戴禮榮
(湖南省安化縣水利局,湖南 安化 413500)
近年來,水庫土壩工程運行時,在汛期極易發(fā)生險情,造成重大危害,因此對搶險工作的開展提出了較高要求。當土壩出現(xiàn)險情后,要結合出險現(xiàn)象特點,分析出險的原因,結合設備和物料等基本條件,制定行之有效的搶險方案,同時立即組織搶險工作。一般來說,水庫土壩常見的險情包括滲水和塌坑等,需要做好綜合性分析,采取相應的處理措施,避免造成巨大損失。
水庫大壩按建壩材料可分為土石壩、漿砌石壩、混凝土壩。其中土石壩較為常見,含大壩內坡 (臨水面)、大壩外坡 (背水面) 等如圖1所示。按照水庫汛期運維管理工作要求,每天應至少進行一次巡查,一般水庫達到汛限水位,病險水庫達到汛期控制水位時,每天巡視檢查不少于兩次。當大壩遇到可能嚴重影響安全運用的情況 (如發(fā)生暴雨黃色預警及以上洪水、有感地震,以及庫水位驟升驟降或超過歷史最高水位時等),水庫守護員應駐壩值守,加密巡視檢查頻率,及時發(fā)現(xiàn)大壩險情并隨時報告相關情況,正確采取搶險措施。
圖1 水庫平面示意圖
現(xiàn)結合水庫土壩汛期出現(xiàn)的常見險情及周家沖水庫搶險實戰(zhàn)為例,分析采取何種具體搶護措施。
汛期長時間降雨或者短時強降雨,提高了水庫水位,出現(xiàn)高水位長時間持續(xù)的情況。同時,山丘區(qū)水庫土壩的壩坡比較陡峭,大壩的斷面不足,加之浸潤線被抬高,在大壩的背水坡上出現(xiàn)滲水出逸的情況。除此之外,土壩滲水問題的出現(xiàn)原因還包括以下幾種:(1) 土壩建設時使用的土料存在著很多雜質,比如大型的干土塊等,壓實作業(yè)質量不達標,施工分段接頭沒有實現(xiàn)緊密搭接;(2) 水庫大壩壩體存在著隱患,比如螞蟻穴等。對于土壩滲水問題,可采取以下?lián)岆U措施:
2.1.1 臨水截滲
(1) 土工膜截滲(見圖2)。從搶險工作的開展實際來看,若缺少黏性土料、水位比較淺的情況下,選擇土工膜處理法,能夠實現(xiàn)截滲的目標。在運用時結合大壩實際情況,選擇適宜的防滲土工膜材料。開展土工膜鋪設作業(yè)前,要做好邊坡以及坡腳位置的清理,清除雜物避免造成土工膜損壞。依據坡面滲水的尺寸大小,控制土工膜材料沿邊坡的寬度,事前黏結或者焊接,以滿鋪滲水段邊坡并深入臨水坡腳以外1 m以上為止。若順邊坡長度沒有達標時,那么可進行搭接,長度控制為大于0.5 m。開展鋪設作業(yè)前,將土工膜材料卷在8~10 m的滾筒上,置于臨水面的壩肩上。在滾鋪前,把土工膜的下邊折疊粘牢形成卷筒,并插入直徑4~5 cm的鋼管加重,使土工膜能沿坡緊貼展鋪;完成土工膜的鋪設作業(yè)后,要在土工膜材料上滿壓1~2層裝有土或者沙石材料的土工模袋。從坡腳的下端開始壓,按照逐層錯縫向上壓的原則作業(yè),不留任何空隙,制作保護層,實現(xiàn)風浪的有效防范。
圖2 土工膜截滲施工圖
(2) 拋黏土截滲方法(見圖3)。若水庫水位比較低,風浪級別不大,同時周圍存在可以利用的黏性土料,便于取土,加之水庫庫水不可以放空,那么采用此方法。在施工作業(yè)時,依據水庫大壩壩身臨水坡滲水范圍以及滲水情況,來確定拋筑尺寸大小。通常來說,頂寬2~3 m,順著壩體軸線長度大約超過滲水段兩端3 m,戧頂高出滲水面以上約1 m。開展拋土作業(yè)前,需要進行雜物的清除,避免造成拋填作業(yè)不實情況的出現(xiàn),影響著截滲的效果。將使用的黏土料,放置在臨水壩肩位置,整合力量沿著水庫大壩臨水坡,從上到下向著水中逐漸推下。如果土壩設置了防浪墻,那么可利用船只或者汽油桶搭排拋土。
圖3 拋黏土截滲方法
2.1.2 背水反濾導滲溝
從水庫土壩搶險工程實際來說,采取的背水反濾導滲溝方法主要如下:(1) 土工織物導滲溝。使用的土工織物,其可以避免土黏粒被水分攜帶出來。開展鋪設作業(yè)時,將土工織物緊緊貼著溝底以及溝壑,同時在溝口邊沿露出相應的寬度,同時向著溝內填入一般透水料,可以不需要分粒徑分層。需要注意的是,填料作業(yè)時,需要避免土工織物材料和有棱角的料物接觸,避免其被刺破。如果土工織物的長度大小不夠時,可以采取搭接的方式,搭接的寬度控制為50 cm。完成透水料的鋪設作業(yè)后,使用石塊或者土袋壓住保護。嚴格按照作業(yè)規(guī)范和要求,做好質量的嚴格把控。
(2) 砂石導滲溝。采取的開挖作業(yè)方法,其和土工織物導滲溝作業(yè)方法相同。在導滲溝內部根據反濾層的要求,進行分層填筑作業(yè),填筑粗砂和小石子等材料。選擇的卵石或者碎石材料,粒徑控制為4~10 cm,各層厚度需要超過20 cm。使用的砂石料,可選擇天燃料或者人工料,保證潔凈度,避免影響反濾的效果。開展反濾鋪筑作業(yè)時,采取分層鋪設作業(yè)的方法,避免粗料和導滲溝的底部以及溝壁土壤接觸,做到粗細層次明確,不可以摻混。為了能夠避免泥土材料進入到導滲溝內部,造成滲水通道阻塞,可以選擇在導滲溝的砂石料上部覆蓋草袋或者其他材料,做好相應的保護[2]。
(3) 梢料導滲溝。如果土工織物以及砂石料不足,無法達到搶險的需求,那么采用梢料導滲。采取的開溝方法,其和土工織物導滲溝同。
從水庫大壩漏洞搶險工作實際來看,可以采取以下方法:
2.2.1 臨水截洞
如果洞口很小,可以選擇土工膜和軟性材料進行堵塞,同時蓋壓閉氣;如果洞口比較大,難以有效堵塞,那么選擇軟簾或者網兜等方法進行覆蓋和堵截;如果洞口比較多并且比較復雜,那么通過在臨水建設戧堤的方式實現(xiàn)來水截斷。常用的方法是深堵塞法。以軟楔堵塞法為例,使用繩結成圓錐形的網罩,網格大約10 cm2。向網內部加入麥秸和稻草等材料。為了避免出現(xiàn)浮起的情況,向軟料內加入相應的黏土[3]。軟楔大頭的直徑大小控制為40~60 cm,長度控制為1.0~1.5 m,為了能夠快速搶護,采取事前制作網罩的方式,留作備用,同時向網罩內部填充相應的物料,用于堵塞使用。
2.2.2 蓋堵法
對于水庫大壩漏洞問題,使用軟簾材料或者鐵鍋等進行蓋堵,能夠獲得不錯的效果。使用相應的物料將進水口蓋住,再拋壓土袋或者填入黏土閉氣,實現(xiàn)對水流的有效截斷??蛇\用的截斷方法較多,例如,使用土工膜以及篷布進行蓋堵。若洞口很大或者周圍洞口很多,那么選擇土工膜材料或者篷布,沿著迎水壩肩,按照從上到下的順序,順坡覆蓋洞口再拋壓土袋。需要注意的是,為保證搶險的快速性,事前準備好相關材料,以便拋壓土袋,并拋填黏土,形成前戧截滲[4]。
綜上所述,水庫大壩汛期搶險工作的有效開展,對減少災情的發(fā)生和損失,有著重要的意義。文中結合具體實踐,針對常見的險情,提出了相應的處理措施。在搶險時嚴格按照操作規(guī)范和要點,做好全面的把控,保證處理效果。