强监管下水利工程一线常见技术问题思考

李晓晖，吕 洁

(1.山西省水利发展中心，山西 太原 030002；2.水利部水利水电规划设计总院，北京 100120)

水利工程是利国利民的基础工程，而技术是工程的灵魂，设计是工程的“底版”和“基因”，设计是水利工程建设的首要环节，是影响水利工程质量的最关键因素之一，关系到水利工程质量和人民财产安全。因勘测设计达不到国家标准或规范要求而发生质量事故不在少数，必须首先保证设计可靠合理，才能使依设计建成的工程实体安全可靠适用。2020版强条水利工程设计部分的强制性条文摘录309条，约占全部条文的55.5%，可看出表达了对设计的严格要求，工程建设成功与否与设计密切相关。

目前中小型水利工程设计质量与技术水平现状参差不齐，在水利工程质量监督和稽查实践一线中出现不少“常见病”、“多发病”，对此进行梳理总结，研究探讨其成因与对策，以期引起行业主管部门、项目法人、设计、运营与管理单位的重视与整改，避免类似问题重复发生，从而提高设计水平，保证工程质量、满足功能和运行要求。

1 水利工程设计常见问题

设计是整个工程链条的首端，不少设计人员缺乏一线实践经验，工程一线历练少，对已建工程的经验教训总结的少，致使许多设计方案适用性差、技术不可靠等问题常重复发生，严重时甚至形成难以更改的“先天性基因缺陷”。

1.1 技术指标不满足规范要求

如位于北方寒冷区的一小型堆石混凝土重力坝，坝坡堆石混凝土设计抗冻标号仅为F50，SL 191—2008《水工混凝土结构设计规范》83.3.7条款明确规定最低应为F100；还有泄洪排沙洞洞身四周400mm内衬钢筋混凝土及挑流迎水面钢筋混凝土，采用的是常态混凝土，标号为C35F150W6，未采用抗冲磨混凝土，泄洪时混凝土极易汽蚀损毁。但该问题直至稽查时才发现，已成事实，给日后运行留下了安全隐患。

1.2 除险加固未完全处理安全鉴定问题

某水库安全鉴定时存在主要问题为：大坝防洪能力不满足规范要求，泄洪建筑物不能安全泄洪；大坝上游坝坡抗滑稳定不满足规范要求；坝体压实度不满足规范要求，坝脚贴坡排水未设置反滤层等多项问题。但除险加固工程设计方案并未全部对应处理，直至质量考核现场检查，才发现快完工的工程某些问题依然存在，未完全达到除险加固目的。

1.3 不符合相应设计规范

一河道治理工程的设计单位，未按照GB 50707—2001《河道整治设计规范》和SL 191—2008 对其堤防钢筋混凝土防渗面板厚度进行计算，也未明确蓄水堤防防渗面板的抗渗、抗冻强度等级。另一中小河流治理工程，堤防稳定计算未区分工况，不符合SL 25—2006《浆砌石坝设计规范》和SL 379—2007《水工挡土墙设计规范》墙踵、墙趾应力之比小于3之规定，墙踵、墙趾应力之比(98.8/17.8=5.55)大于3，极有可能发生基础不均匀沉陷、产生倾覆破坏；这些问题均是在工程快干完稽查时才发现。

又如一已经完工的北方小型水库大坝，技施图纸连混凝土抗冻、抗渗等重要指标都没有。另一水电站道路工程本应按照《公路水泥混凝土路面设计规范》和《公路工程质量检验评定标准》等专业规范提道路技术指标，如混凝土路面设计指标应为弯拉强度，但设计单位却仍按水利工程习惯提出抗压强度指标要求。有的河道治理工程，施工图纸的格网石笼块石连粒径、强度指标等基本技术要求都没有；某批水库观测房建设连避雷设施都未设置，使里面的监测和电气设施等裸露在危险之中；凡此种种问题经过评审进入实施阶段，直到后期监督检查才发现，已经很难整改。

对某河道治理稽查时，发现设计未按照GB 50707—2011在河流凹岸设置格网石笼护角，却在凸岸堤防堤脚设有格网石笼护角，规范是河流凹岸易被侵蚀应加强防护。

1.4 水保项目建筑物结构设计较弱

一些水保项目建筑物设计普遍粗糙，某水保项目滚水坝未按SL 319—2018《混凝土重力坝设计规范》和GB 51018—2014《水土保持工程设计规范》进行坝踵、坝趾应力计算和抗滑稳定计算，滚水坝是否稳定都不明确就批复实施了，是否安全未知。

上述问题的责任界定和划分都比较难，失误后果一般由项目法人和施工单位稀里糊涂承担，压力和责任反射不到出错方身上，对真正的责任人形不成压力，致使类似技术问题反复发生。

2 设计图纸与施工存在矛盾问题

2.1 专业图纸互相冲突

监督过程中，常发现各专业图纸衔接交叉部位互相冲突出错，如金结专业的尺寸与土建专业尺寸不配套；土建图纸未预留足够的管路安装位置等。

如一大型河道治理工程，由于金结图纸与土建图纸二者矛盾，致使按土建图纸预留的二期混凝土尺寸位置不准确，导致门槽埋件无法安装，只好凿除已浇混凝土腾出空间；工作桥上的门机轨道也是同样问题，土建图纸上的轨道高程和位置均有误，门机调试时无法通过，只好重新拆除安装、凿除轨道两侧混凝土，使得局部桥面钢筋裸露在外极易锈蚀。类似问题经常发生，究其原因均是专业衔接配合有误，各专业交流不够、互提的资料不准确，图纸会签走形式，在各专业衔接部位应重点关注，通过做好设计接口管理和应用BIM技术等手段，勘测设计单位由 CAD 出图到应用 BIM 技术开展设计，避免将图纸问题输入到实施阶段造成不良后果。

2.2 设计图纸与施工操作空间冲突

有些设计未考虑施工操作需要，如某小型堆石混凝土重力坝，设计提出的帷幕灌浆轴线，距廊道上游墙体只有0.5 m，操作空间狭窄，工人难以操作。

3 水利工程运行反馈问题

部分设计单位对已建工程回访少，未充分吸取工程运行中已出现的经验教训，致使同类错误一犯再犯。

3.1 泄洪洞通气孔未设置或面积不够、位置不合适

一大型水库工程泄洪洞检修闸门与工作闸门间未设置通气孔，导致两闸门间充水时，排气不畅形成压缩气团，气压积聚到一定程度将橡胶止水冲毁。工作闸门后虽设有通气孔，但通气孔面积不够，高速水流泄洪时空气补充不够，气流运动强烈，水流流态不稳，致使闸门小开度时振动特别严重。同时通气孔未与启闭机室分开布置，泄洪时补气会产生较大气流，工作人员进入启闭机室时可能遭受强大气流吸力的伤害，存在安全隐患。且工作门液压站，原设计在潮湿的竖井里，导致阀组锈蚀严重，电气元件损坏，系统维护检修困难。这些设计缺陷对设备、结构、人员安全均有不利影响，运行后逐步暴露出来，管理单位只得重新花钱改造，教训深刻非常值得总结，可惜的是设计单位既未在设计阶段按照SL 279—2016《水土隧洞设计规范》要求进行设计，运行阶段也未进行回访，导致这些信息反馈受阻，影响后续设计提高。

3.2 设计方案与实际情况不适应

有些设计地基处理方案与工程区的实际地质情况不适应、不匹配。如高压旋喷防渗墙，如果工程区地质情况是卵石等大粒径颗粒，高压旋喷技术难以冲破这些大粒径颗粒，形成的水泥结石防渗体就不完整，防渗效果差，且难以取芯进行渗透系数检测；同时如果水泥结石松软，就不能满足地基承载力要求，产生较大的变形和沉降。如果工程区地质以黏粒含量为主，由于粘粒粘聚性较强，也很难被高压水(气)流冲散并与浆液重新搅拌结成一体，防渗效果也不理想。设计方案时应考虑实际地质情况对施工效果的影响，结合施工工艺的特点，选取效果良好的地基处理方案。

某拦河闸坝工程液压管路未考虑泥沙影响，直接布置在河道中，由于河流泥沙含量大，泥沙淤积在支撑杆内，导致液压坝在运行中无法塌坝，影响行洪和安全。

4 细节瑕疵

一些水利工程细节很容易被忽略，却很重要。如分缝、接触渗漏、洞顶灌浆脱空等问题。

4.1 分缝问题

分缝是为了防止建筑物因温度、混凝土收缩、沉陷、外荷载及约束条件等较大差异而引起联结断面断开、较大变形、应力集中等危害，通常沿建筑物长度方向，每隔一定距离或在结构变化较大处预留缝隙，将基础以上的建筑构件全部断开，分为各自独立的能自由伸缩的几部分。一般设置在不同刚度、不同地质条件变化、变形复杂(如洞室交叉)、约束条件变化较大等部位。但实际施工时，施工人员往往不明白分缝的作用，有的不按图纸留缝，有的乱留。

如某大型引水工程的长距离隧洞内，混凝土衬砌先浇筑的底板混凝土与后浇的边墙混凝土分缝未对齐，严重的两者错1 m，轻者也相错十几厘米，错开后衬砌结构的完整性受到了破坏，变成环向不连续体，而且此处止水无法布设，这是隧洞设计规范严禁发生的错误。还有施工缝是结构整体性较薄弱位置，应在拉应力和剪应力较小的部位设置纵向缝，分缝要既能适应变形，又不在止水中产生较大应力，但实际却常是按照施工方便设置。还有一城市河道治理工程的工作桥面分缝做的不对，栏杆在分缝处未分缝，导致栏杆在此处被拉断，桥面铺设的门机轨道，在分缝处也被拉成宽缝，可见分缝的重要性。

4.2 接触渗漏问题

一些工程设计、施工单位，对接触渗漏问题认识不足、重视不够、考虑不周，造成了严重的后果。一大型引水工程末端均质土坝蓄水池，运行过程中突然发生渗漏，库水渗漏殆尽，幸亏下游村庄及时组织撤离，未发生人员伤亡，溃坝虽未发生，但在出水口渗漏处冲刷出一个大洞。初步分析原因是，在土坝下穿越的混凝土出水管与土坝间接触渗漏所致，经了解在混凝土出水管与土坝接触处，未采取高塑性粘土等加强措施，施工质量控制不严，运行期间也未认识到此处是薄弱部位，未能重点巡查，导致混凝土出水管周边填土处于细颗粒流失而未发觉，形成接触渗漏，越拉越大，酿成事故。

4.3 洞顶灌浆脱空问题

按照SL 279—2016的10.1条要求，在隧洞混凝土衬砌顶部与围岩之间，必须进行回填灌浆，而且必须灌满充填顶部的缝隙和空腔，才能保证围岩承担内水压力，否则不能保证围岩分担内水压力，恶化衬砌结构的设计条件，对衬砌结构是危险的。如果洞顶灌浆脱空，缝隙或空腔充填不满，在内外水作用下对围岩稳定也是不利的，甚至可能造成坍塌失稳。但实际工程情况很不理想，隧洞顶部灌浆不密实的现象时有发生，后果在某些工程已显现，如顶部衬砌破坏、混凝土破碎、钢筋裸露等。此类问题，必须引起高度重视，设计应特别强调。

5 生态工程设计问题

生态设计属辅助性设计，自然生态系统本身具有自组织和自设计功能，人工设计应巧妙应用自然系统的设计和组织能力，充分尊重大自然的天然属性，从而构建出合理的生态治理方案。

水工设计中常见的问题，是河流治导线线条太直太生硬，违背自然，既不考虑河势演变和美观，也不考虑生物措施需要的层间物质交换，一般采用的仍是工程理念和工程措施，冰冷的混凝土用的多，有生命气息的生物手段用的少。而且许多大型引水工程的隧洞开挖施工，破坏了沿线的水脉、稳定的渗流场及地质生态环境，生态恢复极其困难，有的河流已因此断流；部分水域、岸线和地下水被无序、过度开发，与水争地、倾注污水等现象突出，水生态空间被蚕食和危害，甚至已关系到河湖水系存亡问题。还应尽量避免开挖高边坡，破坏原生边坡和地表植被。需以工程系统与环境系统和谐共存的理念进行方案比选，按照充分发挥大自然自我修复能力的理念，减少对生态环境的破坏，力保生态平衡，抛弃陈旧过时的工程措施设计理念。

我国生态水利工程发展较晚，尚未制定统一的设计标准，目前还没有河流护岸工程设计规范、施工规范及验收标准，一般仍以传统水利工程的施工标准为参考，生态修复技术和方法运用缺乏合理性。还有行政干预影响设计现象，只考虑形象美观不考虑河道整治规范要求，某县河道治理主槽开挖，被县政府会议纪要改为锅底平坦形，对洪水约束很不利，可能形成游荡型河段，水流散乱，特别容易在堤防临河形成明显的低洼地带，顺堤行洪，不利堤防安全。

6 综合原因分析

目前，有很多水利项目甲方催的急，在缺少前期勘测资料和实地踏勘前提下，匆忙开展设计，导致设计与实际情况出入较大。甚至存在抄设计现象，年轻的设计人员缺乏实践经验，常找以往类似工程“抄图”，既未调研原工程设计是否存在问题，也未搞清楚两工程间的差异，照抄照搬，使得设计方案缺少合理性和适用性，从设计之初就造成“先天”质量问题。还有一些技术人员对规程、规范理解和掌握不透，专业能力下降，质量意识淡化等均是原因所在。

施工和运行是对设计的验证，但设计人员普遍对施工过程和运行环节不了解，对如何施工及运行中发生的关键技术问题不掌握，对由此反映出的设计问题意识不到。大夫看病还要查房，何况是投资大、后果严重的水利工程呢？工程技术人员须用心收集、总结以往工程经验教训，以及质量监督和稽查发现的技术问题，并快速反馈应用到后续工程设计上，弥补设计缺陷提高工程质量。

7 对策思考

7.1 建立设计质量监督检查制度，完善设计质量监管体系

严格执行水利部于2020年3月4日发布的《水利工程勘测设计失误问责办法(试行)》(水利部2020年 33号文)，各级水行政主管部门对本行政区域内从业的水利勘测设计单位担负起监管职责，对设计成果进行考核和评价，落实审查质量责任制和纠错机制，落实勘测设计单位、技术审查单位、项目法人的责任，应对一些成立时间不长的小设计公司，定期检查他们的设计产品质量，并在系统内通报，对问题责任人形成压力，推行水利工程勘测设计质量监督检查制度，对技术标准和强制性条文执行情况进行检查，对任何违反《强制性条文》的行为，强化各级水行政标准化主管单位的管理责任，加大相应的处罚力度。

7.2 推广进行水利工程技施图审查

目前水利工程施工监理审图基本流于形式，技施图纸审查对工程安全很有必要，一定要在蓝图变成实体前把好关，建议项目法人组织审图。

对一些重要的工程如大坝不管是大型小型均应由项目法人组织专家进行评审，水保项目中的建筑物设计应邀请熟悉结构计算的水工专业人员参加评审，对结构安全把关。

7.3 推行回访和反馈机制及第三方质量评价

水行政主管部门，应规定设计单位对已建工程开展回访，开展第三方满意度调查，客观了解工程施工运行中发现的问题；总结经验教训，为优化设计进行基础研究，改善产品形象，提供高质量的设计。作为有追求的设计院，还应有提高技术水平和采用新技术的内在驱动力，借鉴国外概念设计、基本设计、详细设计三阶段的设计思路，扭转现行设计旧习，不断提高设计质量。

7.4 加强技术交流，培养水利技术监督专业队伍

现状对水利技术监督工作提出了迫切需求，水利技术监督是一项涉及面广、技术要求高、专业性与政策性强的系统工程，应加强水利技术监督人才培养，通过宣贯培训、技术交流等方式，逐步建立一支素质较高、结构优化的专业队伍，推动水利技术监督工作又好又快发展，为水利大发展提供技术支撑和保障。

8 结语

设计是源头，设计质量关系着水利工程的成败，关系着人民财产安全，必须保证其可靠合理，而一些“多发病”在技术力量薄弱的基层水利中常见，各级监管单位应深入一线直面问题，多接触一线人员和基层工作，多了解工程一线实际情况和存在问题，充分吸取已建工程经验教训，下一番绣花功夫，刀刃向内仔细剖析问题，弥补各种技术缺陷，切除病灶，抓住重点治理，在“源头”上发力，从严监督检查，按照“谁主管、谁监管、谁落实”原则，利用可推广、可借鉴的技术清单实行监督监管，以标准化推动监督检查规范化。

“强监管”是贯彻落实习近平总书记“3·14”重要讲话精神的重要举措，是新时代水利行业发展所需，也是推动社会经济可持续发展所需。水利行业必须形成“强监管”共识，增强行业存在感和社会认可度，要认清现状差距还比较大，还需要做大量细致工作，还需要认真查找水利工作中的“技术短板”，抓住“调整人的行为、纠正人的错误，提高设计质量和工程技术水平”这个治水主要矛盾，做好补短板强监管这篇大文章，实现省市县三级联动，构建起“综合监管、专业监管、日常监管”三位一体的监管体系，健全完善监管体系、队伍和法规制度，本着闻过则喜的胸襟和态度，以雷霆手段补齐短板，真正落实“水利工程补短板，水利行业强监管”的水利改革发展总基调，不断巩固提升水利行业形象地位，推进水利高质量发展。