浅谈水库工程地质灾害的防治

袁军

（宁夏彭阳县冯庄乡政府 宁夏彭阳 756503）

水利工程在防洪减灾的同时，也保障了农业灌溉和日常用水，尤其小流域治理在西北干旱半丘陵地区带来了可观的经济效益，也是成为本地区能源战略的重要突破口，是保障可持续发展的主要路子。但在工程建设和使用的过程中，由于地质环境的变化，已经出现各种地址灾害，不但增加了工程建设难度，还影响了工程的正常发展和运行，因此对工程地质灾害进行科学分析，找出切实可行的防治措施已迫在眉睫。

尤为突出的就是水库工程的建设显得更为重要。地质灾害主要由洪水、地震等自然因素和开挖、围护不合理等人为因素造成，结合现阶段出现的地质灾害种类，人为因素占主要部分。水利工程地质灾害在很大程度上影响了施工质量，缩短了工程的使用寿命，甚至会对水库周边环境造成极大的破坏，对人们的生命财产安全构成较大的威胁。

综合来看，地质灾害和水利工程存在相互作用、相互影响的关系。水利工程在建设过程中对周边地质环境造成了一定程度的破坏，在长期的作用后导致泥石流、地震、滑坡等地质灾害，而这些主要的地质灾害又对水利工程造成负面影响。

下面我主要从滑坡、崩塌、渗漏的地质灾害、地面塌陷、地面沉降、地面开裂（地裂缝）进行分析：

1 滑坡形成的原因

滑坡在地震、降雨的作用下，石窟边坡坡脚受到一定的冲刷影响，土体不断软化，带动上部的结构分散式向下滑动，发生滑坡的水库主要坐落于地质构造带中或者降雨较多的地带。在所有滑坡灾害中，土石库岸滑坡发生的可能性较大，很有可能是土石库岸中的土壤颗粒受到外力影响所致，砂砾含量过高也会导致水库发生滑坡灾害。在人的因素方面，可能由于没有设置合理的防渗和排水设施，导致边坡积水，终导致滑坡。另外乱砍滥伐对坡体植被造成破坏或周围植被不足，开挖坡脚，堆填加载等人为因素也可能导致滑坡发生。

2 崩塌形成的原因

崩塌灾害多由于水库边坡上部的土体被直立分割，压碎后出现滑移，打破原有的结构稳定性，脱离母体后向下部倾倒如水库。另外水库蓄水与渠道发生渗漏，对地下资源过度开采导致地质结构不稳定或者地下岩溶活动频繁也都可能导致崩塌现象。崩塌一般发生在坚硬岩地区的高陡边坡，在河流冲刷和地壳运动后形成高陡边坡，这种情况下，应力必定重新分布，在边坡卸荷载区形成张拉裂缝，在其他结构面或裂隙的影响下，形成了危岩体，在人为影响或外界环境变化后终导致崩塌灾害。

3 水库渗漏形成的原因

若两岸边坡较低或者水库垭口较低将引发库水倒灌，水库周围的山体单薄、存在渗漏通道将直接导致水库渗漏。另外由于结构设计和施工不到位，水库库岸库盆的材料没有较好的隔水性，也会导致水库出现渗漏灾害。

4 地面塌陷形成的原因

在一定条件下，自然动力或人为动力造成地表浅层岩土体向下陷落，在地面形成陷坑的动力地质作用或现象。引起地面塌陷的动力因素主要有地震、降雨以及地下开挖采空，大量抽水等。地面塌陷会直接导致水库损毁或间接导致水库出现事故隐患，影响水库的使用寿命，在某一时间突然发生水库损毁。

5 地面沉降形成的原因

地面沉降是指不均匀的地面沉降已经给水库的安全造成了威胁，部分堤段已经出现了裂缝、漏洞等险情。地面沉降会造成水库的损毁，同时水库的建设会对周围的地质造成一定的影响而出现周围地质的下沉，严重时会造成地面沉降对水库造成损毁。

6 地面开裂形成的原因

地裂缝的形成原因复杂多样。地壳活动、水的作用和部分人类活动是导致地面开裂的主要原因。按地裂缝的成因，常将其分为如下几类：地震裂缝、基底断裂、隐伏裂隙开启裂缝、松散土体潜蚀裂缝、黄土湿陷裂缝、胀缩裂缝、地面沉陷裂缝，在固原地区易造成的裂缝主要有地震裂缝、松散土体潜蚀裂缝、黄土湿陷裂缝、胀缩裂缝等。

综上问题必须采取相应的预防措施：汛前，各地要认真开展地质灾害调查，对辖区地质灾害危险点与一般灾害点进行排查，核实灾害隐患体的具体位置、类型、规模、成因及危害程度等情况。根据灾害的易发程度和防治目标明确工程量，制定出合理的方案，依据滑坡、崩坍、渗漏的成因对现有的防治措施进行分析。加强水利工程地质灾害的监测力度，保持监测系统中通信正常，加强各部门之间的协作能力，实现群测群控。切实做好水利工程地质灾害的监测和防治工作。结合环境特点制定紧急预案，在此基础上编制合理的抢险预案。

以实际行动做好灾害防治工作是地质灾害治理的重要内容，对于滑坡灾害来说，诱导因素较多，防治工作应以预防为主，在监测过程中若发现有异常现象，应及时分析原因，及时采取措施，将损失降到低。针对水库库岸可能出现滑坡、崩塌的地带，可以修筑合适的排水沟进行排水，可在前缘设置支挡或减灾护坡。从长远角度考虑，可以在采用植树造林的方式进行预防，还可维持生态平衡，对自然环境有一定的改善作用。对于崩塌灾害而言，一般采取拦截、修建护坡的方式进行治理。

对于可能发生渗漏灾害的地区，应结合实际水利工程的特点，采取对应的方法，这里主要介绍本地区常用防渗漏的填筑法、强夯法、灌浆法和产生裂缝的松散土体潜蚀、胀缩等（湿陷性黄土也是本地区较为典型的特殊地质，本文不作赘述）。

（1）填筑法：填筑法适用于水库坝体边坡渗漏不太严重的场合，在实际应用中，先将渗漏区的松软土体清理干净，再将碎石填筑到裂缝中，用黏土和有机防水材料进行密封后夯实即可。

（2）强夯法：强夯法借助机械力对土体进行夯实，将裂缝中的空气排出，增加土体的紧密度，以此减少土体裂缝的目的，兼备防治作用，在实际的渗漏灾害防治中，强夯法具有较高的经济性，可以回收利用废弃的渣土。

（3）灌浆法：灌浆法对渗漏严重的地段有较好的防治作用，因此成为应用广泛的防渗漏措施。灌浆法利用灌注浆液的方式对坝体边坡中存在的空洞进行封堵，或直接在坝体边坡上进行钻孔后灌注浆液，以加强坝体的稳固性和边坡土体密度，有效减少坝体边坡的空洞及断层现象，达到防渗漏的目的。

（4）松散土体潜蚀：松散土体潜蚀是由于地表水或地下水的冲刷、潜蚀、软化和液化作用等，使松散土体中部分颗粒随水流失，土体开裂而成。

（5）胀缩裂缝：胀缩裂缝主要是由膨胀土的变形造成，膨胀土为一种高塑性粘土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。常使水利建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏，且往往成群出现，危害性很大，造成膨胀土发生上述问题的原因是膨胀土的性质产生的，因为膨胀土成分中含有较多的亲水性强的蒙脱石、伊利石、硫化铁和蛭石等膨胀性物质，土的细颗粒含量较高，具有明显的湿胀干缩效应。遇水时，土体即膨胀隆起（一般自由膨胀率在10%以上），产生很大的上举力，使建筑物上升（可高达10cm）；失水时，土体即收缩下沉，由于这种体积膨胀收缩的反复可逆运动和水工建筑物各部挖方深度、上部荷载以及地基土浸湿、脱水的差异，使建筑物产生不均匀的升、降运动，造成水工建筑物出现裂缝、位移、倾斜甚至倒塌，所以危害性很大。

一般的预防措施有：

（1）提前整平场地，使场地经过雨水预湿，减少挖填方湿度过大的差别，使含水量得到新的平衡，大部分膨胀力得到释放。

（2）尽量保持原自然边坡、保持场地的稳定条件，避免大挖大填。基础适当埋深或用墩式基础、桩基础，以增加基础附加荷载，减小膨胀土层厚度，减轻升降幅度，但成孔时切忌向孔内灌水，成孔后宜当天浇筑混凝土。

（3）临坡建筑不宜在坡脚挖土施工，避免使坡体平衡改变，使建筑物产生水平膨胀、移位。

（4）采取换土处理，将膨胀土层部分或全部挖去，用灰土、土石混合物或砂砾回填夯或用人工垫层如砂、砂砾作缓冲层，厚度不小于90cm。

（5）在建筑物周围做好地表渗、排水沟等，散水坡适当加宽（可做成宽1.2～1.5m），下做砂或炉渣垫层，并设隔水层。室内下水道设防漏、防湿措施，使地基土尽量保持原有天然湿度和天然结构。

（6）加强结构刚度，如设置地箍、地梁，在两端和内外墙连接处，设置水平钢筋加强接等。

（7）做好保湿防水措施，加强施工用水管理，做好现场施工临时排水，避免基坑（槽）浸和建筑物附近积水。基坑（槽）挖好后，及时分段快速施工完成，并回填覆盖夯实，减少基坑（槽）暴露时间，避免暴晒。

另外，加强施工时技术人员的素质，提高施工人员的施工技术能力，避免因工作失误而造成施工时的错误。在施工前的勘察设计过程中，建设单位必须严格要求勘察和设计人员的按照规范的规定进行操作，避免因前期工作的疏忽而造成出现地质灾害的隐患，针对已有的设计问题及时提出解决措施，将其落实到建设施工环节中。施工过程中需要注意建设的细节问题，严格按照技术标准做好施工、保养工作，在监理部门严格验收后再投入使用。水库工程运行期间，定期对与水库有关的人员开展的培训工作，提高对方的责任意识。在工程管理方面，需要结合实际环境制定科学的管理方案，明确本地区防洪工作的重点，始终以水库的安全和社会利益为重。

总之，水利工程涉及到的地质灾害较多，不同的地质灾害由多方面因素引起，在不同的地区因地质、气候、当地的经济条件以及施工技术条件等产生水利工程的病害不同，所以在分析地质灾害成因的基础上，需要因地制宜，不断加强水利工程的日常监控和维护工作，针对已有的地质灾害做好相应的预防和治理工作，发挥水利工程真正的效能，为保障地方经济的发展做出贡献而不是成为地方的灾难。