□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(zhì)條件要求低等優(yōu)點(diǎn),是世界壩工建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展最快的一種壩型。但由于土石壩在運(yùn)行過程中經(jīng)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(yán)重影響壩體的正常運(yùn)行。因此,做好大壩的檢查與養(yǎng)護(hù)工作,使其隨時保持完整良好的工作狀態(tài),保證工程安全運(yùn)行,充分發(fā)揮效益,至關(guān)重要。
土石壩的檢查是用直覺方法或簡單工具來發(fā)現(xiàn)異常情況,對不正常的狀態(tài)及時進(jìn)行分析處理,對于防止輕微缺陷和發(fā)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(yùn)用具有極為重要的作用。
土石壩的檢查可分為:經(jīng)常檢查、定期檢查和特別檢查。
土石壩的經(jīng)常檢查是一種經(jīng)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(yīng)增加次數(shù),特別是出現(xiàn)大洪水時,每天應(yīng)至少檢查一次。對檢查中發(fā)現(xiàn)的可疑跡象,應(yīng)觀察發(fā)展變化情況,以便進(jìn)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(fù)責(zé)人組織領(lǐng)導(dǎo),組織有關(guān)科室技術(shù)人員進(jìn)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(yán)重地區(qū)的冰凍期和融冰期,有白蟻危害地區(qū)的白蟻活動顯著期等,進(jìn)行較全面的檢查。在檢查時應(yīng)做好記錄,發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象,要詳細(xì)記載和敘述,對發(fā)現(xiàn)的異常現(xiàn)象應(yīng)立即采取應(yīng)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(qiáng)熱帶風(fēng)暴、庫水位驟升驟降或持續(xù)高水位等),對可能出現(xiàn)險情的部位,進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視。特別檢查是由水庫管理單位負(fù)責(zé)人組織力量進(jìn)行檢查,必要時報請上級主管部門及有關(guān)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(xiàn)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(hù)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(xiàn)象;有無蟻穴、獸洞,近壩坡有無旋渦等異?,F(xiàn)象。
2.1.3 下游護(hù)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(xiàn)象;排水系統(tǒng)有無堵塞、破壞;護(hù)坡是否完好,有無蟻穴、獸洞等;濾水壩趾、集水導(dǎo)滲減壓設(shè)施等有無異?;蚱茐默F(xiàn)象。
2.2.1 壩基:基礎(chǔ)排水設(shè)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(xiàn)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(xiàn)象;兩岸壩端區(qū)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(qū):有無陰濕、滲水、管涌、流土等現(xiàn)象;排水設(shè)施是否完好。
2.2.4 壩端岸坡:護(hù)坡有無隆起、塌陷或其它損壞現(xiàn)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(fā)現(xiàn)不正常跡象,分析原因,采取措施,防止事故發(fā)生,保證工程安全運(yùn)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(fā)現(xiàn)裂縫,必須引起高度警惕,仔細(xì)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(cè)的高差等,必要時要連續(xù)數(shù)日進(jìn)行測試,并做詳細(xì)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(xiàn)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(xiàn)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(yīng)部位有隆起現(xiàn)象。
土石壩滲漏現(xiàn)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(fā)現(xiàn)并及時處理。一般壩體滲漏逸出點(diǎn)多發(fā)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(yīng)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(fā)現(xiàn)滲漏要記錄滲漏地點(diǎn)、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(cè)產(chǎn)生相對錯動。
3.3.2 裂縫的發(fā)展規(guī)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(wěn)定。
3.3.3 從壩坡變形的特征判斷:壩坡在短時間內(nèi)出現(xiàn)持續(xù)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(fā)現(xiàn)裂縫,也可判定是滑坡。
塌坑是壩體局部突然下陷成坑的現(xiàn)象,用肉眼極易觀察到,除風(fēng)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(yǎng)護(hù)應(yīng)本著“經(jīng)常養(yǎng)護(hù),隨時維修,養(yǎng)重于修,修重于搶”的原則,以達(dá)到恢復(fù)或局部改善原有工程結(jié)構(gòu)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(jù)檢查結(jié)果,及時進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù),消除工程隱患,確保大壩工程設(shè)施的安全與完整。
4.2.1 應(yīng)保持壩體完整性,對檢查中發(fā)現(xiàn)的缺陷和工程問題,如雨淋溝缺、裂縫、塌坑、動物洞穴及護(hù)坡石損壞等現(xiàn)象,應(yīng)及時修補(bǔ)。
4.2.2 加強(qiáng)安全管理,不準(zhǔn)在壩體上放牧、墾殖、堆放雜物;不準(zhǔn)在管理范圍內(nèi)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(shè)施應(yīng)保持暢通,及時清除排水系統(tǒng)內(nèi)的淤積物或障礙物,保障水流通暢無阻。
4.2.4 對壩體護(hù)坡的養(yǎng)護(hù)
4.2.4.1 干砌塊石護(hù)坡養(yǎng)護(hù):一是對因塊石尺寸過小或嵌砌不密實(shí),難以抵抗風(fēng)浪作用而易于破壞的,應(yīng)予更換維修;當(dāng)嵌固塞縫的小片石被沖掉而影響砌石體的穩(wěn)定時,應(yīng)及時嵌縫填補(bǔ)加固。二是當(dāng)護(hù)坡石被掀走,墊層流失,土料被淘刷時,應(yīng)先行清理浮土,然后回填壩體土料,加鋪墊層,再砌固護(hù)坡石使之復(fù)原。三是個別塊石因風(fēng)化或冰脹破裂后,應(yīng)選用質(zhì)量好的塊石填補(bǔ)更換。
4.2.4.2 草皮護(hù)坡養(yǎng)護(hù)∶應(yīng)經(jīng)常修剪,鏟除雜草,亂石廢土要清除,出現(xiàn)沖溝、坑窩要填平,補(bǔ)植草皮。在草皮品種選擇上應(yīng)選根系密集型,能夠抗寒抗旱,適應(yīng)能力強(qiáng),生長旺盛的品種。
土石壩的檢查與養(yǎng)護(hù)是水利工程運(yùn)行管理工作的重要內(nèi)容,二者相輔相成,缺一不可。通過檢查與養(yǎng)護(hù)能及時掌握、記錄土石壩的運(yùn)行狀況,消除事故隱患,把險情問題消滅在萌芽狀態(tài),避免災(zāi)害事故的突然發(fā)生,確保工程安全運(yùn)行,從而更加有效的發(fā)揮工程的防洪、供水等社會和經(jīng)濟(jì)效益。因此,認(rèn)真嚴(yán)格的檢查與養(yǎng)護(hù)工作,對水庫的正常安全運(yùn)行是十分重要的。