□張紅旭 □李德明 □王俊丹(河南省白龜山水庫管理局)
土石壩歷史悠久,具有就地取材,工程造價低,對地形、地質條件要求低等優點,是世界壩工建設中應用最為廣泛和發展最快的一種壩型。但由于土石壩在運行過程中經常受到各種自然和人為因素的影響,壩體各部位會存在不同程度的缺陷和隱患,嚴重影響壩體的正常運行。因此,做好大壩的檢查與養護工作,使其隨時保持完整良好的工作狀態,保證工程安全運行,充分發揮效益,至關重要。
土石壩的檢查是用直覺方法或簡單工具來發現異常情況,對不正常的狀態及時進行分析處理,對于防止輕微缺陷和發展,減輕不利因素的影響,延長使用年限,確保土石壩的安全運用具有極為重要的作用。
土石壩的檢查可分為:經常檢查、定期檢查和特別檢查。
土石壩的經常檢查是一種經常性、巡回性的制度式檢查,是由水庫管理單位的專職人員組織檢查,一般每周檢查一次,或每月不少于兩次,汛期高水位時應增加次數,特別是出現大洪水時,每天應至少檢查一次。對檢查中發現的可疑跡象,應觀察發展變化情況,以便進一步查明原因,采取處理措施,并及時上報。
土石壩的定期檢查是由水庫管理單位負責人組織領導,組織有關科室技術人員進行檢查。定期檢查分月檢查、季檢查和汛前汛后、用水期前后以及冰凍較嚴重地區的冰凍期和融冰期,有白蟻危害地區的白蟻活動顯著期等,進行較全面的檢查。在檢查時應做好記錄,發現異?,F象,要詳細記載和敘述,對發現的異?,F象應立即采取應急措施,并上報主管部門。
特別檢查是遇到特別情況(如暴雨、大洪水、有感地震、強熱帶風暴、庫水位驟升驟降或持續高水位等),對可能出現險情的部位,進行連續監視。特別檢查是由水庫管理單位負責人組織力量進行檢查,必要時報請上級主管部門及有關單位會同檢查。
2.1.1 壩頂:有無裂縫、異常變形、積水或植物滋生等現象;防浪墻有無開裂、擠碎、架空、錯位、傾斜等情況。
2.1.2 上游護坡:有無裂縫、崩塌、剝落、滑坡跡象、隆起、塌坑、架空、沖刷、堆積或植物滋生等現象;有無蟻穴、獸洞,近壩坡有無旋渦等異?,F象。
2.1.3 下游護坡及壩趾:有無裂縫、崩塌、滑動、隆起、塌坑、堆積、冒水、滲水或管涌等現象;排水系統有無堵塞、破壞;護坡是否完好,有無蟻穴、獸洞等;濾水壩趾、集水導滲減壓設施等有無異?;蚱茐默F象。
2.2.1 壩基:基礎排水設施是否正常;滲漏水的水量、顏色、氣味及渾濁度、溫度有無變化;壩下游有無沼澤化、滲水、管涌、流土等現象;上游鋪蓋有無裂縫、塌坑等。
2.2.2 壩端:壩體與岸坡接合處有無裂縫、滲水等現象;兩岸壩端區有無裂縫、滑坡跡象、隆起、塌坑、繞滲或蟻穴、獸洞等隱患。
2.2.3 壩砋近區:有無陰濕、滲水、管涌、流土等現象;排水設施是否完好。
2.2.4 壩端岸坡:護坡有無隆起、塌陷或其它損壞現象。
土石壩常見病害主要有裂縫、滲漏、滑坡和塌坑等,通過檢查能及時發現不正常跡象,分析原因,采取措施,防止事故發生,保證工程安全運用。
土石壩的裂縫是較為常見的,一般由干縮、凍融、沉陷和滑坡所引起,一旦發現裂縫,必須引起高度警惕,仔細觀察,并做必要的測試,如縫長、縫寬、縫深,縫的走向以及縫隙兩側的高差等,必要時要連續數日進行測試,并做詳細記錄。
3.1.1 干縮裂縫呈龜裂狀,縫間距離較均勻,上下無錯動現象,上寬下窄,深度較淺。
3.1.2 沉陷裂縫接近直線狀,裂縫走向與壩軸線垂直或斜交,裂縫較深,縫口有較小的上下錯距,但下部土體沒有水平移動現象。
3.1.3 滑坡裂縫呈弧形狀,縫口有錯距,下部土體有垂直和水平位移,而且隨時間推移加快,同時在壩坡或壩基相應部位有隆起現象。
土石壩滲漏現象是不可避免的,但對于引起土體滲透破壞或滲漏量過大的異常滲漏,必須及早發現并及時處理。一般壩體滲漏逸出點多發生在下游壩面或壩坡腳部位,逸出時呈散浸和集中滲漏。壩后滲水應是清澈見底,不含有土顆粒,這種滲水可視為正常滲水,如滲水由清變渾,或明顯看到有土顆粒隨滲水流出,這種滲水視為危險性滲水,如發現滲漏要記錄滲漏地點、特征,觀察滲漏水量、顏色、渾濁度、溫度等有無變化。
滑坡通常先由裂縫開始,初期裂縫是逐漸加大、增長,而后滑坡體突然向下滑動。
3.3.1 滑動性裂縫的主要特征:裂縫兩端向壩坡下部逐漸彎曲,縫呈弧形,裂縫兩側產生相對錯動。
3.3.2 裂縫的發展規律:滑坡裂縫的縫寬與錯距,隨時間的增長而逐漸加快;沉陷裂縫隨時間而逐漸變緩,最后趨于穩定。
3.3.3 從壩坡變形的特征判斷:壩坡在短時間內出現持續而明顯的變形,壩坡上部下陷,下部隆起,縱斷面呈馬鞍形,即使頂部沒有發現裂縫,也可判定是滑坡。
塌坑是壩體局部突然下陷成坑的現象,用肉眼極易觀察到,除風浪淘刷和白蟻洞穴引起的塌坑外,而大部分塌坑多由滲流破壞而引起的。

土石壩的養護應本著“經常養護,隨時維修,養重于修,修重于搶”的原則,以達到恢復或局部改善原有工程結構狀況為目的,做到小壞小修,不等大修,隨壞隨修,不等歲修,根據檢查結果,及時進行維修養護,消除工程隱患,確保大壩工程設施的安全與完整。
4.2.1 應保持壩體完整性,對檢查中發現的缺陷和工程問題,如雨淋溝缺、裂縫、塌坑、動物洞穴及護坡石損壞等現象,應及時修補。
4.2.2 加強安全管理,不準在壩體上放牧、墾殖、堆放雜物;不準在管理范圍內爆破、打井、采石、采礦、采砂、取土、修墳及其它有礙安全管理的活動。
4.2.3 對排水設施應保持暢通,及時清除排水系統內的淤積物或障礙物,保障水流通暢無阻。
4.2.4 對壩體護坡的養護
4.2.4.1 干砌塊石護坡養護:一是對因塊石尺寸過小或嵌砌不密實,難以抵抗風浪作用而易于破壞的,應予更換維修;當嵌固塞縫的小片石被沖掉而影響砌石體的穩定時,應及時嵌縫填補加固。二是當護坡石被掀走,墊層流失,土料被淘刷時,應先行清理浮土,然后回填壩體土料,加鋪墊層,再砌固護坡石使之復原。三是個別塊石因風化或冰脹破裂后,應選用質量好的塊石填補更換。
4.2.4.2 草皮護坡養護∶應經常修剪,鏟除雜草,亂石廢土要清除,出現沖溝、坑窩要填平,補植草皮。在草皮品種選擇上應選根系密集型,能夠抗寒抗旱,適應能力強,生長旺盛的品種。
土石壩的檢查與養護是水利工程運行管理工作的重要內容,二者相輔相成,缺一不可。通過檢查與養護能及時掌握、記錄土石壩的運行狀況,消除事故隱患,把險情問題消滅在萌芽狀態,避免災害事故的突然發生,確保工程安全運行,從而更加有效的發揮工程的防洪、供水等社會和經濟效益。因此,認真嚴格的檢查與養護工作,對水庫的正常安全運行是十分重要的。