試論小型土石壩水庫的病險分析及除險加固措施

葉耀健

（重慶市梁平縣水土保持站，重慶 405200）

1 土石壩存在的病險分析

要想達到理想除險加固效果，首先必須對水庫的各種病險有一個較為清楚的認識，以便根據不同的實際情況采取不同的技術措施，通過筆者的歸納總結，病害的特點可歸納為兩類:一類是結構性病害，主要是由結構強度、穩定、剛度、構造等因素而產生的病險，具體表現于滑坡、裂縫、排水溢洪設施問題等；二類是滲漏性病害，其主要是由壩體及其接合體抗滲性能不足而造成的病險。具體來說包括以下幾種。

1.1 裂縫。裂縫可以說是土石壩病害中較為常見的現象，有的裂縫在壩體表面就可以看到，有的隱藏在壩體內部，裂縫寬窄長短深淺不一。裂縫有平行壩軸線的縱縫，也有垂直壩軸線的橫縫，還有不規則的傾斜裂縫。無論什么性質的裂縫對土壩的正常使用都有不利影響，其中危害最大的是貫穿壩體的橫向裂縫、水平裂縫以及滑坡裂縫，它們直接影響壩體的穩定性。在進行大壩除險加固時，應對裂縫的范圍、位置、長度、寬度、深度、數量等參數進行詳細的測定，以便確定其影響程度，從而采取確切的措施。

1.2 滲漏。滲漏一直以來都是危害土石壩安全的主要因素之一，按滲漏的部位可分為壩體滲漏、壩基滲漏、接觸滲漏、繞壩滲漏；按滲漏性質可分為正常滲漏和異常滲漏；按滲漏現象可分為散浸和集中滲漏。對于因滲漏而引起的壩體破壞或滲漏量過大，且影響蓄水和造成土石壩整體或局部失穩的，稱為異常滲漏，異常滲漏則是考核壩體病險程度的主要指標之一，若出現地面凸起、坍塌或管涌現象則表現滲漏很嚴重，急需處理。

1.3 滑坡。土石壩滑坡的原因有很多，如壩坡太陡，壩體抗剪強度偏小，壩基土的抗剪強度不足，外界因素擾動(如地震、壩周圍動荷載)等，而導致壩體局部或整體的滑動。實際上滑坡往往是多種原因綜合產生的，所以當發現滑坡征兆后，應及時認真調查研究，分析滑坡產生的原因，并根據不同的情況，采取有效的方法及時處理。

1.4 護坡損壞。護坡是土石壩的重要組成部分，由于雨水、波浪、動植物以及設計不當、施工質量和管理等因素的作用和影響，土壩壩坡大都存在不同程度的毀壞，嚴重的將威脅大壩的安全。護坡毀壞原因比較復雜，主要有壩體碾壓不實、護坡墊層設計與施工不合格、塊石偏小、砌筑質量差、設計不完善、水流沖刷、壩體不均勻沉陷、塊石風化變質等原因。因此，需要綜合性的分析護坡產生的問題。

1.5 輸、泄洪建筑物老化、破壞。隨著使用年限的增加，許多土石壩的輸、泄洪建筑物老化，甚至出現裂縫、斷裂、露筋、漏水等現象，嚴重影響了這些建筑物的接體性和安全性。特別是遇到壩下埋管時，極易導致接觸沖刷破壞；有時也存在溢流面和泄槽未襯砌或質量差、沖蝕，無消能工或消能工不完善，基礎淘刷等，以上情況均危及壩體安全。

1.6 防洪標準偏低。我國有很多土石壩的防洪標準低，達不到規范要求的洪水標準。水庫的防洪標準低于頒布的防洪標準，壩高低于設計洪水位的要求。

2 土石壩除險加固技術措施

2.1 裂縫預防與處理

土石壩發現裂縫后，應通過壩面觀測、開挖探槽和探井，及時查明裂縫情況，其中包括裂縫形狀、部位、寬度、長度、深度、錯距、走向、嚴重程度以及其發展，并弄清楚裂縫產生的原因。根據裂縫觀測資料，針對不同性質的裂縫，采取不同的加固處理方法，一般有翻筑、灌漿、放緩壩坡、加做戧臺及加做保護層等措施，究竟采取一種措施，還是多種措施，應根據上述裂縫的情況和產生的原因而定，具體而言:①對縱向沉降裂縫，可采用無粘性的細粒土回填，當壩的沉降未穩定前，不要把壩面掩蓋，可發現有無新的裂縫出現。②防滲體中產生的橫向裂縫，往往比較隱蔽，對此類裂縫，應沿縫挖槽，用不透水土料回填，一般裂縫加固處理采用開挖回填、裂縫灌漿以及兩者相結合的方法。

2.2 滲漏預防與處理

土石壩各種異常的滲漏，無論發生在什么部位都應追尋其原因采取處理方法。滲漏控制的標準是:保證壩體和壩基的滲流穩定，其抗滲比降和滲透流速滿足穩定要求；控制滲流量，盡量減少滲漏損失；控制下游剩余水頭，防止滲透變形破壞，保證下游邊坡穩定，減少下游沉降。在所有除險加固措施中，防滲加固技術措施、方法最多。對于大壩防滲體，常用的防滲加固措施有各種形式的灌漿、防滲墻，復合土工膜等。

2.3 滑坡預防與處理

土石壩滑坡是土石壩主要病害之一，不僅使工程損失較大，甚至可以造成土石壩潰壩失事，危及人民生命財產安全。土石壩滑坡預防最根本的措施當然在于土石壩的建設階段，主要是地質的勘察和設計的合理。對于運行使用期間的土石壩其預防滑坡的主要措施則在于加強土石壩的檢查觀測與資料分析，及時做出滑坡預報。在滑坡處理方面，由于滑坡產生的原因是滑動力超過了抗滑力。因此，在處理滑坡時，應當掌握的原則是:設法減少滑動力，增加抗滑力。其做法是:“上部減載”與“下部壓重”。“上部減載”就是在滑坡裂縫上部進行削坡處理，以保持穩定:“下部壓重”就是放緩下部壩坡、坡腳處筑鎮壓臺或滑坡體下部做壓坡體等。當滑坡穩定后應當及時進行滑坡處理。

2.4 護坡損壞預防與處理

護坡損壞的預防主要在于對其有效的管理和維護，對于護坡破壞后應采用何種加固修理措施。應根據護坡破壞的主要原因;原護坡的結構形式，破壞范圍的大小；建筑材料；氣溫和風力；施工設備和庫水位情況；技術上可靠性和經濟上合理性等有關因素，進行綜合分析比較后，合理選定。常用的方法有漿砌石或現澆混凝土護坡、壩面塑膜保溫、加厚反濾墊層、填補翻修等，這些方法可根據不同的情況加以選擇一種或多種，漿砌石或現澆混凝土護坡適用于吹程較遠，風浪較大，經常發生破壞的護坡壩段；加厚反濾墊層則適用于北方冰凍地區由于反濾墊層厚度不夠而產生的護坡破壞；對于施工質量差引起的局部脫落、塌陷、崩塌和滑動等破壞，可采用較為簡單的填補翻修。

2.5 輸、泄洪建筑物的維護與更新

輸、泄洪建筑物的老化、破壞主要是在長期的使用過程中而產生的自然損壞，所以為了預防這種現象的產生，最重要的是加強建筑物的維護與管理，并實時檢查建筑物的使用情況，及時更新和改造。

2.6 提高防洪能力

針對我國有很多土石壩的防洪標準低這個現狀，可采取以下兩種措施加以解決:一是加高大壩，增加水庫調蓄能力，對削減洪峰的作用較大，對下游防洪有利:二是加大泄洪建筑物規模，擴大泄洪能力，從而提高防洪能力。另外，對下游防洪有重要要求的水庫應盡可能增加壩高，必要時再結合擴建泄洪設施。

結語

由于土石壩除險加固方法有其特定的適用范圍，具有一定的局限性，所以，應對每一具體水利工程病險進行詳細的分析。包括病險情況、除險加固要求、工程費用等各方面的因素。選擇經濟合理，技術可靠的土石壩除險加固方法。

[1]黨雪梅.土石壩除險加固設計水利[J].技術監督，2010，18(5).

[2]顧淦臣，束一鳴，沈長松.土石壩工程經驗與創新[M].北京:中國電力出版社，2004.