小型土石坝工程除险问题探讨

□ 曹国庆 孙兰凤

小型土石坝工程的病险问题是水利工程中的突出问题。土石坝的除险，首先，要确切查明工程病害所在，对症下药，提出切合实际的治理措施；其次，要重新对工程进行勘测和地质物探、钻探等，在勘测所得各项参数及认真分析的基础上作出切合实际的设计，然后再进行消险加固施工。这是土石坝除险必须坚持的路径。

一、 病险土石坝的判定

目前，对土石坝病险的评判没有统一的标准。实践中一般定性地将下列情况称为病险水库。

（一）未按设计要求施工或无设计就施工、填筑质量差、经检验坝体填料主要物理力学指标小于设计采用值和核算大坝安全指标比规范规定略小的工程。

（二）坝基、库区渗漏量过大不能按设计要求正常蓄水的工程。

（三）枢纽防洪标准偏低或采用设计洪水值小导致溢洪道泄洪能力不足且大坝安全超高略小于规定值的工程。

（四）蓄水后坝身出现小规模滑坡、塌陷、渗水、漏水、管涌、流土等异常现象，但尚未达到危及大坝及其他建筑物安全程度的工程。

（五）观测资料显示，大坝变形、渗漏、浸润线等超过设计允许值的工程。

（六）枢纽主要建筑物附近及库区两岸边坡异常变形可能危及大坝及主要建筑物安全的工程。

（七）输水涵管开裂、漏水不能正常使用危及建筑物安全运行的工程。

（八）泄水、输水控制性建筑物老化失修和控制闸门启闭不灵等可能危及建筑物安全运行的工程。

二、正确认识土石坝的工程地质特点

从病险水库的消险考虑，正确认识土石坝的工程地质特点很重要。土石坝区别其他坝型的工程地质特点是：

（一）土石坝是用天然建筑材料堆筑而成。材料的结构和材料的密实度都很关键。水循环活动从基础至坝体是密切关联的，研究基础不能忽略坝体。

（二）坝体碾压质量差，坝体松散性使坝体的破坏呈现渐进破坏的特征。急剧变形破坏前，一般都有一个累进变形破坏阶段，如由渗漏、管涌、颗粒位移、抗剪强度降低等导致的急剧变形。消除土石坝病险的重点在于治理这种累进变形破坏。

（三）土石坝对坝基强度的要求不高，但坝基对坝体的影响却十分明显，实践中往往忽视对松散坝基的清理。大量事实证明，因清基或加固处理不彻底而造成基础漏水会危及大坝的安全。

（四）因坝体柔性特点与峡谷地区坚硬基岩边坡的接触不协调或与坝下埋管刚性特点不协调，常会导致坝体裂缝。这是一个应特别注意的现象。

三、病险工程的勘测

土石坝工程的病险情况是一个较普遍的现象。而随着工程运用的延长，新的病险工程又会不断出现，因此，消除病险刻不容缓。为了消除这些病险，首先，应重新对工程进行勘测，确切查明工程病害所在，以便对症下药，提出切合实际的治理措施。

重新勘测不同于工程施工前的勘测。因为，土石坝是用天然建筑材料堆筑而成，坝体和坝基联为整体，成为一个有密切联系的渗流场，坝体作为人工地质体，应和基础、边坡、围岩一样是统一的勘测对象，在查明坝址基础、边坡、围岩水文工程地质条件的同时，也应查明坝体填筑材料的物质组成、结构、物理力学特性及水文地质特性等。其次，因工程为已建工程，不能进行直观的地面调查，必须要借助物探、钻探等手段进行勘测。

四、病险土石坝的消险加固设计

解决病险土石坝的消险问题，要在勘测所得各项参数及认真分析的基础上作出切合实际的设计，然后再进行消险加固施工。由于大部分土石坝工程原勘测设计资料不全，甚至完全没有，因此，在消险加固设计中应注意以下问题：

（一）要由水工和地质等专业技术人员联合对大坝的安全性（包括安全标准、技术标准、抗震性能、地质情况）进行复查和评价。

（二）要将大坝安全校核结果用于大坝的加固设计，以提高大坝的安全度。

（三）在消险处理过程中，应注意避免引起额外的病害，同时要注意防险。应慎重考虑除险措施可能带来的后果。