1 土石壩的病險及特征

1.1 壩頂高度過低、溢洪道泄洪能力不足

在實際工程中，因缺乏對當(dāng)?shù)厍闆r的了解致使設(shè)計的不夠合理，由于物資匱乏，溢洪道多為敞開式并未進行襯砌處理，經(jīng)過多年的運行和管理不善，大多數(shù)溢洪道由于岸坡崩塌及雜草、柴的叢生，導(dǎo)致泄洪能力大大降低，在汛期降雨量過大或者寒冷地區(qū)冰雪融化而引起入庫水量的急劇增加而泄洪能力不足，進而引起漫壩乃致潰壩事故的發(fā)生。雖然這一現(xiàn)象發(fā)生概率較低但引起的危害卻是極大的。

1.2 壩坡失穩(wěn)或穩(wěn)定性不滿足要求

壩坡失穩(wěn)有整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)兩類。整體失穩(wěn)往往是災(zāi)難性的破壞，造成的損失很大。局部失穩(wěn)時，只要及時進行加固處理，一般可以避免惡性事故發(fā)生。在工程實際中，壩坡整體失穩(wěn)的案例很少見，多是局部失穩(wěn)。

1.3 三變形和裂縫

此類問題的發(fā)生，主要是由于設(shè)計不合理、施工質(zhì)量不達標(biāo)、壩體年久失修等因素導(dǎo)致壩發(fā)生沉降或不均勻的沉降所致，在土石壩的病險中最為常見，如不及時加以處理，可引發(fā)滲漏乃至垮壩。

1.4 滲流危害

此類現(xiàn)象分為滲透破壞和滲透量過大兩大類，其中前者對于土石壩的安全威脅最大，而引發(fā)其破壞的形式又分為三種，分別是:防滲體自身的裂縫引起的破壞，地基與岸面以及防滲體之間的裂縫而引起的破壞，防滲體與附近相連建筑間的裂隙而引起的破壞。滲透破壞對大壩安全影響主要特點是，初期發(fā)生滲透變形時難以及時發(fā)現(xiàn)，一旦發(fā)現(xiàn)有明顯滲透現(xiàn)象發(fā)生，壩體內(nèi)部往往滲透破壞已經(jīng)比較嚴重，已經(jīng)對大壩安全構(gòu)成了極大的威脅。

1.5 滑坡危害

導(dǎo)致土石壩發(fā)生滑坡的原因眾多，主要有壩體抗滑力較弱、壩坡較陡、抗剪力不足、滲水、地震等自然災(zāi)害等因素，導(dǎo)致壩體局部或整體上的滑坡(比較少見)。實際上滑坡往往是多種原因綜合產(chǎn)生的，所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)滑坡征兆后，應(yīng)及時加以調(diào)查研究，分析滑坡產(chǎn)生的原因，并根據(jù)不同的情況，采取有效的方法及時處理。

1.6 護坡?lián)p壞危害

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(shè)計不當(dāng)、施工質(zhì)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。導(dǎo)致護坡毀壞的原因眾多也較為復(fù)雜，主要有結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、施工質(zhì)量不規(guī)范、碾壓不實、水流沖刷較大、塊石風(fēng)化變質(zhì)等。在具體事故中，要具體分析。

2 土石壩除險加固的具體措施

2.1 壩頂高程及溢洪道泄洪能力不滿足要求的加固措施

對于壩頂高程過低或不能滿足泄洪要求的情況的處理措施:其一，加高壩體高度;其二，提升泄洪設(shè)備的規(guī)模。在壩頂加高從不同角度而言，有三大方法分別是壩頂加高、下游坡加高、上游坡加高，各具優(yōu)劣勢。

從壩頂加高中需要注意的是必須要確保壩體的有足夠的富裕度，以確保加高后整體工程的穩(wěn)定性，其安全系數(shù)符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求。另外，在壩頂加高要注意高度的具體數(shù)值，不應(yīng)過大，應(yīng)控制在3m之內(nèi)，尤其是在地震多發(fā)區(qū)要慎用或不用;從下游坡加高的優(yōu)勢在于，沒有加高高度的限制，相對較為寬松，而且施工期間不影響水庫的運行。但是也有著缺點，工程量偏大，且對于整體質(zhì)量偏低的土石壩或內(nèi)部已經(jīng)有裂縫的土石壩而言，則不適宜使用此加高方式;從上游坡加高的優(yōu)勢在于整體工程量較少，但主要是針對于土石壩前淤積面較高的特殊情況，適用范圍相對較窄。

溢洪道的加固主要對其拓寬并襯砌處理，確保過流斷面，滿足水庫汛期泄洪能力要求。主要采用漿砌石或鋼筋砼加固處理，對于部分壩高無法加高或不宜加高的大壩，可適當(dāng)降低溢洪道高度，以確保水庫大壩汛期安全運行。

2.2 裂縫預(yù)防與處理

對于壩體出現(xiàn)裂縫的問題，首先要做的是全面觀察，通過探井或開挖探槽等方式全面了解裂縫的具體情況，收集裂縫的走向、長度、寬度、位置、走勢等信息;其次，根據(jù)所收集到的信息，整理分析裂縫產(chǎn)生的原因，進而依此制定處理方案。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，對于不同的裂縫的處理方案主要有放緩壩坡、翻筑、灌漿、增加保護層等措施，至于具體采用哪類方式應(yīng)綜合所收集的信息而定。唯有針對原因，使用針對性的措施才能起到“藥到病除”的效果。例如，對于對縱向沉降裂縫，可采用無粘性的細粒土回填，當(dāng)壩的沉降未穩(wěn)定前，不要把壩面掩蓋，可發(fā)現(xiàn)有無新的裂縫出現(xiàn);對于防滲體中產(chǎn)生的橫向裂縫，往往比較隱蔽，對此類裂縫，應(yīng)沿縫挖梯形槽，用原壩體土料回填，壓實含水量宜略高于最優(yōu)含水量，嚴格分層夯實，層間采用灑水刨毛等措施，保證新老土體良好結(jié)合。通常而言，為了提升加固的效果，對于裂縫的處理采用上述兩者方法相結(jié)合的方式。

2.3 滲漏預(yù)防與處理

在實際中，導(dǎo)致土石壩出現(xiàn)滲漏的原因眾多，但不論是哪類情況都應(yīng)查明原因進而制定處理方案。對于防滲的具體目標(biāo)是確保壩體滲流的穩(wěn)定，降低滲流速度以提升防滲性能;將滲流量控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，最大程度的減少損失;提升壩體防滲性能，嚴防滲透導(dǎo)致變形以確保壩體的安全。在當(dāng)前的防滲技術(shù)中，主要有以下幾種:建立防滲墻、灌漿、復(fù)合土土膜、粘土鋪蓋等等。例如，對于土壩基、砂礫石壩基常用的方式有上游壩坡增加粘土斜墻、壩頂沖抓套井和壩頂灌漿等，巖石壩基常用的防滲加固措施是帷幕灌漿。對于難以處理且滲流量較小的滲漏點，通?？稍趬误w下游挖設(shè)“Y”型導(dǎo)滲溝，及時將滲水導(dǎo)排出去。或者在滲漏點設(shè)置反濾井，濾井上堆置砂石壓重，確保土體不被滲流水帶走。對壩基滲漏的處理一般依據(jù)上游“鋪、截、堵”，下游“導(dǎo)、減、排”的原則。

2.4 滑坡預(yù)防與處理

滑坡對于土石壩的危害較大，輕者小范圍塌方，重者危及周圍群眾的生命財產(chǎn)安全。因而，對于滑坡的預(yù)防必須要提高認識和重視。首先，土石壩的加固設(shè)計階段，必須要充分掌握建設(shè)地的地下水位情況，確?？睖y數(shù)據(jù)的客觀準(zhǔn)確性并加入到方案設(shè)計之中;其次，在具體加固建設(shè)階段和后期運行階段，要加強質(zhì)量監(jiān)督以及對土石壩進行檢測，及時做出滑坡預(yù)報。

在滑坡處理方面，由于滑坡產(chǎn)生的原因是滑動力超過了抗滑力。因此，在處理滑坡過程中應(yīng)當(dāng)掌握的原則是:設(shè)法減少滑動力，增加抗滑力;具體做法是:“上部減載”與“下部壓重”?！吧喜繙p載”就是在滑坡裂縫上部進行削坡處理，以確保整體的穩(wěn)定性;“下部壓重”就是放緩下部壩坡、坡腳處筑鎮(zhèn)壓臺或滑坡體下部做壓坡體等。對于自然滑坡的處理除了采用增加抗滑力的支擋法之外，還可采用沉井以及抗滑樁等措施，并做好壩面排水設(shè)施，及時將壩面雨水排走，以免其下滲影響壩坡土體的內(nèi)摩擦力;對于渠道滑坡而言，可以使用井柱進行加固。

2.5 護坡?lián)p壞的預(yù)防與處理

對于護坡破壞的處理要因時因地制宜，根據(jù)護坡的結(jié)構(gòu)形式、破壞的具體情況、護坡的建筑材料、水庫水量情況、施工環(huán)境的氣候因素等等，并根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)以及施工資金等情況綜合確定最終的處理方案，確保經(jīng)濟高效，質(zhì)量達標(biāo)。常用的方法有漿砌石、預(yù)制砼連鎖板或現(xiàn)澆混凝土護坡，加厚反濾墊層及填補翻修等，這些方法可根據(jù)不同的情況加以選擇一種或多種。漿砌石、預(yù)制砼連鎖板或現(xiàn)澆混凝土護坡適用于吹程較遠，風(fēng)浪較大，經(jīng)常發(fā)生破壞的護坡壩段;對于受凍融影響較大的地方，則適用加厚反濾墊層法，但要根據(jù)實際需求確定厚度避免因厚度不足而產(chǎn)生護坡破壞;對于因施工環(huán)節(jié)不到位，施工質(zhì)量較差而導(dǎo)致的崩塌、滑動、塌陷等問題，使用填補翻修即可。另外，在護坡加固之后要加強日常的巡查和養(yǎng)護管理。

[1]嚴祖文，彭雪輝，張延億.病險水庫除險加固風(fēng)險決策[M].水利水電出版社，2011-04-01.

[2]牛運光.病險水庫加固實例[M].水利水電出版社，2004-06-01