黄梅县七一水库管涌险情原因分析及处理

王仕林，邓又春，姜飞翔

(1.浠水县水电工程处，湖北浠水438200;2.蕲春县水利水电工程处，湖北蕲春435300)

1 水库基本情况

黄梅县七一水库位于华阳河水系小溪河上，苦竹乡小溪村，是一座以灌溉为主，兼顾养殖等综合利用的小(二)型水库。水库控制承雨面积0.74平方公里，总库容33.24万方。水库工程等别为Ⅴ等，主要建筑物级别为五级。枢纽工程由大坝、溢洪道、输水涵洞组成。七一水库于1959年10月开工，1965年7月1日竣工。原设计1小时雨量127毫米，洪峰流量23.5立方米每秒，设计洪水位14.2米。

大坝为粘土心墙坝，设计坝顶高程15.3米，心墙高程14.2米，坝顶长77米，最大坝高15.3米，坝顶宽5米;实际坝顶高程15.3米，心墙高程13.3米，坝顶长77米，最大坝高15.3米，坝顶宽5米。

溢洪道位于大坝左岸，为开敞式宽顶堰，堰顶高程设计为9.5米，宽4.6米;实际堰顶高程9.5米，宽4.4米，陡坡段为风华基岩，无消力池，出水渠为土渠，未衬砌。

输水涵管位于大坝左岸，为浆砌石方涵，涵管进口高程5.6米，断面尺寸1.20×0.75米，长46米，最大输水量0.37立方米每秒。

水库设计灌溉面积680亩，实际最大灌溉面积600亩，养殖面积60亩，下游保护小溪村300多人的生命财产安全。

2 水库管涌险情

2008年进入汛期后至8月份，黄梅县降雨达732.9毫米，其中7月份降雨时间长、强度大，且雨量集中。7月1～23日全县平均降雨达364毫米，是常年同期降雨量的1.9倍，连续降雨时间长达21天，先后出现三次强降雨，7月1日6时～13时，全县平均降雨63毫米;15日3时～15时，全县普降大到暴雨，平均降雨达69毫米;17日15时～18日6时，全县平均降雨57毫米;19日8时～23日8时，普降大到暴雨，15小时全县平均降雨91毫米。

2008年7月23日，七一水库大坝背水坡0+280段，距坝脚16米处出现4个管涌，直径8～9公分、7～8公分、6～7公分、3～4公分，涌出水量较大，背水坡后戗已被明显冲刷，部分土体已呈稀软状。

3 管涌原因分析

管涌是指在堤坝背水坡脚附近，或堤脚以外的洼坑、水沟、稻田中出现孔眼冒砂翻水现象。管涌险情的发展，以流土最为迅速。它的过程是随着水位上升，涌水挟带出的砂量增多，涌水量也随着加大，涌水量增大挟带出砂粒也就更多，如将附近坝基下砂层淘空，就会导致坝身骤然下挫，甚至酿成堤坝溃决的灾害。

本次七一水库险情特征与上述概念完全吻合，可以认定为出现了管涌险情。

产生管涌险情的原因有很多方面。一般来说，堤坝基础为典型的二元结构，上层是相对不透水的粘性土或壤土，下面是粉沙、细沙，再下面是砂砾卵石等强透水层，并与河水相通。由于在汛期高水位时，强透水层渗透水头损失很小，渗透坡降变陡，渗透流速压力加大，堤坝背水一侧数百米范围内的表土层底部承受很大的水压力。如果粘土层厚度不够，在没有反滤层保护的情况下，这股水压力冲破了粘土层，渗水就会将下面地层中的微小细沙粒带走，从而发生管涌。

经现场察勘，查阅有关工程资料，并向当地群众了解有关情况后，分析七一水库管涌险情发生的主要原因如下:

3.1 施工质量差

七一水库兴建于上世纪五六十年代，受历史条件制约，大坝施工时只能用石夯或木夯进行夯压，难以保证施工质量，特别是在分期坝面接合上未做严格的处理，后期填土碾压不实心密实，导致施工质量差。

据现场群众反映，事故发生后，1959年七一水库大坝施工时只对坝脚长草多的地表面进行了清理，其余的地方均未清理。坝体填料以粉质黏土为主，少部分为粉砂土，因土料含水太少，夯实效果不佳，留下了工程隐患。

2017年，国家食品药品监督管理总局药品审评中心副主任尹红章因受贿罪被判处有期徒刑10年，同时获刑的还有其妻子、儿子。法院查明，2002年至2014年间，尹一家三口共收取多家生物制药企业给予的财物共356万余元。

3.2 排水设施不完善

坝坡面没有做排水设施，也没有在坝脚增做反滤设施，导致原坝体内排水设施不能正常发挥作用，坡面雨水也不能顺利排走。

3.3 背水坝坡陡，坝体质量差

大坝坝身较陡，迎水面块石松动，过坝渠渗漏，坝脚散浸。背水坡比未达到1:3，不满足消除要求，也无渗流量、浸润线、沉陷等观测设施，无通讯设施，无水、雨、工情测报设备和运行记录。

3.4 降雨量大，持续时间长

七一水库发生管涌时，全县平均降雨量达732.9毫米，尤其自进入7月份以来，连续降雨时间长达21天，超过50毫米，日降雨量达3次之多，最大一次达91毫米，雨量集中，降雨历时长、强度大，加之无良好的排水设施，使七一水库大坝背水坡含水量达到饱和状态，并逐渐向下入浸，土体饱和区不断扩大。

4 处理措施

由于管涌发生在深水的砂层，汛期很难在迎水面进行处理，一般只能在背水面采取制止漏水带砂而留有渗水出路的措施稳住险情。基本抢护原则是“反滤导渗，防止渗透破坏，制止涌水带出泥砂”。对于小的管涌且仅冒清水，可以加强观察，暂不作处理;但是对出现浑水的管涌，无论大小，均应迅速组织抢护。具体抢险方法主要有:反滤围井、减压围井、反滤铺盖、压渗台等。

根据现场观察，分析七一水库的管涌特征，估算管涌出水量。查清管涌位置后，先清除周围的尖锐杂物，在管涌附近做好后戗，然后开挖导渗沟(底铺土工布，布上铺填石子)至管涌处，最后开挖清除管涌处软土后，再在管涌口上铺设土工布，并在土工布上填铺石子，做好反滤层，然后再用土袋封压管涌处及导渗沟，并确保渗漏水能从导滤沟中顺利排出。与此同时，开启灌溉涵洞降低库水位，并在坝坡面及坝脚处做导渗沟、排水沟。及时控制了险情，最终七一水库安全度汛，没有形成灾害。

5 主要经验和建议

一是责任明确，领导到位。在汛期落实了防汛值班制度，险情发现及时，报告迅速。各级领导都在险情发生后的第一时间赶到了出险现场，为抢险工作赢得了宝贵时间，避免了险情的进一步发展。

二是制订了科学的防汛度汛预案。险情发生后，及时启动了应急预案，使防汛抢险工作能及时有条不紊地迅速展开，相关人员及时到位，有效地防止了险情扩大，充分体现了防汛抢险工作的科学性。

三是处理措施得力。在查明出险部位，了解险情程度后，及时准确地制定抢险方案，迅速采取有效措施，及时化解了险情。

四是防汛物料充足。乡镇防汛物资储备只有木桩、铅丝、塑料布、编织袋等，没有制作导渗及反滤设施的土工布等物料，也无夜间施工照明设施，在七一水库抢险时，及时从县水利物资储备中心紧急调用了土工布，从县水利工程处等单位紧急调用了发电设备，确保了防汛物料供应。

虽然七一水库的管涌险情经过及时有效的处理，得到了暂时控制，没有酿成水患灾害，但是水库的险情并没有得到彻底整治，还存在安全隐患。为此，我们建议:应根据工程投资情况，尽快对七一水库进行整险加固，针对管涌险情，采取标本兼治的方法，彻底解决水库管涌问题。

治标:在国家投资有限、地方自筹资金困难的情况下，从经济角度考虑，先行对七一水库发生管涌坝段进行排渗减压，同时适当控制蓄水，确保水库安全度汛。建议在发生管涌的右坝段部分，距下游坝脚5米处，沿坝轴线方向做浅沟反滤排水工程，反滤排水沟长40米，断面尺寸净宽取0.7米，高1.5米，沟底铺设块石碎石、河砂构成排水导滤体。在施工中应注意:

(1)为防止级配不良或分层不清而产生渗透破坏，一定要按设计的要求严格控制反滤排水沟沟底滤料的级配及其分层;

(2)应防止施工运料时和雨水冲刷的泥土堵塞反滤层;

(3)反滤层的材料应按照设计要求，不能使砂石料用风化的和不清洁的。

治本:为了彻底解决七一水库的管涌问题，应积极争取国家小水库整险加固项目专项资金，加大工程投入。对七一水库大坝沿坝的轴线进行帷幕灌浆处理，在土层中形成一定厚度的隔水混凝土幕墙，防止或减弱库水渗漏现象，使水库的安全隐患从根本上得到消除。