任擁軍

(四川鑫圓建設(shè)集團(tuán)有限公司，四川 成都 610000)

1 土石壩水工建筑物安全問題回顧

1)1802年西班牙皮尤恩特斯壩的潰決警示人們：高的土石壩不能建造在松散地基上面，只能建造在巖基上。

2)19世紀(jì)末20世紀(jì)初，在分析法國布澤衣壩等水壩失事的原因后，設(shè)計(jì)者才開始明確認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)應(yīng)考慮揚(yáng)壓力，壩基揚(yáng)壓力是與大壩穩(wěn)定相關(guān)聯(lián)的重要荷載。

3)1959年法國的馬爾巴塞壩失事不是壩體本身的問題，而是地基問題，應(yīng)該密切監(jiān)測(cè)壩基的位移和孔隙水壓力的變化。

4)1963年12月意大利瓦依昂拱壩庫區(qū)山體出現(xiàn)大渭坡，超高涌浪使整個(gè)水庫和電廠報(bào)廢，下游生命、財(cái)產(chǎn)遭受巨大損失。該壩失事帶來的重要認(rèn)識(shí)是，大壩的安全不能只局限于壩體自身的設(shè)計(jì)，還必須注意壩區(qū)地質(zhì)環(huán)境對(duì)壩體的影響。

5)1973年4月27日，我國甘肅省莊浪縣李家嘴水庫小(1)型，庫區(qū)降雨量達(dá)85.4mm。由于土石壩建在松散黃土堆積層上，右岸壩肩下埋有舊瓦窯，壩料摻有腐殖質(zhì)、凍土塊和雜草，鋪土過厚，分段施工卻夯壓不實(shí)，在施工中和竣工后，即連續(xù)發(fā)生裂縫，最大裂縫寬30 m，出現(xiàn)安全問題后，現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)人員出險(xiǎn)處理不及時(shí)，隨即發(fā)生土石壩滲漏潰決垮壩，造成了較大的損失。

6)1973年6月，我國四川省眉山縣團(tuán)結(jié)水庫(中型)土石壩因大汛導(dǎo)致垮壩。原因竟然是該庫只有一名管理人員，6月出現(xiàn)大汛，被調(diào)出參加會(huì)議，造成壩垮前一直無人看守。此次安全問題主要出現(xiàn)在管理缺失上。

7)2008年5月12日，汶川大地震造成四川省有30%水庫受到不同程度的損壞，其中有69個(gè)水壩有崩塌危險(xiǎn)。此次地震我國共有8個(gè)省、市的2 666座水壩受到不同程度的破壞。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，四川已建成水庫6 678座，包括大型6座、中型104座、小(一)型1 007座、小(二)型5 561座，其中土石壩居多。地震對(duì)水壩影響嚴(yán)重，共造成四川省境內(nèi)1 996座水庫受到不同程度的損壞，占全省總水庫數(shù)量的30%。其中有69座水庫屬于潰壩險(xiǎn)情，310座位屬于高危險(xiǎn)情，1 617座屬于次高危險(xiǎn)情。我國水利部也曾表示，四川大地震后，四川省有69個(gè)水壩有崩塌危險(xiǎn)。

2 土石壩水工建筑物安全問題的原因

1)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低。建設(shè)方降低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)方未按規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)人員素質(zhì)偏低，專業(yè)知識(shí)不扎實(shí)，思想落后；設(shè)計(jì)人員只重視技術(shù)設(shè)計(jì)，忽視安全性設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)人員對(duì)工程缺少整體認(rèn)識(shí)，缺少實(shí)地勘察和了解，完全停留在紙質(zhì)資料上。

2)土石壩建設(shè)資金投入不足。由于當(dāng)?shù)卣?cái)力不夠，在建設(shè)土石壩水工建筑物時(shí)，投入的資金嚴(yán)重不足，或者工程預(yù)算資金被挪用、層層盤剝，最后用在實(shí)際施工中的資金很少，從而造成一系列的問題，如：為了節(jié)省資金，僅憑以前經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，無專業(yè)的設(shè)計(jì)人員；土石壩專業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備陳舊過時(shí)，日常缺少維修保養(yǎng)，甚至沒有安全監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備；夯壓設(shè)施缺少或不到位，造成壩體沒有及時(shí)夯壓密實(shí)等。

3)對(duì)小型土石壩安全管理重視度不夠，建設(shè)質(zhì)量差。在我國現(xiàn)有水庫中，土石壩占總壩工程量約90%以上。其中，小型水庫又占總水庫數(shù)的大多數(shù)，所以，我國大壩安全的重點(diǎn)主要在于小型水庫的土石壩建設(shè)與管理。

實(shí)際上，在我國小型水庫的建設(shè)運(yùn)行管理中，有些單位負(fù)責(zé)人和現(xiàn)場(chǎng)管理人員往往忽視小型水庫的安全問題，沒有重視現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理和安全運(yùn)行、發(fā)揮效益這方面，更不支持技術(shù)管理、安全監(jiān)測(cè)工作。有些管理人員在調(diào)度運(yùn)用方面，從不編制調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃。有的水庫即使編制了調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃，往往卻被領(lǐng)導(dǎo)天馬行空的思想所代替。

建設(shè)過程中，施工隊(duì)伍參差不齊，素質(zhì)較差，具體表現(xiàn)為履約意識(shí)不強(qiáng)，施工經(jīng)驗(yàn)不足，技術(shù)力量薄弱，質(zhì)量觀念欠缺，機(jī)械設(shè)備老化陳舊，施工現(xiàn)場(chǎng)管理不力，供應(yīng)和使用不合格材料，甚至有的施工隊(duì)伍缺乏應(yīng)有的施工常識(shí)。有的施工隊(duì)未參加投標(biāo)而直接參與工程建設(shè)；有的雖參加了競(jìng)爭(zhēng)性投標(biāo)，但實(shí)際進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)施工的主體卻是另外的分包隊(duì)伍；有的工程是私營建筑隊(duì)冒用國有企業(yè)名稱，卻單獨(dú)承擔(dān)項(xiàng)目的建設(shè)。有的以最低價(jià)中標(biāo)后，為挽回低價(jià)中標(biāo)所造成的經(jīng)濟(jì)損失，在施工中不擇手段偷工減料，甚至犧牲工程質(zhì)量；有的工程非法轉(zhuǎn)包，層層剝削，使得本來就不高的工程預(yù)算不斷降低，到了最底層施工隊(duì)手中往往沒有足夠的資金完成項(xiàng)目施工。

在這樣的市場(chǎng)環(huán)境中，任憑施工單位使盡渾身解數(shù)，也難以收到應(yīng)有的效果。這樣的施工水平自然會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題，例如：施工碾壓機(jī)械數(shù)量不夠或碾壓時(shí)間不充分造成土石壩壩體碾壓不實(shí)，引起不均勻沉陷和開裂；壩體未完工，臨時(shí)擋水?dāng)嗝嫫露冗^陡，影響壩體穩(wěn)定；壩基處理不徹底，出現(xiàn)滲漏管涌，有的甚至滑坡；護(hù)坡墊層質(zhì)量不好造成壩面沉陷塌陷等。

4)安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目不齊全，遺漏監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。土石壩安全監(jiān)測(cè)工作十分重要，它是大壩施工和運(yùn)行中不可缺少的手段，而在實(shí)際監(jiān)測(cè)中往往缺少安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，或者遺漏安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，造成監(jiān)測(cè)工作數(shù)據(jù)的不全面，現(xiàn)場(chǎng)管理人員無法了解到大壩實(shí)際安全情況。

5)地震原因造成的土石壩安全問題，如坡面開裂、變形、壩面不穩(wěn)定、塌陷等。地震原因?qū)е峦潦瘔蔚膿p壞，如地震荷載會(huì)使土石壩整體穩(wěn)定性降低，防滲結(jié)構(gòu)層被破壞，土體遭受大量的荷載壓力，從而降低土體抗剪強(qiáng)度，產(chǎn)生裂縫。同時(shí)，地震產(chǎn)生的周期性水平和垂直運(yùn)動(dòng)，會(huì)造成壩體內(nèi)土體產(chǎn)生大量的孔隙水壓力和變形，特別是砂土和粉砂土壩體變形加劇，發(fā)生位移和錯(cuò)位變形，導(dǎo)致壩體不穩(wěn)定。

3 土石壩安全問題處理對(duì)策

3.1 重視設(shè)計(jì)質(zhì)量，確保符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

在土石壩設(shè)計(jì)研究中，應(yīng)符合土石壩相關(guān)規(guī)范規(guī)定，不得擅自降低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不得忽視安全性設(shè)計(jì)。應(yīng)堅(jiān)持“三校兩審制度”，即設(shè)計(jì)人員自校、校對(duì)、校核、審核、審定，要按程序?qū)徍?，不能越?jí)審核。同時(shí)，要按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的復(fù)查、檢查內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格復(fù)查、檢查，還應(yīng)進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)關(guān)鍵設(shè)計(jì)過程工作的復(fù)核，杜絕因設(shè)計(jì)引發(fā)的質(zhì)量事故發(fā)生。同時(shí)積極促進(jìn)新技術(shù)、新材料在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，提高工程設(shè)計(jì)的技術(shù)含量。

還有，設(shè)計(jì)師有必要從土石壩事故原因分析中，吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，指導(dǎo)充實(shí)自己的設(shè)計(jì)方案，還應(yīng)注意設(shè)計(jì)方案中與安全密切相關(guān)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目是否有遺漏。具體設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)首先通過實(shí)地調(diào)查研究，核實(shí)、補(bǔ)充、校驗(yàn)、修正集雨面積、庫容和水文、水力計(jì)算等有關(guān)參數(shù)，執(zhí)行國家現(xiàn)行洪水標(biāo)準(zhǔn)，按規(guī)定的洪水計(jì)算方法復(fù)核洪水和調(diào)洪演算，再結(jié)合土石壩壩坡穩(wěn)定分析計(jì)算，確定壩頂高程、壩坡比和溢洪道、輸水管的有關(guān)邊界尺寸。

3.2 加強(qiáng)工程預(yù)算資金監(jiān)管，保證建設(shè)資金投入到位

土石壩工程建設(shè)資金在政府預(yù)算時(shí)，有關(guān)人員要考慮全面，充分滿足項(xiàng)目對(duì)建設(shè)資金的需求。同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的工程預(yù)算執(zhí)行，不得擅自減少預(yù)算，嚴(yán)格執(zhí)行預(yù)算資金監(jiān)管程序。在實(shí)際工作中，建議成立工程預(yù)算資金監(jiān)管領(lǐng)導(dǎo)小組，由單位負(fù)責(zé)人或現(xiàn)場(chǎng)主管人員擔(dān)任組長，權(quán)責(zé)清晰，分工明確，專門負(fù)責(zé)監(jiān)管預(yù)算資金投入使用情況，一旦發(fā)現(xiàn)擠占挪用、雁過拔毛、層層截留、級(jí)級(jí)揩油等情況，應(yīng)嚴(yán)肅從重處理。

3.3 加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理和安全運(yùn)行管理，確保建設(shè)質(zhì)量

對(duì)于小型水庫，單位負(fù)責(zé)人和現(xiàn)場(chǎng)管理人員切勿麻痹大意，應(yīng)高度重視土石壩施工質(zhì)量和運(yùn)行安全情況。要把主要精力集中在安全運(yùn)行和發(fā)揮效益方面，全力支持技術(shù)管理、安全監(jiān)測(cè)工作。同時(shí)，土石壩施工中應(yīng)著重把握施工過程質(zhì)量控制，因壩面作業(yè)工作面狹窄，工序多、工種多、機(jī)械設(shè)備設(shè)施多，更要合理安排工作順序，穩(wěn)定進(jìn)行填筑，制定完善的施工組織計(jì)劃、施工方案，最好采用流水線方式施工，避免對(duì)壩面施工過程的打擾。

3.4 安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目要全面、不遺漏

安全監(jiān)測(cè)是發(fā)現(xiàn)安全問題的有效手段，為了及時(shí)知道大壩安全情況，必須經(jīng)常進(jìn)行檢查和定期觀測(cè)，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全問題，及時(shí)采取正確措施。對(duì)于已經(jīng)制定并經(jīng)批準(zhǔn)的安全監(jiān)測(cè)計(jì)劃，任何人不得改變。安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目應(yīng)做到全面、不遺漏，例如：大壩安全監(jiān)測(cè)包括巡視檢查和儀器監(jiān)測(cè)。巡視檢查分為7大部位(設(shè)施):①壩體;②壩基和壩肩;③引水建筑;泄水建筑;⑤庫區(qū)近壩岸坡;⑥閘門;⑦其他設(shè)施。

巡視檢查主要巡查大壩有無損傷、庫區(qū)近壩岸坡有無滑移崩塌征兆、上述各設(shè)施和部位的破損和異常,規(guī)范對(duì)檢查對(duì)象、內(nèi)容和方法以及結(jié)果記錄等都有明確說明。

儀器監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有:傾斜、撓度、位移、下游沖淤、接縫和裂縫、壩前淤積、滲漏量、揚(yáng)壓力繞壩滲流、水質(zhì)分析、應(yīng)力、應(yīng)變、混凝土溫度、壩基溫度、庫水溫、水位及氣溫。

3.5 地震造成的損壞，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)

對(duì)于地震造成的土石壩損壞，首先要加強(qiáng)對(duì)受損工程的檢查檢測(cè)，編制檢查檢測(cè)專項(xiàng)方案和計(jì)劃，全面觀測(cè)裂縫開度、長度、分布、走向等，發(fā)現(xiàn)安全問題馬上修補(bǔ)處理。條件允許時(shí)，也可以開挖土坑檢測(cè)土石壩，判斷震前震后防滲結(jié)構(gòu)損壞程度。如果產(chǎn)生裂縫后，要在裂縫口用材料覆蓋(如布、塑料油紙)，防止雨水浸入破壞。

發(fā)生滑坡后，正確處理措施：一定要等待滑坡穩(wěn)定后，才能對(duì)滑坡進(jìn)行處理?？梢酝ㄟ^提高邊坡土體力學(xué)強(qiáng)度、提高土體抗剪力等方法，減少壩坡滑動(dòng)。具體措施有：鉆孔灌漿、錨桿支撐、削坡減載、修筑擋土墻或護(hù)墻、鋼筋樁支撐防滑、坡腳堆載預(yù)壓、減緩坡度等。

對(duì)于壩體裂縫處理，一定要在裂縫位置設(shè)置明顯標(biāo)志，及時(shí)修補(bǔ)。緊急情況下，可采取臨時(shí)措施保護(hù)土石壩。同時(shí)，考慮施工現(xiàn)場(chǎng)條件、施工難易程度、施工成本、專業(yè)隊(duì)伍素質(zhì)等實(shí)際情況，土石壩修補(bǔ)措施要切實(shí)可行，方便經(jīng)濟(jì)。當(dāng)然，有條件的土石壩也可以放空水庫徹底修復(fù)防滲結(jié)構(gòu)，免除后患。

4 結(jié)束語

由于土石壩安全問題直接關(guān)系到大壩當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娚?cái)產(chǎn)安全，因此土石壩安全問題要從根源上引起高度重視。隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，水壩工程施工技術(shù)也得到了逐漸提高，從而為土石壩安全問題的有效解決，提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。我們應(yīng)充分利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)土石壩工程的設(shè)計(jì)施工運(yùn)行提供安全技術(shù)一條龍服務(wù)，加強(qiáng)各單位管理人員的安全思想教育和培訓(xùn)，從日常的安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中找出安全問題出現(xiàn)的原因，及時(shí)采取合理有效的解決辦法。

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