiáng)度，容易引起大壩背水坡向下游滑坡。

2.3滲漏

2.3.1壩體滲漏

壩體滲漏破壞是壩區(qū)最常見(jiàn)的滲漏現(xiàn)象。壩體填筑材料不良，碎石含量偏高，抗?jié)B性能不能滿足要求，滲透系數(shù)過(guò)大，導(dǎo)致壩體外坡大面積散浸；施工質(zhì)量差，鋪土層過(guò)厚，碾壓不密實(shí)，或壩身防滲體開(kāi)裂、新老防滲體之間結(jié)合不良而漏水；導(dǎo)濾排水棱體被堵塞失效，浸潤(rùn)線上升，壩腳飽和濕潤(rùn)滲水；壩內(nèi)埋管破裂，導(dǎo)致壩體滲水或集中滲漏，壩體有機(jī)質(zhì)含量高適應(yīng)白蟻生長(zhǎng)的土壩，白蟻的蟻道和蟻巢相互連通構(gòu)成壩體浸潤(rùn)線附近的漏水通道。

如獺貓洞水庫(kù)，左壩肩下游高程1998.33m有一滲漏出水點(diǎn)，滲流量約0.15L/s（目測(cè)值）。當(dāng)庫(kù)水位高于1999.60m時(shí)，漏水點(diǎn)產(chǎn)生滲漏，庫(kù)水位低于1999.60m 時(shí)，漏水消失，說(shuō)明左壩肩下游岸坡出水點(diǎn)與庫(kù)水有密切聯(lián)系，為接觸帶滲漏及繞壩滲漏所致。

2.3.2壩基滲漏

壩基滲漏，主要有壩基巖石裂隙漏水；壩體與基巖接觸面漏水。由于土壩對(duì)地基強(qiáng)度的要求不高，因此基礎(chǔ)的防滲處理好壞直接關(guān)系到土壩的運(yùn)行安全。主要原因有：（1）清基不徹底。施工時(shí)沒(méi)有將基礎(chǔ)清至相對(duì)不透水層或未將雜草、樹(shù)根等雜物清除干凈，腐爛后致使壩體與基礎(chǔ)在結(jié)合面上產(chǎn)生滲漏。（2）防滲處理不徹底。如壩基為透水地基，地基卻未作截水槽或截水槽深度不夠，未與相對(duì)不透水層相連接，防滲效果差，致使壩體與基礎(chǔ)在結(jié)合面上產(chǎn)生滲漏。

如嵩明縣獺貓洞水庫(kù)壩腳處現(xiàn)為一魚(yú)塘，當(dāng)魚(yú)塘水位降低時(shí)，靠壩腳一側(cè)有明顯的滲水，滲流量約0.2 L/s（目測(cè)值），壩基下部分布著東川泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂巖，強(qiáng)風(fēng)化節(jié)理、裂隙發(fā)育、中等透水，壩基的礫石、漂石為壩基的滲漏提供條件。兩壩肩分布的強(qiáng)風(fēng)化巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，屬中等透水層，它也為滲漏提供了條件。

2.3.3繞壩滲漏

繞壩滲漏是指水庫(kù)蓄水后滲水繞過(guò)壩頭兩端滲向下游并在下游岸坡逸出的現(xiàn)象。產(chǎn)生繞壩的主要原因有：（1）兩岸地質(zhì)條件差。如兩岸巖石為風(fēng)化巖透水性過(guò)大、巖層破碎嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育等不良地質(zhì)條件未妥善處理，會(huì)造成為繞壩滲漏。（2）壩岸接頭防滲處理不徹底。如岸坡截水槽沒(méi)有深入不透水層，或施工時(shí)挖掉了透水性小的原土層，造成繞壩滲漏。（3）施工質(zhì)量差。如岸坡開(kāi)挖過(guò)陡，截水槽回填夯壓不密實(shí)等，產(chǎn)生在結(jié)合面上的繞壩接觸集中滲漏。

2.3.4涵閘滲漏

涵閘滲漏是指水體通過(guò)涵閘破損斷裂部位或因周邊止水失效，或因閘身不均勻沉陷導(dǎo)致閘體變形并在其周邊接觸處發(fā)生的水體流失現(xiàn)象。嵩明縣內(nèi)的?。?）、?。?）型水庫(kù)涵閘普遍存在著輸水高、中、低涵管，均為壩下涵管，涵洞為水泥漿砌石結(jié)構(gòu)，經(jīng)多年運(yùn)行，砌體老化，出現(xiàn)砌縫中間多處漏水，影響壩體安全。如獺貓洞水庫(kù)輸水涵洞分為高、中、低涵，均為砌石結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)置于第四系全新統(tǒng)殘坡積層之粉質(zhì)粘土、含礫粉質(zhì)粘土之上，其力學(xué)強(qiáng)度較高，壓縮變形較小，產(chǎn)生的變形破壞較小。由于壩體滲漏嚴(yán)重，砌石結(jié)構(gòu)老化，在大壩滲漏水作用下產(chǎn)生浸滲，形成貫穿墻體的滲漏通道。

3結(jié)語(yǔ)

為了消除水庫(kù)安全隱患，我國(guó)針對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)實(shí)施了除險(xiǎn)加固，并取得了很大成績(jī)。但因水庫(kù)數(shù)量大、隱患多，資金投入受到一定限制，至今許多水庫(kù)的安全問(wèn)題仍未解決，除險(xiǎn)加固的任務(wù)任重而道遠(yuǎn)，尤其是一些中小型水庫(kù)的質(zhì)量問(wèn)題，決不能輕視。而土石壩防滲加固是病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工作中非常重要的方面。

參考文獻(xiàn)：

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