王 月

(萊州市河長制服務(wù)中心，山東 萊州 261400)

0 引言

我國作為農(nóng)業(yè)發(fā)展大國，農(nóng)業(yè)水利基礎(chǔ)在發(fā)展中的作用尤為重要，但水利工程普遍建成周期較長，存在較多危情以及安全隱患。在目前我國的中小型水庫中，病險(xiǎn)水庫數(shù)量較大且存在的問題較為復(fù)雜，尤其對于土石壩的除險(xiǎn)加固治理是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程，中小型水庫是農(nóng)業(yè)水利以及人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾A(chǔ)，而水庫功能的進(jìn)一步恢復(fù)與利用是經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)一步發(fā)展的重要保障與推動(dòng)。

1 中小型土石壩水庫存在的問題

1.1 土石壩滲漏與滑坡

①壩體滲漏是目前中小型水庫土石壩中最常見的滲漏形式，在工程建設(shè)的初期對于土石壩建設(shè)的規(guī)劃不全面且不科學(xué)，對后期建設(shè)中水壩壩面的完整性產(chǎn)生直接影響。②壩基滲漏主要出現(xiàn)在地基建設(shè)階段，在初始建設(shè)過程中未能做好實(shí)地考察與具體規(guī)劃，導(dǎo)致整體設(shè)計(jì)與建設(shè)計(jì)劃未能與實(shí)際相符，從而使大壩的地基出現(xiàn)多處漏洞，造成滲漏與滑坡。③接觸滲漏出現(xiàn)頻率較低，這一滲漏形式主要出現(xiàn)在以上兩種滲漏之后，屬于聯(lián)系性繼發(fā)滲漏。主要由于以上兩種滲漏發(fā)生時(shí)未能及時(shí)處理，加劇滲漏問題。

1.2 建造結(jié)構(gòu)不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

中小型土石壩水庫的主要建造材質(zhì)為土石，如果建造結(jié)構(gòu)不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)出現(xiàn)以下問題:①建造結(jié)構(gòu)不符合規(guī)范很有可能造成大壩的壩基不牢固，無論是厚度還是堅(jiān)固程度都無法達(dá)到相關(guān)要求，且沒有進(jìn)行防滲結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，就容易發(fā)生滲漏問題。此外，水庫的蓄水量達(dá)到一定程度時(shí)，超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)也存在較大危險(xiǎn)，也很可能造成滲漏的出現(xiàn)，在水力的沖擊下出現(xiàn)裂縫或崩塌現(xiàn)象，進(jìn)而造成難以修復(fù)的危險(xiǎn)以及無法估量的損失。②中小型水庫土石壩普遍坡度較大，出現(xiàn)滑坡的概率較高，這一特點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致在雨量較大時(shí)，土石壩工程在水的作用下不斷變薄并堆積泥沙，減少庫容量。③如果防洪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，很容易導(dǎo)致土石壩高度低且存量小，無法應(yīng)對惡劣的災(zāi)害天氣，而大壩設(shè)計(jì)中防洪理念的缺失也會(huì)造成防洪標(biāo)準(zhǔn)的降低，使安全性大大降低[1]。

1.3 土石壩滑坡

土石壩工程的材料較為復(fù)雜，加固程度不夠的情況下，如果遭遇極端天氣或環(huán)境變化，很容易引發(fā)壩體滑坡，極易產(chǎn)生較大安全事故，因此，要對滑坡問題采取相關(guān)措施，除險(xiǎn)加固，才能保障工程的安全運(yùn)行與長久使用。

1.4 壩體裂縫

中小型水庫日常運(yùn)行期間，土石壩壩身和壩基的不均勻變形是裂縫產(chǎn)生的主要原因，而裂縫又分為橫向、水平以及縱向三個(gè)類型。對于裂縫應(yīng)當(dāng)采取相關(guān)措施進(jìn)行加固，在具體的處理中還應(yīng)當(dāng)根據(jù)裂縫的具體成因以及實(shí)際情況加以判斷，尋求徹底的解決與加固方法。裂縫問題是影響中小型水庫土石壩工程安全的主要問題之一，在對其進(jìn)行處理時(shí)應(yīng)當(dāng)科學(xué)化、合理化，力求加固回填與原壩體之間更好地結(jié)合。

1.5 險(xiǎn)情防范措施較為落后

由于防范機(jī)制不健全，防范措施落后，當(dāng)中小型水庫土石壩工程出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)，損毀程度高且難以進(jìn)行修復(fù)工作，只能重新修建或大面積修復(fù)，在損耗人力物力財(cái)力的同時(shí)，影響水利工程功能的發(fā)揮。如果能建立健全防范機(jī)制，并在危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行階段性檢查防范，就能將災(zāi)害發(fā)生的概率降到最低，且不會(huì)危害整體工程的使用。土石壩的局部隨著使用時(shí)間的增加會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，影響土石壩功能的發(fā)揮。因此，必須做好險(xiǎn)情防范措施，才能夠保障工程的長期安全。

2 中小型土石壩的除險(xiǎn)加固措施

2.1 裂縫的處理

①裂縫的出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)土石壩工程，尤其是橫向貫穿壩體的裂縫，如果壩體裂縫的寬度與深度均在1 m范圍內(nèi)，且裂縫控制較為穩(wěn)定，就可以使用細(xì)的沙壤土進(jìn)行填補(bǔ)，由縫口灌入后進(jìn)行搗實(shí)。②比較重要的中小型水庫土石壩應(yīng)當(dāng)進(jìn)行開挖，挖到裂縫深度以下，再進(jìn)行回填與夯實(shí)，整體協(xié)調(diào)，分段施工。③裂縫較寬時(shí)，應(yīng)在裂縫停止擴(kuò)張后，采用開挖后回填的方式進(jìn)行施工，在開挖時(shí)采用梯形斷面，或者在開挖過程中進(jìn)行臺(tái)階形坑槽的建設(shè)，并在回填過程中削去臺(tái)階，保持整體斷面的梯形形狀，以便于回填的土料和原壩體緊密結(jié)合[3]。

2.2 土石壩防滲處理

防滲加固工程實(shí)施前，要對施工場地的土質(zhì)基巖取樣檢驗(yàn)，基于檢測數(shù)據(jù)信息組織鉆孔施工，保證深度符合高噴鉆孔工程要求，將基層巖石鉆入的深度維系在1 m以上。在灌漿施工前充分確認(rèn)放置高噴管的位置，待接觸到底部位置以后方可組織開展灌漿作業(yè)。檢測高噴嘴凝結(jié)體和基巖兩者之間連接的厚度，保證厚度值不低于0.5 m。有效控制噴灌的速度，維系在5～7 cm/min。

防滲加固效果受高噴孔之間的連接質(zhì)量影響比較顯著，甚至是決定性影響。以砂石層實(shí)際作業(yè)條件作為依據(jù)，明確孔洞之間的間隔距離，砂石本身會(huì)影響到高噴墻體各序孔之間的連接質(zhì)量。再者，以壩體所在地的地質(zhì)條件和施工情況為出發(fā)點(diǎn)，合理確定高噴孔孔距，可兼顧鉆孔深度和孔斜率。通常情況下，需要采取高噴灌漿作業(yè)施工，根據(jù)底層厚度差異細(xì)微地調(diào)整灌漿速度，并時(shí)刻保持水壓值、氣壓值等外部條件處于穩(wěn)定狀態(tài)[4]。施工主要參數(shù)值為黏土層10～15 cm/min，砂卵石層提速為8～10 cm/min，砂土層為10～20 cm/min。

2.3 滑坡處理

在中小型水庫土石壩滑坡的處理中，若壩基存在較為軟弱的夾層，且軟弱夾層在進(jìn)行壩體填筑時(shí)未能選用合適材料或施工中沒有做到完全碾壓平實(shí)，再加之壩坡太陡或背水坡浸潤線出溢點(diǎn)因排水失靈而提高，或遇到較為惡劣的自然天氣時(shí)，極易引發(fā)滑坡災(zāi)害。而對于已經(jīng)出現(xiàn)滑坡災(zāi)害的壩體，主要處理原則為上部減載、下部壓重。在壩基比較良好的壩體中，滑坡如果在基礎(chǔ)面以下出現(xiàn)，則可以進(jìn)行水庫水位的下降與排水工作，水位下降至滑動(dòng)面且滑動(dòng)部位材料失水固結(jié)后，可以清除松動(dòng)的土體并進(jìn)行材料的修復(fù)與重建。而在因壩基有淤泥夾層或濕陷性黃土層而引起的滑坡中，可以在壩腳外合理位置拋石固腳，修建防滑齒墻，此墻應(yīng)當(dāng)高出地基平面，再使用透水材料或土料等進(jìn)行壩腳與齒墻間的回填，構(gòu)造壓重平臺(tái)，并在平臺(tái)和齒墻間做好反濾層[5]。

2.4 主體工程加固

中小型水庫加固施工是為了保證主體工程能夠穩(wěn)定、正常運(yùn)行。所以，施工人員在施工全過程中要圍繞主體加固，采取保障措施：①在山區(qū)位置修建的水庫，施工團(tuán)隊(duì)要因地制宜，借助當(dāng)?shù)刈匀粭l件修建護(hù)坡。在丘陵地區(qū)修建的水庫，采取生物護(hù)坡和上游塊石護(hù)坡相結(jié)合的方式，護(hù)砌的高度一般維系在水面50 cm以上。②嚴(yán)格檢測大壩和取土區(qū)域，采取科學(xué)有效的方式防止壩體出現(xiàn)潰塌。倘若大壩的某些位置出現(xiàn)滲漏等問題，可以采取黏土灌漿和挖巢相結(jié)合的方式，將出現(xiàn)滲漏的位置徹底堵住[6]。

2.5 溢洪道的處理和修復(fù)

應(yīng)當(dāng)按照工程總體要求以及相關(guān)的質(zhì)量要求來進(jìn)行溢洪道的處理和修復(fù)，針對溢洪道的形式結(jié)構(gòu)以及材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理與修復(fù)，對工程所在地的地質(zhì)地形進(jìn)行勘察與檢驗(yàn)，選擇合適的處理方式進(jìn)行消能管理。針對底板和陡坡的變形情況，應(yīng)當(dāng)根據(jù)情況翻修或重建，若相關(guān)指標(biāo)達(dá)不到要求與標(biāo)準(zhǔn)，則使用合適的材料對整體進(jìn)行加固與處理。若在底板以及其他部位有裂縫出現(xiàn)，可以根據(jù)裂縫尺寸與位置構(gòu)造砌筑槽，并進(jìn)行材料的填筑與修復(fù)[7]。

2.6 加強(qiáng)除險(xiǎn)加固施工的質(zhì)量監(jiān)控

中小型水庫土石壩在除險(xiǎn)加固工作中，其加固質(zhì)量直接影響到水利設(shè)施的后期使用與整體壽命，若進(jìn)行無效加固，甚至?xí)φw工程效果起到反作用，所以應(yīng)當(dāng)在施工過程中加強(qiáng)除險(xiǎn)加固工作的施工監(jiān)控，對于各項(xiàng)工序以及材料等進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)控，確保各個(gè)環(huán)節(jié)都能得到有效控制與合理檢測。還應(yīng)做好技術(shù)指導(dǎo)工作，對于各項(xiàng)細(xì)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把控[8]。

2.7 泄水和引水建筑物的加固措施

應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程的總平面布置以及泄水方案來進(jìn)行建筑物病險(xiǎn)狀況的評估與判斷，了解建筑物病險(xiǎn)的狀態(tài)，對于泄水和引水建筑物應(yīng)當(dāng)進(jìn)行除險(xiǎn)改建與擴(kuò)建等措施。從中小型水庫土石壩工程的引排水來看，許多工程都采用涵管方式，但涵管的斷面尺寸普遍較小，在進(jìn)行檢修與后期修復(fù)加固時(shí)十分不便，無法進(jìn)入其中進(jìn)行檢修，所以在出現(xiàn)問題時(shí)應(yīng)當(dāng)封堵進(jìn)口或拆除涵管后另行修建斷面面積更大的新涵管，進(jìn)行引水作業(yè)。

3 結(jié)語

中小型水庫土石壩除險(xiǎn)加固施工直接影響到水利工程整體作用的發(fā)揮，以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的良好發(fā)展和下游人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)管，并建立完備的除險(xiǎn)加固體系，確保中小型水庫土石壩安全運(yùn)轉(zhuǎn)。