水庫水利工程地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)及措施

李 強

琿春市水利勘測設(shè)計隊，吉林琿春 133300

伴隨經(jīng)濟的穩(wěn)步增長，水利工程的規(guī)模也越來越大，其中水庫是水利工程中的重要組成部分，對提高社會經(jīng)濟具有顯著的作用。水庫不僅能夠起到防洪、預(yù)防水災(zāi)的作用，還能合理調(diào)配水資源，促進水路通暢等。不過各水庫水利工程所處地質(zhì)存在明顯的差異，在運行期間很有可能遭受地質(zhì)災(zāi)害的影響，進而威脅到水庫水利工程，甚至附近居民的生命安全。因此，相關(guān)工作者務(wù)必要了解水庫水利工程發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的原因，進而制定出相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)和措施，以降低地質(zhì)災(zāi)害給水庫水利工程所造成的損失程度。

1 水庫水利工程地質(zhì)災(zāi)害概述

水庫普遍位于山區(qū)，因此會將沿岸的山體當作擋水設(shè)施。而大部分的山體會由于長期受到水的侵蝕而導(dǎo)致破裂，再加上大部分山體植物非常稀松，若一旦遇到暴雨或長時間的降雨，會對山體造成強有力的沖擊，嚴重的侵害山體，很大概率發(fā)生山體滑坡或者泥石流等災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，會嚴重威脅到水庫水利工程運行的安全，導(dǎo)致水庫附近的地區(qū)遭受自然災(zāi)害。此外，在對水庫水利工程進行建設(shè)期間，若對施工地區(qū)的地質(zhì)造成影響，也會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害[1]。

引發(fā)水庫水利工程地質(zhì)災(zāi)害主要是受自然環(huán)境和人為因素的影響。其中前者指的是水庫水利工程施工場地的環(huán)境情況，由于在建設(shè)之前沒有掌握地質(zhì)情況，也沒有意識到地質(zhì)因素對于工程建設(shè)的重要性，進而影響了施工質(zhì)量，降低了水庫水利工程運行的安全性。而人為因素則指的是在施工期間，由于相關(guān)工作人員水平有限，再加上沒有采用最為先進的施工技術(shù)，施工方案也未能得到嚴格執(zhí)行，從而嚴重影響了施工地區(qū)的地質(zhì)條件，最終導(dǎo)致水庫水利工程的質(zhì)量難以達到標準，加大了發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性。

2 水庫水利工程地質(zhì)災(zāi)害種類

水庫水利工程若遭受地質(zhì)災(zāi)害的破壞，那么便會導(dǎo)致無法挽回的后果，造成嚴重的經(jīng)濟損失。因此，做好水庫水利工程地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防工作就顯得尤為重要。但若想使預(yù)防達到最為理想的效果，首先要掌握水庫水利工程地質(zhì)災(zāi)害的種類。

2.1 水庫滲漏

地質(zhì)條件會很大程度的決定水庫是否會出現(xiàn)滲流的情況。水庫施工地區(qū)所處的地質(zhì)，普遍處于斷層、褶皺地帶，為此很有可能發(fā)生水庫滲漏的情況，其中斷帶所存在的巖溶斷層是主要的滲漏區(qū)域[2]。此外，水庫所處的地形地貌也是水庫發(fā)生泄漏的一大因素，在水庫水位高于河水，同時水庫山體難以起到擋水嶺作用的情況下，很可能會發(fā)生水庫漏水的情況。

2.2 水庫地震

水庫地震和地質(zhì)條件有直接的關(guān)系。水庫所處地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖土構(gòu)造和水文地質(zhì)情況等是決定水庫地震發(fā)生與否的重要因素。其中因地質(zhì)災(zāi)害而引發(fā)水庫地震，主要是離水庫比較近的區(qū)域，震源深度淺、地震持續(xù)時間長。地質(zhì)災(zāi)害所導(dǎo)致的水庫地震會引起大壩變形，降低大壩的平穩(wěn)性，更為嚴重時會導(dǎo)致水庫水力發(fā)電處于停滯狀態(tài)。

2.3 水庫淤積

發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害后，分水嶺的山體會受損，脫落的石塊掉進水庫后，會導(dǎo)致水庫淤積，從而難以保證水庫的順利運行，同時影響上下游河流。另外，石塊淤積會削弱水庫庫容，進而影響水庫的穩(wěn)定運行。若淤積位置處于大壩前，大量的石塊會順著水流滲透水庫，強烈沖擊到擋水建筑物，縮短擋水建筑設(shè)備的使用壽命。而且當水庫泄水時，由于遭受石塊的猛烈撞擊，嚴重損害河道，進而使河道嚴重變形。

2.4 崩塌

水庫水利工程是否會出現(xiàn)崩塌，主要取決于地形地貌。若水庫庫岸斜坡超過40°，則大概率會引發(fā)水庫庫岸崩塌[3]。水庫水體不斷沖擊庫岸山體，進而全部清理掉庫岸山體的腳部的巖石，使山體部位處于懸空狀態(tài)，在巖體重力下，邊坡分離，從而發(fā)生崩塌的情況。

2.5 滑坡

在水庫水利工程所遇到的諸多地質(zhì)災(zāi)害當中，山體滑坡是一種較為普遍的現(xiàn)象。水庫分水嶺的山體斜坡在水庫水體的作用下，會使坡體巖石的重量變大，并且在受水庫水體的浸泡以后，山體中有可能滑落的巖層就會受到軟化，水庫水利工程當中會出現(xiàn)大量的巖土裂縫，從而產(chǎn)生較強的靜水壓力，進一步加大巖體裂縫，使大量的水庫水體滲透裂縫，導(dǎo)致斜坡失穩(wěn)，此時再受到水庫水流的強烈沖擊后，斜坡便會大幅度滑動，最終發(fā)生山體滑坡。

3 引發(fā)水庫水利工程地質(zhì)災(zāi)害的原因

3.1 水庫施工環(huán)境

在選取水庫施工區(qū)域的時候，主要會受到河流、地形的影響。雖然進行水庫施工之前就已經(jīng)制作了研究報告，也開展了相關(guān)的設(shè)計，但大部分的水庫所處的環(huán)境還是比較差，且地質(zhì)條件煩瑣[4]。這對于施工來講具有相當大的難度。部分水庫水利工程需要盡快地完工，但如果處于雨季仍正常進行施工，那么就會加大施工質(zhì)量控制難度，導(dǎo)致工程延期。在水庫水利工程正式投入使用之后，在運行時難免會出現(xiàn)一些問題，進而破壞施工區(qū)域的環(huán)境，最終引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，這樣就難以保證水庫水利工程的穩(wěn)定運行。

3.2 人為因素

水庫施工結(jié)束并正式投入使用后，水庫流域內(nèi)人員流動頻繁，會破壞水庫力學(xué)平衡的穩(wěn)定性。人員在參與工程施工期間會打破了水庫環(huán)境的穩(wěn)定狀態(tài)，進而加大了發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性，最終嚴重威脅到水庫水利工程的安全。為此，要全面控制好水庫水利工程區(qū)域的人員流動性，確保水庫附近環(huán)境免遭迫害。

4 水庫水利工程地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)和措施

4.1 做好防治設(shè)計

在水庫水利工程建設(shè)期間，設(shè)計工作是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。在設(shè)計期間，要分析地質(zhì)災(zāi)害可能給水庫水利工程所造成的破壞程度，盡可能增強水庫水利工程防治地質(zhì)災(zāi)害的效果。首先要確立最為合理的施工區(qū)域，應(yīng)選擇地質(zhì)環(huán)境良好，且不易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地區(qū)。其次是對地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防措施進行設(shè)計，根據(jù)施工區(qū)域地質(zhì)有針對性地設(shè)計地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防措施，以規(guī)避地質(zhì)災(zāi)害可能給水庫水利工程帶來的破壞。

4.2 監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害

若想掌握水庫水利發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的原因，那么就要時刻對地質(zhì)災(zāi)害進行監(jiān)測，收集有關(guān)地質(zhì)災(zāi)害的信息。在水庫水利工程施工期間，要有專業(yè)人員監(jiān)督工程施工情況，同時獲取和分析有關(guān)地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)據(jù)，以使地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠具備時效性、準確性，從而最大限度地避免水庫水利工程發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害[5]。

4.3 創(chuàng)建水庫水利工程地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防體系

打造水庫水利工程地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防體系時，一是要做好相關(guān)預(yù)案，確立當?shù)刭|(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)后，應(yīng)如何組織和運送物質(zhì)，同時明確運送路線。二是要配備好預(yù)防物質(zhì)，明確災(zāi)害出現(xiàn)時所需的物資，以免因?qū)︻A(yù)防物資運算有誤，造成物資過多或過少，影響預(yù)防效果。三是做好對人員的配置，在制定地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防措施期間，要提高對人力資源的使用率，合理落實每個工作人員工作責任，防止某個崗位因人員冗余而導(dǎo)致人力資源被過度浪費或因崗位人員缺失影響工作效率。

4.4 開展對水庫水利工程地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防措施

4.4.1 對滑坡、崩塌和水庫滲漏的預(yù)防滑坡的預(yù)防。加大可能出現(xiàn)滑坡的位置監(jiān)測力度，將滑坡隱患扼殺在搖籃當中。同時，要根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)了解滑坡發(fā)生的具體原因，然后創(chuàng)建合理的預(yù)防措施，最大限度地避免水庫水利工程遭受山體滑坡的破壞。

崩塌的預(yù)防。重點檢查出現(xiàn)崩塌的位置，了解導(dǎo)致塌方的因素。做好崩塌的預(yù)防措施，如搭設(shè)護墻、建立護坡等。

水庫滲漏的預(yù)防。預(yù)防水庫滲漏應(yīng)按照水庫的具體情況和所處的地質(zhì)條件，針對性地進行防治?，F(xiàn)階段主要采用的是灌漿法、夯實法等。灌漿法：把所采用的混合式漿體注入發(fā)生滲漏的位置，進而避免水庫出現(xiàn)滲漏的情況。夯實法：通過合適的器具清理掉土體里的空氣，加強土體密度，縮減土體裂縫，進而成功避免水庫里的水向水庫外溢出。填筑法：通常在水庫滲漏不是很嚴重的情況下會采用填筑法，主要是清理掉滲漏位置的松軟土體，而后往裂縫里填入碎石，并用防水材料予以密封處理。

4.4.2 地形開裂的預(yù)防地形開裂主要分為松散土體潛蝕和膨脹裂縫。松散土體潛蝕具體指地表水的侵蝕、軟化等會造成松散土體里的顆粒在地表水的沖擊下而流失，使土體開裂。脹縮裂縫則是因膨脹土變形所致，膨脹土屬于高塑性黏土，具有強載荷力，通常吸水會膨脹、水分流失后會收縮，進而導(dǎo)致水庫水利工程發(fā)生膨脹變形，發(fā)生開裂的情況，嚴重破壞水庫水利工程的質(zhì)量。因此針對地形開裂具體采取的預(yù)防措施如下。

（1）通過平整場地避免挖填方時出現(xiàn)明顯的濕度，確保含水量能夠均衡，并充分釋放膨脹力。（2）盡可能保留原始自然邊坡，確保施工區(qū)域地質(zhì)的穩(wěn)定，并且不可過分挖填。通過樁基礎(chǔ)提升基礎(chǔ)附和載荷力，縮減膨脹土層厚度，避免產(chǎn)生過大的升降，不過成孔時不可往孔里注水，同時在成孔以后，立刻對混凝土進行灌注。（3）避免在腳坡處對臨坡建筑進行挖土，以免打破坡體平衡，導(dǎo)致出現(xiàn)誘發(fā)建筑物水平膨脹的情況。（4）做好換土施工，把膨脹土層清理掉，并灰土、土石混合物進行回填夯實，同時要控制好厚度，通常要達到90 cm。（5）對建筑物附近設(shè)置排水溝，根據(jù)實際情況擴充散水坡，通常擴充寬度要控制在1.2~1.5 m之間，同時設(shè)置渣墊層和隔水層。對下水道處做好防漏工作，讓地基能夠維持住天然結(jié)構(gòu)。（6）構(gòu)建地梁、地箍，同時向兩側(cè)安設(shè)水平鋼筋加強接，以提升結(jié)構(gòu)強度。（7）進行保濕防水，確保合理用水，充分的監(jiān)督施工場地的排水情況，以防建筑物周圍出現(xiàn)大量的積水。挖出基坑后，要立刻施工，并進行回填夯實，以免基坑長時間暴露。

4.5 加強邊坡的穩(wěn)定性

穩(wěn)固混凝土抗滑結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定錨桿等是加強邊坡穩(wěn)固性的主要措施。

混凝土抗滑樁，主要是將抗滑樁深入到滑坡土層里，以抵擋滑體的滑動力，對于滑坡前面的部分比較適用，可使邊坡達到理想的穩(wěn)固效果。首先，在實際施工期間，相關(guān)施工者要掌握地質(zhì)情況，研究導(dǎo)致滑坡的原因，明確滑坡推力和樁身分布情況。其次，根據(jù)所處地形的具體狀況，要明確樁應(yīng)處于的區(qū)域，并做好分布。最后，根據(jù)滑坡力情況，對樁長、錨固深度予以確立。為進一步保證邊坡的穩(wěn)定，還要搭設(shè)混凝土擋墻。其主要是利用本身所具有的重量來避免滑坡現(xiàn)象的發(fā)生，而且能夠和排水措施一同使用，再加上其自身結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，具有較強的穩(wěn)定性，因此備受施工人員青睞。

錨桿加固，主要是把受拉桿件的一側(cè)在邊上予以穩(wěn)固，而另一側(cè)連到建筑物上，進而使邊坡趨于穩(wěn)定。以結(jié)構(gòu)為標準，可把錨固分成抗滑樁、噴錨支護、錨洞等。此外，噴混凝土護坡也是一種常用的穩(wěn)固方法，其特點在于施工流程簡單，只是對混凝土進行澆筑和搗鼓，即可完成施工。

4.6 提高施工工作人員的技術(shù)水平

施工方要通過培訓(xùn)，提高施工者的技術(shù)水平，以最大程度地防止工作人員在施工期間因出現(xiàn)違規(guī)操作而引發(fā)施工安全問題，從而提高水庫水利工程質(zhì)量，減小遭受地質(zhì)災(zāi)害的概率。首先，在對地質(zhì)進行勘測期間，要求相關(guān)工作人員要嚴格遵守有關(guān)規(guī)定，以免因工作上的失誤而增加發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性。其次，在進行施工期間，要嚴格管控施工細節(jié)，根據(jù)所規(guī)定的施工技術(shù)要求進行操作。并在完成施工后，要對工程進行維護，在通過監(jiān)理部門的驗收后才可正式運行。最后，在進行工程管理時，應(yīng)根據(jù)工程所處的環(huán)境針對性的創(chuàng)建管理措施，劃定重點預(yù)防范圍，以最大限度地避免水庫水利工程遭遇地質(zhì)災(zāi)害的破壞，保證工作人員和工程的安全性。

5 結(jié)束語

水庫水利是一項系統(tǒng)性的工程，在施工和投入使用之后，有可能遭受地質(zhì)災(zāi)害的破壞，進而嚴重威脅工程和人民生命財產(chǎn)的安全。因地質(zhì)災(zāi)害是由多種原因所引發(fā)，為此需要對原因進行充分的分析，并制定出合理的防治方案。盡管地質(zhì)災(zāi)害會使水庫水利工程出現(xiàn)滲漏、淤積等情況，但由于水庫所處的地區(qū)和地質(zhì)條件存在明顯的差別，因此不可只采用一種防治技術(shù)和措施。而這就需要相關(guān)工作人員對工程所在地的地質(zhì)條件進行全方位的調(diào)查，充分地分析相關(guān)數(shù)據(jù)，然后采取針對性的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防措施，最大程度地避免水庫水利工程遭受地質(zhì)災(zāi)害的破壞，使工程實現(xiàn)穩(wěn)定運行的同時，保證人民生命財產(chǎn)免遭重大損失。