堤坝抢险综合技术措施探讨

程久祥

(浙江省金华市乾西乡人民政府，浙江金华 321016)

0 引言

堤坝是汛期挡水防洪的主要水工建筑物，是确保下游居民人身财产安全防御洪水的主要基础性工程设施.目前，我国大约有24万余km的防洪堤防和3万余座小型水库土坝，每年汛期主要凭借堤坝来抵挡洪水灾害，起来安全防护作用.在汛期防洪度险工作中，抢险技术措施选择是否得到是一项非常重要的基础保障性工作，在很大程度上绝对正规抢险工作效率和质量.为了提高防洪抢险工作人员的技术水平和实践作战能力，除了要提高防洪抢险工作的宣传力度，提高工作人员抢险意识外，还要加大防洪抢险专业知识和实战能力培训力度.在专业知识方面，国家已经出版了《现代防洪抢险技术》《防汛与抢险》《江河防汛抢险实用技术图解》等专业书籍.但这些书籍知识从文字上针对特殊的某种情况表述相关抢险技术方法［1-3］，没有给出具体的抢险技术操作程序，带有很强的定式特性，与实际防洪抢险过程中的诱发堤坝险诸多不利不定因素间很难实现完全匹配，万一抢护方法手段把握不对和抢险时机掌握不及时，就可能危及堤防安全稳定性能，出现溃坝决堤等事故，造成严重的洪水灾害［4］.因此，对堤坝可能产生的险情，有针对性的采取相应的技术措施，按照抢险技术操作方法科学化、运作规范化、步骤系统化等要求，制定完善的抢险措施和开展实践的防洪抢险工作，确保堤坝具有较高安全稳定性能，就显得非常有工程实践意义.

1 堤坝防洪抢险原则

要成立完善的防洪抢险机构，并由专职领导、专家、技术人员进行现场指导.在堤坝防洪抢险工作开展前，要对险情产生的原因进行准确详细的分析判断，要充分结合堤坝抢险工程实际，以及该堤坝或相似堤坝历史抢险技术手段和应用效果，制定完善可靠的防洪抢险技术方案.抢险要及时，要一发现险情就要高度重视，并及时采取有效防护措施防止险情进一步扩大.另外，随抢险工程的不断开展，要对抢险方案、抢险技术等进行及时修正，确保抢险工作高效顺利的开展.对堤坝渗水险情的抢护，应以“临水截渗、背水导渗”的抢护原则，有效减少堤坝体内水体入渗量，降低浸润线，提高堤身的稳定可靠性;对堤坝裂缝险情的抢护，要判明堤坝产生裂缝的原因、类型、部位和程度，对于因不均匀沉陷而产生的横向裂缝，不管其是否已达到贯穿堤坝身，均应及时采取有针对性的抢护措施，以免危及到堤坝安全防洪性能;对于滑坡裂缝和较宽较深纵向裂缝，也需及时结合现场情况采取紧急抢护措施;对于堤坝管涌险情，应采取“上堵下排、反滤压重、保护管涌出口”的抢护原则;对于堤坝滑坡险情，应采取“增加阻滑力、减小滑动力”，“上部削坡减载、下部固脚压重”的抢护原则.

2 堤坝抢险综合技术措施探讨

2.1 临水截渗

通过加强堤坝迎水坡综合防渗能力，减小进入堤坝内的渗流量，达到降低浸润线控制渗水险情的目的，可以采取临水截渗措施.临水截渗方式，比较适合于临河有滩地、水较深流速不大、风浪较小、但渗水较为严重且黏性土获取较便捷的渗水地段，或有必要在临背同时进行抢险加固防护的重要堤坝段.

2.1.1 黏土前戗截渗

根据堤坝前水深、渗水范围等参数数据，经过详细的计算确定前戗修筑尺寸.对于顶宽3～5 m左右的堤坝，其戗顶应高出水位约1 m，长度应至少达到超过渗水段两端各5 m左右的范围.抛填黏土时，应先在迎水坡肩处准备好黏土原材料，然后将黏土沿堤坝迎水坡由上而下、由里而外，向水中缓慢推入黏土材料.由于黏土材料入水后崩解、沉积、以及固结等作用，即会在堤坝前筑成黏土前戗，从而达到防渗加固效果.对于堤坝前水位较低时，为了防止戗黏土被洪水冲走，可以采用土袋前戗截渗方案，即在堤坝前用土袋筑一道隔墙，然后再进行抛填黏土.

2.1.2 土工膜截渗

如果堤坝前水位较低，当缺乏足够黏土原材料时，可以采用土工膜加保护层的防渗方法，达到临水截渗防护效果.土工膜截渗抢险方案见图1.

图1 土工膜截渗抢险方案

从图1可知，土工膜截渗具体抢险操作程序为:(1)先根据需要防渗坝段基本情况，选择合适的防渗土工膜，并认真清理所需铺设范围内坡面和坝基地面上的杂物，以免在敷设过程中损坏土工膜;(2)根据坝段渗水严重程度，合理确定土工膜沿边坡敷设宽度，预先通过黏结或焊接措施按敷设宽度连接好，满铺坡面并伸入到迎水坡脚以外1 m以上的范围为宜.如果土工膜在敷设过程中出现长度不够时，应采取搭接等处理措施，且搭接长度应确保大于0.5 m;(3)在土工膜铺设前，通常应将土工膜卷在8～10 m的滚筒上，置于堤坝迎水坡肩上，每次滚铺前应将土工膜下边折叠粘牢形成卷筒，并在土工膜卷筒中插入直径约40～50 mm左右的钢管进行加重，使防渗土工膜能沿堤坝坡面紧贴完善展铺;(4)待防渗工膜铺设完成后，应在土工膜上满压一层压重袋(土袋)，且压重袋应高出洪水水位约1 m左右.

2.2 反滤导渗沟

当堤坝背水坡存在大面积严重渗水等险情时，可以采用开挖导渗沟，然后铺设反滤料、土工织物、以及加筑透水后戗等方法，引导堤坝内部渗水排出，降低浸润线，使堤坝险情趋于稳定.反滤导渗沟的主要作用为滤土排水，即在堤坝内部渗水排出过程中，通过反滤料等防渗物不让土颗粒被渗水带走，而提高堤坝防洪稳定性能.

2.3 裂缝险情抢护措施

对于大坝发生的裂缝险情，可以采取开挖回填、黏土灌浆、或者两者相结合的三种方法进行抢护处理.在防洪抢险过程中，通常采用开挖回填法处理堤坝裂缝险情，此法不仅处理较为彻底，而且施工速度也较短，抢险效率和质量较高.

2.4 滑坡险情抢护措施

堤坝防洪抢险工程中，对于滑坡险情可以采取固脚阻滑法、滤水土撑法、滤水还坡法、滤水后戗法、前戗截渗法、以及放缓坝坡等方法［5］，以提高堤坝防洪稳定性能，确保堤坝安全稳定度汛.

3 土工膜截渗抢险实例分析

3.1 工程概况

某水库大坝坝土均为从水库四周靠人工随意运料组成，多为松毛坡组的砂质粘土，且土料组分较为混杂、不均一，压实度较低，力学指标也偏低，渗透性为中透水层，坝体与隧洞结合部位渗漏问题比较严重.上游正常蓄水位1 998.12 m，下游考虑为无水.主坝老坝体渗透系数K=9.8×10-4cm/s，经计算，主坝坝体单宽流量q=5.17 m3/d.m，主坝平均坝长为101 m，日渗漏量为512.8 m3/d，则年渗漏量为18.26万m3.水库大坝主要病害表现为:①主坝体渗漏;②主坝排水设施失效;③坝土力学指标偏低，坝体稳定性较差.建议对坝体进行防渗抢险处理、重建护坡、增设排水设施，增设岸坡及坝坡排水沟.

3.2 复合土工膜防渗加固抢险方案

根据安全鉴定报告，大坝主要病险为坝体渗漏.为确保大坝的安全运行及稳定，对大坝进行复合土工膜防渗处理，经过治理，减少库水渗漏量，消除工程隐患，确保大坝正常安全运行.针对大坝坝体渗漏病险特征，对主坝除险加固提出了处理方案:主坝坝轴线基本维持原轴线不变，上游坝坡采用土工膜防渗，坝坡面采用C15混凝土护坡.主坝上游坝坡基本维持原坝坡不变，只是按设计坝坡作适当修整，上游坝坡坡比为1∶3.0，上游坝坡采用C15混凝土预制块护面，护至坝顶2 053.23 m高程;下游坝坡从坝顶至坝脚分2级，大坝级差为20.73 m、14.43 m，坡比 1∶2.25、1∶2.75，主坝坝脚采用0.5 m厚的干砌石贴坡排水进行保护，棱体顶高程2 031.070 m.贴坡排水顶部以上坝面采用植草护坡，先在坝面上铺一层厚20 cm的腐植土，再在其上撒播适于坝区生长的草种.复合土工膜防渗结构自上而下依次为C15混凝土预制块防护层、混合砂上垫层、粘土保护层、复合土工膜防渗层、粘土保护层、原坝体支持层，主坝坝顶、上游护坡及坝脚复合土工膜防渗加固修复方案见图2、图3.

3.3 防渗抢险效果分析

通过土工膜截渗加固灌浆施工后，大坝漏水量从最初日渗漏量为465.6 m3/d减少至9.2 m3/d L·s-1，其防渗效果十分明显的，可见所采取防渗抢险技术方案非常有效.

4 结语

大坝、堤坝等防洪水工建筑物的安全加固防护措施，对确保水库、堤坝安全稳定运行非常重要，要时刻警惕.由于引起大坝、堤坝等发生险情的因素较多，其主要病害处理方法也较多.因此，在实际抢险工作中，要结合经验的不断积累和技术的不断改进，有效提高水库大坝、防洪堤坝的病害抢险处理效率.另外，还要时刻谨记安全重于泰山等抢险原则.

［1］刘松侠，刘 军.江河防汛抢险实用技术图解［M］.北京:中国水利水电出版社，2003.

［2］牛运光.防汛与抢险［M］.北京:中国水利水电出版社，2009.

［3］高兴利.现代防洪抢险技术［M］.郑州:黄河水利出版社，2010.

［4］甘荣华，刘剑芳.堤坝渗水抢险技术概说［J］.沿海企业与科技，2011，131(4):94-96.

［5］陈柏荣.防汛与抗旱［M］.北京:中国水利水电出版社，2005.