彭周鋒,馮蕾磊,伊成良
(浙江省防汛技術(shù)中心,浙江 杭州 310003)
浙江省地處東南沿海,氣候溫和,雨量豐沛,多年平均降雨量1 600 mm,每年降水的70%集中在汛期。地勢(shì)自西南向東北傾斜,西南以山地為主,中部以丘陵為主,東北部是低平的沖積平原,自北向南有苕溪、京杭運(yùn)河(浙江段)、錢(qián)塘江、甬江、椒江、甌江、飛云江和鰲江等八大水系,河流源短流急,上游易發(fā)山洪,下游受潮水頂托排泄不暢,受其特殊的地理位置和氣候條件影響,浙江省水旱災(zāi)害頻繁。
水庫(kù)是江河防洪體系的重要組成部分,是抗御洪澇臺(tái)旱災(zāi)害的重要工程,是保障民生的重要基礎(chǔ)設(shè)施,確保水庫(kù)安全事關(guān)重大。截至2017年底,浙江省共有?。?)型以上水庫(kù)4 300余座,總庫(kù)容448億m3,中小型水庫(kù)就達(dá)4 274座,在數(shù)量上占比99%以上。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,近10 a浙江省對(duì)2 400多座水庫(kù)進(jìn)行安全鑒定,共發(fā)現(xiàn)病險(xiǎn)水庫(kù)1 460余座,占比達(dá)60%,其中絕大部分為小型土石壩。對(duì)浙江省歷年的出險(xiǎn)水庫(kù)分析,發(fā)生的失事水庫(kù)多數(shù)為小型水庫(kù),壩型大多是土石壩,壩高均以低壩為主,主要問(wèn)題是洪水漫溢、滲流破壞等[1]。近年來(lái),浙江省相繼實(shí)施“千庫(kù)保安工程”“五水共治”和水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理,不斷加大病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固力度,不斷健全和完善水庫(kù)安全管理體系,水庫(kù)安全狀況得到顯著提高。但水庫(kù)一旦失事潰壩后果難以估量,確保水庫(kù)安全是防汛抗洪的重中之重,土石壩是浙江省水庫(kù)出險(xiǎn)失事的主體,發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情隱患必須及時(shí)搶護(hù)、科學(xué)處置,全力防范漫壩和潰壩險(xiǎn)情的發(fā)生。
土石壩型水庫(kù)的擋水建筑物受其筑壩材料的影響,在高水位長(zhǎng)期作用下,不耐沖刷且容易滲漏,其險(xiǎn)情要較其他材料的壩多,搶險(xiǎn)任務(wù)大。結(jié)合浙江省水庫(kù)的實(shí)際情況,造成土石壩出險(xiǎn)主要有以下幾方面原因。
(1)歷史原因。浙江省的水庫(kù)有約80%修建于1958 —1976年“大躍進(jìn)”“文化大革命”和“農(nóng)業(yè)學(xué)大寨”期間,大量的中小型水庫(kù)主要由農(nóng)民群眾投工投勞修建,受當(dāng)時(shí)資金、物資和技術(shù)等條件限制,許多大壩都是邊勘測(cè)、邊設(shè)計(jì)、邊施工的“三邊”工程,質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不高,留下許多隱患[2]。
(2)壩型原因。土石壩整體性差、抗沖刷能力低、抗剪強(qiáng)度低、透水性大,特別是早期興建的不少水庫(kù)大壩原本就存在一定的安全隱患,在汛期持續(xù)高水位運(yùn)行時(shí)容易發(fā)生滲透破壞[3]。
(3)除險(xiǎn)加固不及時(shí)或未加固到位。一方面是原來(lái)經(jīng)鑒定的二類(lèi)、三類(lèi)壩,未及時(shí)進(jìn)行加固整治;二是加固過(guò)程中,壩基的強(qiáng)透水層未處理到位,導(dǎo)致滲水、管涌,或者是施工過(guò)程中,土料(特別是接縫處)碾壓不到位,造成壩體產(chǎn)生不均勻沉降,導(dǎo)致裂縫、漏洞和塌坑等發(fā)生。
(4)其他原因。如受極端氣候條件影響,水庫(kù)長(zhǎng)時(shí)間高水位或反復(fù)遭受超標(biāo)準(zhǔn)洪水,運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)不符,大壩病險(xiǎn)增多;或因管理操作不當(dāng)、設(shè)施老化陳舊、調(diào)度不及時(shí)等,造成水庫(kù)超蓄洪水出險(xiǎn);或因大壩存在蟻穴、獸洞隱患等。
搶險(xiǎn)是為防止險(xiǎn)情擴(kuò)大避免水庫(kù)工程失事而進(jìn)行的緊急搶護(hù)工作,土石壩搶險(xiǎn)必須將保障人民的生命安全作為首要目標(biāo),局部利益服從全局利益[3]。搶護(hù)的原則:①正確識(shí)別險(xiǎn)情,了解設(shè)計(jì)、施工、管理、運(yùn)用等各類(lèi)情況,結(jié)合出現(xiàn)的險(xiǎn)情,進(jìn)行綜合分析,準(zhǔn)確判斷險(xiǎn)情的成因,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,擬定正確的搶護(hù)方案;②搶護(hù)及時(shí),發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情后要抓緊時(shí)機(jī),搶早搶小,防止搶險(xiǎn)擴(kuò)大;③物料準(zhǔn)備充分, 搶險(xiǎn)所需的物料種類(lèi)多、數(shù)量大,直接影響搶險(xiǎn)工作的進(jìn)展和成敗,必須足額備好物料,及時(shí)保證供應(yīng);④組織領(lǐng)導(dǎo)得力,要加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)一指揮,組織好搶險(xiǎn)隊(duì)伍,險(xiǎn)情搶護(hù)后,還要組織專(zhuān)人監(jiān)護(hù)觀察,隨時(shí)準(zhǔn)備彌補(bǔ)搶險(xiǎn)中的不足。
對(duì)浙江省土石壩出險(xiǎn)原因分析,可分為洪水險(xiǎn)情、滲流破壞險(xiǎn)情、結(jié)構(gòu)破壞險(xiǎn)情、溢洪道險(xiǎn)情和輸水建筑物險(xiǎn)情。洪水險(xiǎn)情主要指壩頂高程達(dá)不到設(shè)計(jì)洪水防御標(biāo)準(zhǔn),或者是遭遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水而導(dǎo)致的漫溢的險(xiǎn)情;滲流破壞險(xiǎn)情主要是指壩體或者基礎(chǔ)的土體發(fā)生滲流破壞而出現(xiàn)的險(xiǎn)情,主要包括滲水、漏洞、管涌和流土等情況;結(jié)構(gòu)破壞險(xiǎn)情主要是壩體發(fā)生異常變形而產(chǎn)生的險(xiǎn)情,主要包括裂縫、塌坑、滑坡、沖刷等情況;溢洪道類(lèi)險(xiǎn)情主要是邊坡及導(dǎo)墻不穩(wěn)、兩岸山體滑坡、堰體失穩(wěn)等;輸水建筑物險(xiǎn)情是指壩內(nèi)涵管出險(xiǎn)和金屬結(jié)構(gòu)發(fā)生險(xiǎn)情[4]。根據(jù)土石壩險(xiǎn)情的性質(zhì)、嚴(yán)重程度、可控性和造成的影響,可將險(xiǎn)情分為重大、較大和一般險(xiǎn)情3類(lèi)[1]。結(jié)合浙江省實(shí)際,主要討論洪水險(xiǎn)情、滲流破壞險(xiǎn)情、結(jié)構(gòu)破壞險(xiǎn)情等3類(lèi)土石壩常規(guī)險(xiǎn)情搶護(hù),等級(jí)劃分見(jiàn)表1。
表1 土石壩常規(guī)險(xiǎn)情等級(jí)劃分表[1]
重大險(xiǎn)情主對(duì)土石壩安全穩(wěn)定性威脅大,均有可能造成潰壩風(fēng)險(xiǎn),一旦失事后果十分嚴(yán)重,應(yīng)立即上報(bào)并采取措施,同時(shí)盡快轉(zhuǎn)移影響范圍內(nèi)的群眾。較大險(xiǎn)情和一般險(xiǎn)情雖不至于嚴(yán)重危害大壩的安全,但也有可能發(fā)展為重大險(xiǎn)情,應(yīng)及時(shí)報(bào)告并繼續(xù)觀察其發(fā)展,請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家到現(xiàn)場(chǎng)分析研判,采取相應(yīng)的措施消除險(xiǎn)情隱患[2]。
險(xiǎn)情的發(fā)展往往是一個(gè)從無(wú)到有、從小到大、逐步發(fā)展的過(guò)程,險(xiǎn)情搶護(hù)要遵循“搶早、搶小”的原則,爭(zhēng)取主動(dòng),把險(xiǎn)情消滅在萌芽狀態(tài)或發(fā)展階段。同時(shí),在制定搶險(xiǎn)方案時(shí),必須對(duì)險(xiǎn)情的發(fā)生、發(fā)展有一個(gè)準(zhǔn)確的預(yù)估,根據(jù)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐娜肆Α⑽锪虾图夹g(shù)等水平,因地制宜,制定科學(xué)、恰當(dāng)?shù)膿屪o(hù)方案,并果斷予以實(shí)施,才能保證搶險(xiǎn)成功。根據(jù)浙江省土石壩工程的實(shí)際,土石壩常規(guī)險(xiǎn)情的搶護(hù)方案見(jiàn)表2。
表2 土石壩常規(guī)險(xiǎn)情搶護(hù)方案表
(1)堅(jiān)持“以人為本”是前提。土石壩險(xiǎn)情搶護(hù)必須嚴(yán)格貫徹“安全第一”的思想,堅(jiān)持以人為本、生命至上的理念。在制定搶險(xiǎn)方案時(shí),要充分考慮搶險(xiǎn)大壩后續(xù)安全運(yùn)行的影響和方案的安全性,搶險(xiǎn)操作過(guò)程中要充分考慮搶險(xiǎn)人自身的安全。嚴(yán)重險(xiǎn)情時(shí)還要考慮潰壩影響,及時(shí)轉(zhuǎn)移受影響區(qū)的人員。險(xiǎn)情搶住后,要做好安全巡查和評(píng)估,防止險(xiǎn)情變化造成更嚴(yán)重的后果。
(2)降低庫(kù)水位是首要措施。水庫(kù)在接近校核洪水位或持續(xù)高水位的情況下,大壩的滲透壓力、滲透比降、水壓力增加,將會(huì)加劇漏洞、管涌和流土等滲流的危險(xiǎn)狀況,并且在高水位作用下的滑動(dòng)力增加,大壩更容易出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)、發(fā)生滑動(dòng)等險(xiǎn)情。所以,當(dāng)土石壩出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí),第一步就是要迅速降低庫(kù)水位,減輕險(xiǎn)情壓力和搶修難度[4]。
(3)綜合研判是成功的關(guān)鍵。在土石壩防汛搶險(xiǎn)中,對(duì)險(xiǎn)情處理所采取的措施,要充分考慮后續(xù)水雨情的變化,結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,區(qū)分險(xiǎn)情的輕重緩急,進(jìn)行綜合分析、科學(xué)研判、合理?yè)屪o(hù)。以免出現(xiàn)對(duì)輕微險(xiǎn)情投入了大量的人力、物力,待到發(fā)生較大或嚴(yán)重險(xiǎn)情時(shí),發(fā)生人因馬乏、料物短缺等情況發(fā)生;或者因小失大,釀成其他嚴(yán)重后果。
(4)加強(qiáng)日常管理是重點(diǎn)工作。嚴(yán)格按照水庫(kù)度汛安全的“三個(gè)責(zé)任人、三個(gè)重要環(huán)節(jié)”的要求,全面落實(shí)各項(xiàng)保障措施。強(qiáng)化土石壩日常觀測(cè)和巡視檢查,判定各種運(yùn)行情況下的安全程度,及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患、及時(shí)采取措施;定期或不定期對(duì)大壩、輸泄水建筑物進(jìn)行養(yǎng)護(hù),延長(zhǎng)使用壽命;對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù),及時(shí)開(kāi)展除險(xiǎn)加固,徹底消除安全隱患;嚴(yán)格執(zhí)行經(jīng)批準(zhǔn)的控運(yùn)計(jì)劃,嚴(yán)肅調(diào)度紀(jì)律,合理蓄泄、科學(xué)調(diào)度,特別是病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固前必須采取限制蓄水等應(yīng)急度汛措施。