強監管下水利工程一線常見技術問題思考

李曉暉，呂 潔

(1.山西省水利發展中心，山西 太原 030002；2.水利部水利水電規劃設計總院，北京 100120)

水利工程是利國利民的基礎工程，而技術是工程的靈魂，設計是工程的“底版”和“基因”，設計是水利工程建設的首要環節，是影響水利工程質量的最關鍵因素之一，關系到水利工程質量和人民財產安全。因勘測設計達不到國家標準或規范要求而發生質量事故不在少數，必須首先保證設計可靠合理，才能使依設計建成的工程實體安全可靠適用。2020版強條水利工程設計部分的強制性條文摘錄309條，約占全部條文的55.5%，可看出表達了對設計的嚴格要求，工程建設成功與否與設計密切相關。

目前中小型水利工程設計質量與技術水平現狀參差不齊，在水利工程質量監督和稽查實踐一線中出現不少“常見病”、“多發病”，對此進行梳理總結，研究探討其成因與對策，以期引起行業主管部門、項目法人、設計、運營與管理單位的重視與整改，避免類似問題重復發生，從而提高設計水平，保證工程質量、滿足功能和運行要求。

1 水利工程設計常見問題

設計是整個工程鏈條的首端，不少設計人員缺乏一線實踐經驗，工程一線歷練少，對已建工程的經驗教訓總結的少，致使許多設計方案適用性差、技術不可靠等問題常重復發生，嚴重時甚至形成難以更改的“先天性基因缺陷”。

1.1 技術指標不滿足規范要求

如位于北方寒冷區的一小型堆石混凝土重力壩，壩坡堆石混凝土設計抗凍標號僅為F50，SL 191—2008《水工混凝土結構設計規范》83.3.7條款明確規定最低應為F100；還有泄洪排沙洞洞身四周400mm內襯鋼筋混凝土及挑流迎水面鋼筋混凝土，采用的是常態混凝土，標號為C35F150W6，未采用抗沖磨混凝土，泄洪時混凝土極易汽蝕損毀。但該問題直至稽查時才發現，已成事實，給日后運行留下了安全隱患。

1.2 除險加固未完全處理安全鑒定問題

某水庫安全鑒定時存在主要問題為：大壩防洪能力不滿足規范要求，泄洪建筑物不能安全泄洪；大壩上游壩坡抗滑穩定不滿足規范要求；壩體壓實度不滿足規范要求，壩腳貼坡排水未設置反濾層等多項問題。但除險加固工程設計方案并未全部對應處理，直至質量考核現場檢查，才發現快完工的工程某些問題依然存在，未完全達到除險加固目的。

1.3 不符合相應設計規范

一河道治理工程的設計單位，未按照GB 50707—2001《河道整治設計規范》和SL 191—2008 對其堤防鋼筋混凝土防滲面板厚度進行計算，也未明確蓄水堤防防滲面板的抗滲、抗凍強度等級。另一中小河流治理工程，堤防穩定計算未區分工況，不符合SL 25—2006《漿砌石壩設計規范》和SL 379—2007《水工擋土墻設計規范》墻踵、墻趾應力之比小于3之規定，墻踵、墻趾應力之比(98.8/17.8=5.55)大于3，極有可能發生基礎不均勻沉陷、產生傾覆破壞；這些問題均是在工程快干完稽查時才發現。

又如一已經完工的北方小型水庫大壩，技施圖紙連混凝土抗凍、抗滲等重要指標都沒有。另一水電站道路工程本應按照《公路水泥混凝土路面設計規范》和《公路工程質量檢驗評定標準》等專業規范提道路技術指標，如混凝土路面設計指標應為彎拉強度，但設計單位卻仍按水利工程習慣提出抗壓強度指標要求。有的河道治理工程，施工圖紙的格網石籠塊石連粒徑、強度指標等基本技術要求都沒有；某批水庫觀測房建設連避雷設施都未設置，使里面的監測和電氣設施等裸露在危險之中；凡此種種問題經過評審進入實施階段，直到后期監督檢查才發現，已經很難整改。

對某河道治理稽查時，發現設計未按照GB 50707—2011在河流凹岸設置格網石籠護角，卻在凸岸堤防堤腳設有格網石籠護角，規范是河流凹岸易被侵蝕應加強防護。

1.4 水保項目建筑物結構設計較弱

一些水保項目建筑物設計普遍粗糙，某水保項目滾水壩未按SL 319—2018《混凝土重力壩設計規范》和GB 51018—2014《水土保持工程設計規范》進行壩踵、壩趾應力計算和抗滑穩定計算，滾水壩是否穩定都不明確就批復實施了，是否安全未知。

上述問題的責任界定和劃分都比較難，失誤后果一般由項目法人和施工單位稀里糊涂承擔，壓力和責任反射不到出錯方身上，對真正的責任人形不成壓力，致使類似技術問題反復發生。

2 設計圖紙與施工存在矛盾問題

2.1 專業圖紙互相沖突

監督過程中，常發現各專業圖紙銜接交叉部位互相沖突出錯，如金結專業的尺寸與土建專業尺寸不配套；土建圖紙未預留足夠的管路安裝位置等。

如一大型河道治理工程，由于金結圖紙與土建圖紙二者矛盾，致使按土建圖紙預留的二期混凝土尺寸位置不準確，導致門槽埋件無法安裝，只好鑿除已澆混凝土騰出空間；工作橋上的門機軌道也是同樣問題，土建圖紙上的軌道高程和位置均有誤，門機調試時無法通過，只好重新拆除安裝、鑿除軌道兩側混凝土，使得局部橋面鋼筋裸露在外極易銹蝕。類似問題經常發生，究其原因均是專業銜接配合有誤，各專業交流不夠、互提的資料不準確，圖紙會簽走形式，在各專業銜接部位應重點關注，通過做好設計接口管理和應用BIM技術等手段，勘測設計單位由 CAD 出圖到應用 BIM 技術開展設計，避免將圖紙問題輸入到實施階段造成不良后果。

2.2 設計圖紙與施工操作空間沖突

有些設計未考慮施工操作需要，如某小型堆石混凝土重力壩，設計提出的帷幕灌漿軸線，距廊道上游墻體只有0.5 m，操作空間狹窄，工人難以操作。

3 水利工程運行反饋問題

部分設計單位對已建工程回訪少，未充分吸取工程運行中已出現的經驗教訓，致使同類錯誤一犯再犯。

3.1 泄洪洞通氣孔未設置或面積不夠、位置不合適

一大型水庫工程泄洪洞檢修閘門與工作閘門間未設置通氣孔，導致兩閘門間充水時，排氣不暢形成壓縮氣團，氣壓積聚到一定程度將橡膠止水沖毀。工作閘門后雖設有通氣孔，但通氣孔面積不夠，高速水流泄洪時空氣補充不夠，氣流運動強烈，水流流態不穩，致使閘門小開度時振動特別嚴重。同時通氣孔未與啟閉機室分開布置，泄洪時補氣會產生較大氣流，工作人員進入啟閉機室時可能遭受強大氣流吸力的傷害，存在安全隱患。且工作門液壓站，原設計在潮濕的豎井里，導致閥組銹蝕嚴重，電氣元件損壞，系統維護檢修困難。這些設計缺陷對設備、結構、人員安全均有不利影響，運行后逐步暴露出來，管理單位只得重新花錢改造，教訓深刻非常值得總結，可惜的是設計單位既未在設計階段按照SL 279—2016《水土隧洞設計規范》要求進行設計，運行階段也未進行回訪，導致這些信息反饋受阻，影響后續設計提高。

3.2 設計方案與實際情況不適應

有些設計地基處理方案與工程區的實際地質情況不適應、不匹配。如高壓旋噴防滲墻，如果工程區地質情況是卵石等大粒徑顆粒，高壓旋噴技術難以沖破這些大粒徑顆粒，形成的水泥結石防滲體就不完整，防滲效果差，且難以取芯進行滲透系數檢測；同時如果水泥結石松軟，就不能滿足地基承載力要求，產生較大的變形和沉降。如果工程區地質以黏粒含量為主，由于粘粒粘聚性較強，也很難被高壓水(氣)流沖散并與漿液重新攪拌結成一體，防滲效果也不理想。設計方案時應考慮實際地質情況對施工效果的影響，結合施工工藝的特點，選取效果良好的地基處理方案。

某攔河閘壩工程液壓管路未考慮泥沙影響，直接布置在河道中，由于河流泥沙含量大，泥沙淤積在支撐桿內，導致液壓壩在運行中無法塌壩，影響行洪和安全。

4 細節瑕疵

一些水利工程細節很容易被忽略，卻很重要。如分縫、接觸滲漏、洞頂灌漿脫空等問題。

4.1 分縫問題

分縫是為了防止建筑物因溫度、混凝土收縮、沉陷、外荷載及約束條件等較大差異而引起聯結斷面斷開、較大變形、應力集中等危害，通常沿建筑物長度方向，每隔一定距離或在結構變化較大處預留縫隙，將基礎以上的建筑構件全部斷開，分為各自獨立的能自由伸縮的幾部分。一般設置在不同剛度、不同地質條件變化、變形復雜(如洞室交叉)、約束條件變化較大等部位。但實際施工時，施工人員往往不明白分縫的作用，有的不按圖紙留縫，有的亂留。

如某大型引水工程的長距離隧洞內，混凝土襯砌先澆筑的底板混凝土與后澆的邊墻混凝土分縫未對齊，嚴重的兩者錯1 m，輕者也相錯十幾厘米，錯開后襯砌結構的完整性受到了破壞，變成環向不連續體，而且此處止水無法布設，這是隧洞設計規范嚴禁發生的錯誤。還有施工縫是結構整體性較薄弱位置，應在拉應力和剪應力較小的部位設置縱向縫，分縫要既能適應變形，又不在止水中產生較大應力，但實際卻常是按照施工方便設置。還有一城市河道治理工程的工作橋面分縫做的不對，欄桿在分縫處未分縫，導致欄桿在此處被拉斷，橋面鋪設的門機軌道，在分縫處也被拉成寬縫，可見分縫的重要性。

4.2 接觸滲漏問題

一些工程設計、施工單位，對接觸滲漏問題認識不足、重視不夠、考慮不周，造成了嚴重的后果。一大型引水工程末端均質土壩蓄水池，運行過程中突然發生滲漏，庫水滲漏殆盡，幸虧下游村莊及時組織撤離，未發生人員傷亡，潰壩雖未發生，但在出水口滲漏處沖刷出一個大洞。初步分析原因是，在土壩下穿越的混凝土出水管與土壩間接觸滲漏所致，經了解在混凝土出水管與土壩接觸處，未采取高塑性粘土等加強措施，施工質量控制不嚴，運行期間也未認識到此處是薄弱部位，未能重點巡查，導致混凝土出水管周邊填土處于細顆粒流失而未發覺，形成接觸滲漏，越拉越大，釀成事故。

4.3 洞頂灌漿脫空問題

按照SL 279—2016的10.1條要求，在隧洞混凝土襯砌頂部與圍巖之間，必須進行回填灌漿，而且必須灌滿充填頂部的縫隙和空腔，才能保證圍巖承擔內水壓力，否則不能保證圍巖分擔內水壓力，惡化襯砌結構的設計條件，對襯砌結構是危險的。如果洞頂灌漿脫空，縫隙或空腔充填不滿，在內外水作用下對圍巖穩定也是不利的，甚至可能造成坍塌失穩。但實際工程情況很不理想，隧洞頂部灌漿不密實的現象時有發生，后果在某些工程已顯現，如頂部襯砌破壞、混凝土破碎、鋼筋裸露等。此類問題，必須引起高度重視，設計應特別強調。

5 生態工程設計問題

生態設計屬輔助性設計，自然生態系統本身具有自組織和自設計功能，人工設計應巧妙應用自然系統的設計和組織能力，充分尊重大自然的天然屬性，從而構建出合理的生態治理方案。

水工設計中常見的問題，是河流治導線線條太直太生硬，違背自然，既不考慮河勢演變和美觀，也不考慮生物措施需要的層間物質交換，一般采用的仍是工程理念和工程措施，冰冷的混凝土用的多，有生命氣息的生物手段用的少。而且許多大型引水工程的隧洞開挖施工，破壞了沿線的水脈、穩定的滲流場及地質生態環境，生態恢復極其困難，有的河流已因此斷流；部分水域、岸線和地下水被無序、過度開發，與水爭地、傾注污水等現象突出，水生態空間被蠶食和危害，甚至已關系到河湖水系存亡問題。還應盡量避免開挖高邊坡，破壞原生邊坡和地表植被。需以工程系統與環境系統和諧共存的理念進行方案比選，按照充分發揮大自然自我修復能力的理念，減少對生態環境的破壞，力保生態平衡，拋棄陳舊過時的工程措施設計理念。

我國生態水利工程發展較晚，尚未制定統一的設計標準，目前還沒有河流護岸工程設計規范、施工規范及驗收標準，一般仍以傳統水利工程的施工標準為參考，生態修復技術和方法運用缺乏合理性。還有行政干預影響設計現象，只考慮形象美觀不考慮河道整治規范要求，某縣河道治理主槽開挖，被縣政府會議紀要改為鍋底平坦形，對洪水約束很不利，可能形成游蕩型河段，水流散亂，特別容易在堤防臨河形成明顯的低洼地帶，順堤行洪，不利堤防安全。

6 綜合原因分析

目前，有很多水利項目甲方催的急，在缺少前期勘測資料和實地踏勘前提下，匆忙開展設計，導致設計與實際情況出入較大。甚至存在抄設計現象，年輕的設計人員缺乏實踐經驗，常找以往類似工程“抄圖”，既未調研原工程設計是否存在問題，也未搞清楚兩工程間的差異，照抄照搬，使得設計方案缺少合理性和適用性，從設計之初就造成“先天”質量問題。還有一些技術人員對規程、規范理解和掌握不透，專業能力下降，質量意識淡化等均是原因所在。

施工和運行是對設計的驗證，但設計人員普遍對施工過程和運行環節不了解，對如何施工及運行中發生的關鍵技術問題不掌握，對由此反映出的設計問題意識不到。大夫看病還要查房，何況是投資大、后果嚴重的水利工程呢？工程技術人員須用心收集、總結以往工程經驗教訓，以及質量監督和稽查發現的技術問題，并快速反饋應用到后續工程設計上，彌補設計缺陷提高工程質量。

7 對策思考

7.1 建立設計質量監督檢查制度，完善設計質量監管體系

嚴格執行水利部于2020年3月4日發布的《水利工程勘測設計失誤問責辦法(試行)》(水利部2020年 33號文)，各級水行政主管部門對本行政區域內從業的水利勘測設計單位擔負起監管職責，對設計成果進行考核和評價，落實審查質量責任制和糾錯機制，落實勘測設計單位、技術審查單位、項目法人的責任，應對一些成立時間不長的小設計公司，定期檢查他們的設計產品質量，并在系統內通報，對問題責任人形成壓力，推行水利工程勘測設計質量監督檢查制度，對技術標準和強制性條文執行情況進行檢查，對任何違反《強制性條文》的行為，強化各級水行政標準化主管單位的管理責任，加大相應的處罰力度。

7.2 推廣進行水利工程技施圖審查

目前水利工程施工監理審圖基本流于形式，技施圖紙審查對工程安全很有必要，一定要在藍圖變成實體前把好關，建議項目法人組織審圖。

對一些重要的工程如大壩不管是大型小型均應由項目法人組織專家進行評審，水保項目中的建筑物設計應邀請熟悉結構計算的水工專業人員參加評審，對結構安全把關。

7.3 推行回訪和反饋機制及第三方質量評價

水行政主管部門，應規定設計單位對已建工程開展回訪，開展第三方滿意度調查，客觀了解工程施工運行中發現的問題；總結經驗教訓，為優化設計進行基礎研究，改善產品形象，提供高質量的設計。作為有追求的設計院，還應有提高技術水平和采用新技術的內在驅動力，借鑒國外概念設計、基本設計、詳細設計三階段的設計思路，扭轉現行設計舊習，不斷提高設計質量。

7.4 加強技術交流，培養水利技術監督專業隊伍

現狀對水利技術監督工作提出了迫切需求，水利技術監督是一項涉及面廣、技術要求高、專業性與政策性強的系統工程，應加強水利技術監督人才培養，通過宣貫培訓、技術交流等方式，逐步建立一支素質較高、結構優化的專業隊伍，推動水利技術監督工作又好又快發展，為水利大發展提供技術支撐和保障。

8 結語

設計是源頭，設計質量關系著水利工程的成敗，關系著人民財產安全，必須保證其可靠合理，而一些“多發病”在技術力量薄弱的基層水利中常見，各級監管單位應深入一線直面問題，多接觸一線人員和基層工作，多了解工程一線實際情況和存在問題，充分吸取已建工程經驗教訓，下一番繡花功夫，刀刃向內仔細剖析問題，彌補各種技術缺陷，切除病灶，抓住重點治理，在“源頭”上發力，從嚴監督檢查，按照“誰主管、誰監管、誰落實”原則，利用可推廣、可借鑒的技術清單實行監督監管，以標準化推動監督檢查規范化。

“強監管”是貫徹落實習近平總書記“3·14”重要講話精神的重要舉措，是新時代水利行業發展所需，也是推動社會經濟可持續發展所需。水利行業必須形成“強監管”共識，增強行業存在感和社會認可度，要認清現狀差距還比較大，還需要做大量細致工作，還需要認真查找水利工作中的“技術短板”，抓住“調整人的行為、糾正人的錯誤，提高設計質量和工程技術水平”這個治水主要矛盾，做好補短板強監管這篇大文章，實現省市縣三級聯動，構建起“綜合監管、專業監管、日常監管”三位一體的監管體系，健全完善監管體系、隊伍和法規制度，本著聞過則喜的胸襟和態度，以雷霆手段補齊短板，真正落實“水利工程補短板，水利行業強監管”的水利改革發展總基調，不斷鞏固提升水利行業形象地位，推進水利高質量發展。