水利水电工程除险技术探讨

张凤勇

【文章摘要】

随着我国的水利水电工程技术越来越多，随之而来的问题是水利水电工程建设的风险也同时出现，针对其除险技术本文研究了水利水电工程的险情要点，即从灾害的特点出发，分析险情的特征；阐述了水利水电重点除险对象及除险措施，分清险情的种类，从而制定相应的措施；另外还探讨了水利水电的主要除险内容，从而最终能及时处理险情，以免酿成严重的后果。

【关键词】

水利水电工程；除险措施；除险对象； 应急救援

0 前言

由于我国的水利水电工程大都是在八十年代前后建造的，受到技术和施工条件的限制，使得工程的质量得不到保证。随着工程的使用，不可避免的险情也随之出现，特别是自然灾害导致的工程问题，造成的经济损失巨大。因此对水利水电工程的除险技术的探讨也逐渐提上日程，成为工程界关注的焦点，对工程中遇到的险情采取有效的措施，从而避免更大的事故损失。

1 水利水电工程险情特点

1.1突发性

水利水电工程的险情发生有时是很难预测的，特别是自然灾害引起的工程事故具有很大的突发性。当发生自然灾害时，传统的险情控制措施将黯然失色，很少发挥作用，尤其是地震、大规模滑坡、泥石流或穿越江河的跨越建筑物在遭受超标洪水袭击时，往往难以避免巨大的工程损失。因此自然灾害的突发性对水利水电工程的危害非常大。

1.2多样性

由于水利水电工程项目的复杂性，又存在多种多样影响险情产生的因素，这些因素之间的错综复杂，从而导致风险的多样性和多层次性。随着水利水电工程进度的进行，影响工程的因素也在不断的变化，因此，某一险情不可能是一成不变的，一般工程的每一阶段都会有新的险情出现，从而造成了水利水电工程险情的多样性。因此对工程紧急除险而言，能否及时排除险情，不确定因素很多，险情复杂且多样。

1.3破坏性

众所周知，水利水电工程失事的破坏性非常大，特别是自然灾害所造成的后果一般是毁灭性的，自然灾害不但会破坏工程设施，进而导致工程险情等灾难性的后果，影响人民的生命安全，还会对环境造成非常恶劣的影响。

2 水利水电重点除险对象及除险措施

2.1水利水电工程裂缝渗流排险

对于水利水工程中，裂缝是再常见不过的了，但是往往是开始很小的裂缝，随着在渗透压力的作用下，逐渐发生渗流破坏，使得坝体或地基等在管涌和流沙灾害的影响下被掏空，裂缝险情进一步扩大，最终可能出现滑坡、崩岸，甚至坝体溃坝。因此影响工程安全的裂缝渗流一旦出现，须尽快排险，其中最重要的就是对渗流方面要加强治理。具体措施：首先对于土坝裂缝的处理方法有开挖回填、横墙隔断、封堵缝口等；对提防渗漏的处理方法主要有防渗铺盖、防渗墙、截水混凝土槽、灌浆帷幕等，通过这些措施用于延长渗径、减小渗透压力或者降低渗流的平均比降等；对水闸等工程的防渗措施，要按照防渗与排水相结合的原则，在上游侧采用水平防渗或垂直防渗，同时还应该在下游侧设置排水反滤设施，如层面排水、排水孔、减压井与下游连通，使得地基渗水尽快排出，防止在渗流出口附近发生渗流变形等。

2.2水利水电滑坡排险

坝段岸壁滑坡、泥石流、堰塞湖的排险。地震、强降雨对近坝库岸造成的危害很多，对水利水电工程安全造成重大威胁，尤其是在深山峡谷地区。滑坡及其涌浪、山体崩塌、泥石流、堰塞湖等对水利水电工程的危害很大，且往往严重阻碍抢险工作的顺利进行。具体对提防滑坡的主要处理措施有在临水坡面做粘土截渗铺盖或在堤身中间做截渗墙、挖除滑动体、填筑还坡等。例如对土石坝的护坡工程，上游可采取干砌石、浆砌石或堆石材料，利用高效率碾压机械碾压，以提高材料的压实度，从而降低滑坡的可能性。

2.3 水利水电工程滑动的排险

不管对于重力坝还是拱坝，抗滑稳定设计永远都是一项非常重要的课题，对于重力坝的抗滑稳定主要是沿坝基面的抗滑稳定、深层抗滑稳定和岸坡坝段的抗滑稳定，主要分析方法是采取抗剪强度公式和抗剪断强度公式，结合刚体极限平衡法和有限元法求出抗滑稳定安全系数K与对应的容许安全系数相比较来判断坝体的抗滑稳定，具体提高重力坝抗滑稳定性的工程措施有利用水重、采用有利的开挖轮廓线、设置齿墙、下游抽水措施、加固地基、横缝灌浆、施加预应力等。对于拱坝的滑动失稳包括坝肩岩体失稳和沿建基面及其附近的软弱面的上滑失稳，坝肩岩体失稳一般发生在岩体中存在着明显的滑裂面，如断层、节理、裂隙、软弱夹层等。具体改善拱坝稳定的措施有加强地基处理、加强坝肩岩体的灌浆和排水措施、局部扩大拱端和设置重力墩等，还可以将拱端向岸壁深挖嵌进，以扩大下游的抗滑稳定，也可避开不利的滑裂面，改进拱圈设计，使拱端推力尽可能转向正交于岸坡。

2.4泄洪土石坝排险

对于土石坝，洪水漫顶、渗流破坏、坝坡失稳是溃坝的主要原因，其中洪水漫顶对其的破坏几乎是致命的，一旦土石坝发生洪水漫顶，使得坝体材料在水压力的冲击下被带走，这样坝体就丧失了挡水的功能，甚至导致溃坝。因此，防止土石坝洪水漫顶的主要措施是泄洪方案的确定。对于土石坝的泄洪方式主要采取岸边溢洪道和水工隧洞，岸边溢洪道的设计应具备足够的泄流能力外，还要保证其在工作期间的自身安全和下泄水流与原河道水流获得妥善的衔接。一些土石坝的失事，往往是由于溢洪道泄流能力不足或设计、运用不当而引起的，所以安全泄洪是水利枢纽设计中的重要问题。而水工隧洞主要是配合溢洪道泄洪，有时也可作为主要泄洪建筑物之用，在设计水工隧洞时，应该根据枢纽的规划任务，按照一洞多用的原则，尽量设计为多用途的隧洞，而又能满足泄洪要求，在泄洪时没有明显的水流脉动，不发生空蚀，提高水工隧洞的使用年限。

3 水利水电主要除险要点

3.1水利水电工程的安全监测

对运行中的水利水电工程进行安全监测，能及时获得其工作性态的第一手资料，从而可评价其状态、发现异常迹象实时预警、制定适当的控制水工建筑物运行的规程，以及提出管理维修方案，减少险情发生，保障工程安全。安全监测工作贯穿于工程建设与运行管理的全过程，其监测工作包括：观测方法的研究，仪器设备的研制与生产，监测设计，检测设备的埋设安装，数据的采集、传输和储存，资料的整理和分析，工程实测性态的分析与评价等。安全监测的内容一般内容有现场检查和仪器监测，对于现场检查，要从工程的外观显示出来的不正常现象中分析判断建筑物内部可能发生的问题，要做到经常检查、定期检查和特别检查。而对于仪器监测，主要内容有变形观测、接缝和裂缝观测、应力应变和温度观测、渗流观测和水流观测等，从而及时的发现险情，预防由于事故产生更大的损失。

3.2 水利水电工程险情的识别

大型水利工程项目风险的属性决定了风险识别的复杂性和难度，应充分利用风险管理理论中提出来的多种风险识别方法，从不同角度认识风险的存在、产生的原因及存在条件，以及险情发生后可能带来的后果严重程度。特别要能预测自然灾害的发生，如地震、泥石流、洪水等严重灾害，还要能够对恶劣或不良的现场条件进行判断，从而通过加强设计和施工现场勘察避免险情的发生。

3.3 抢救人员到岗

抢险人员、设备、物料的快速准备到位，是成功实施抢险作业的前提条件。当险情发生后，立即组织营救受害人员，组织撤离或者采取其他措施保护危害区域的其他人员，因此对于抢救人员要能够快速、有序、有效地实施现场急救与安全转送伤员，这是抢险工作的首要任务。其次，还要要求相应人员能够采取有效的措施阻止险情的进一步发生，包括快速挖除滑坡体、清除滚石、紧急修复塌陷段道路、隧洞塌方清除贯通、桥梁紧急加固、临时桥梁架设、水上交通运输等，从而使损失降到最低。

3.4水利水电工程险情应急救援准备

应急预案能否在应急救援中发挥作用，不仅仅取决于应急预案自身的完善程度，还取决于应急准备的充分与否。特别是应急资源的准备，它是应急救援工作开展的重要保障，应根据潜在险情的性质和后果分析，合理组建专业和社会救援力量，配备应急救援中所需的消防手段、各种救援机械和设备、检测仪器、堵漏和消防材料、交通工具、个体防护设备、医疗设备和药品、生活保障物资等，并定期检查、维护和更新，保证始终处于完好状态。

4 结束语

对于水利水电工程的除险工作，安全性能评价是首要环节，处置方案是核心。在开展工作时，要确定研究对象，分析原因和危害，并且突出快速抢险，明确技术路线，进行分类处理。通过不断的完善和发展，排险技术将会越来越成熟。

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