闻喜县土石坝工程管理措施探讨

张淑玉

（闻喜县水务局，山西 闻喜 043800）

闻喜县位于山西省西南部，运城市北端，运城盆地与临汾盆地交界处。县境内地形复杂，河谷、塬地、丘陵，山地并存。新中国成立后，全县兴建了大量的水利工程，增强了抗御自然灾害的能力。其中以土石坝为主要枢纽工程的中小型水库共16座，总库容5318.45万m3，兴利库容2342.01万m3，灌溉面积约1万hm2，在防洪、灌溉等方面发挥了很大的作用。然而以土石坝为主要枢纽的水库大多修建于20世纪50—70年代，兴建时间早，工程标准低，建筑配套设施不健全。为了确保土石坝工程的安全运行，充分发挥其效益，在土石坝安全管理技术方面进行了探索。

1 土石坝防漫顶措施

闻喜县晋庄水库、坑东水库、上丁水库在1977年7月29日的特大暴雨中因洪水漫顶造成溃坝。土石坝防治洪水漫顶的主要措施是提高水库的防洪标准，共有四种方法：一是适当增高大坝：适当增加大坝的高度，可以增加库容、加大调蓄能力，有效削减洪峰、减少出库流量，减轻对下游的危害；二是加大泄洪设施能力，增加泄量：对原有的溢洪道进行扩宽和加深，增加下泄流量，在条件许可时，可新建泄洪设施或改变洪水出流方式；三是增高大坝和加大泄洪能力相结合：这一措施既减少了增加大坝的高度，又增加了泄洪能力，既提高了水库的防洪能力，降低了成本、减少了投资；四是上游治理：对上游进行水土保持治理，减少入库泥沙，保证水库的库容；在上游修建水库、淤地坝或对上游的水库、淤地坝等工程进行除险加固，增加上游控制洪水的能力，以减少水库的防洪压力。

2 土石坝渗漏防治措施

根据土石坝渗漏的部位和特征可将防渗漏分为坝体渗漏、坝基和绕坝渗漏。对土石坝的渗漏处理原则是“上截下排”。上截是指在上游采取防渗措施，封堵渗漏入口，尽量减少渗透水流渗入坝体和坝基。下排是指在下游采取反滤导渗排水设施，使渗入坝身和坝基的渗水在不带走土颗粒的前提下安全畅通地排到下游，保持土体的渗透稳定。

2.1 坝体的防渗漏措施

土石坝坝体防渗漏措施主要包括以下几种：

第一，灌浆。土石坝防渗漏处理的灌浆方式包括充填灌浆和劈裂灌浆。充填灌浆是在裂缝部位用低压将泥浆灌入坝体内，充填裂缝和空隙，增强坝体的整体性，此法适用于均质土坝和宽心墙坝。劈裂灌浆是沿坝轴布置灌浆孔，在利用一定的灌浆压力将坝体沿轴线方向劈裂的同时灌注合适的泥浆，待浆液析水后与坝体紧密结合形成连续的防渗帷幕。此法适用于坝体质量普遍不好，坝体外部有裂缝、坍塌、浸润线出溢点过高、坝后有大面积散浸、坝体有明显的渗漏或坝体内部有较多隐患但性质和部位又不能确定等情况。

第二，黏土斜墙防渗。采用黏土、黏壤土作为防渗材料，在原坝体上游面分层填筑、人工夯实或机械碾压成斜墙来截堵渗流、防止坝体渗漏。此法适用于坝体不高、坝坡稳定、坝体渗漏较严重的小型土石坝。

第三，土工膜防渗。土工膜是一种由高聚合物制成的透水性极小的土工合成材料，该材料在土石坝工程防渗得到广泛应用。此法适用于均质坝和斜墙坝。

第四，套井回填黏土防渗墙。是利用冲抓式打井机在土石坝渗漏区域内的原有防渗体中打井，用黏土料进行分层回填夯实形成一个连续的截水墙，截断坝身或坝基渗流。此法适用于均质土坝和宽心坝的渗漏处理。

第五，振动沉模防渗混凝土板墙。是利用强力振动原理将空腹模板沉入土中达到设计深度后，边振动边拔模板向空腹内注满混凝土浆体，形成单块板墙，然后再将板墙连起来，形成连续的防渗膜板。此法适用于砂、砂性土、黏性土、淤泥质土的土层造墙，不足之处是在卵石地层施工困难，同时不能沉入基岩。

第六，导渗处理。用于坝身渗漏处理的导渗措施包括导渗沟和贴坡培厚导渗等。当渗水从坝身背水坡溢出形成散浸时，采用导渗沟处理是一种有效的方法。当坝身渗漏严重、散浸面积较大、坝身单薄时，宜采用贴坡培厚导渗措施，即在坝坡贴一层沙壳再培厚坝体断面，既可导渗，又可增加坝坡稳定性。

2.2 坝基和坝肩绕坝渗漏的防治措施

高压喷射灌浆是利用置于钻孔中喷射装置射出的高压水浆冲击破坏被灌地层结构，同时将浆液灌入，形成按设计方向、深度、厚度和结构形式与地基紧密结合的、连续的防渗帷幕体，达到截渗和防渗的目的。高压喷射灌浆适用于软弱土层、沙层、沙砾石层，也可用于较大粒径的卵石层的坝基防渗加固。

当基岩漏水量大，影响坝体和坝基安全时，应进行基岩帷幕灌浆。帷幕灌浆一般应注意钻孔深、灌浆材料、灌浆孔距等。在坝体和坝基接触面没有混凝土盖板时，坝体与坝基接触面可用高压灌浆旋喷做盖板，再钻孔灌浆。

黏土截水槽是在土石坝上游坡脚用开槽回填黏土的方法将地基透水层和接触渗漏层截断以达到防渗的目的。它适用于均质土坝或斜墙坝的坝体与坝基或坝基的接触渗漏、坝基不透水层埋置深度较浅而坝体质量很好的坝基渗漏，并有利于与坝体内原有防渗体结合。

当坝基发生翻水冒沙、管涌或流土现象时，则不宜开沟导渗，宜采用压渗措施，即在渗水出露地段适当范围内，先铺设反滤垫层，然后填石料或土料压盖。

3 提高土石坝的稳定性

土石坝失稳的主要形式是滑坡，造成滑坡的主要原因是滑动力大于抗阻力，故防治滑坡的原则是尽量减少滑动力和增加抗阻力，滑坡处理方法有开挖回填、放缓坝坡、增设防滑体、多种土料掺合、增设防渗设施。

4 土石坝塌陷处理措施

在没有管涌、渗水或漏洞等险情的情况下均可采用翻土夯实措施。具体做法是：先将塌坑内的松土翻出，然后按原坝体部位要求的土料回填。

在发生在临水坡的水下坍塌，不具备降低水位或水不太深的情况下，可采用堵塞封堵措施，使用草袋、麻袋或编织袋装黏土直接在水下填实塌坑。必要时可再抛投黏性土，加以封堵和帮宽，以免塌坑处形成渗透通道。

塌坑发生在背水坡，伴随发生管涌、渗水或漏洞，除尽快对坝的迎水坡渗漏通道进行堵截外，对塌坑可采取填筑滤料措施，先将塌坑内松土或软弱土清除，然后在背水坡塌坑处，按导渗要求，铺设反滤层，进行填筑。

在翻筑时，应按土质留足坡度，以免塌陷扩大，且要便于填筑。另外在填筑时应查明原因，针对不同原因，采取不同方法，迅速填筑。在填筑过程中，必须密切注意上游水情，以免发生重大事故。

5 土石坝的抗震加固措施

闻喜县所处位置属于山西省地震亚区，地震对土石坝影响较大，其地震基本烈度为Ⅶ度。地震对土石坝造成的危害包括滑坡、裂缝、液化等。滑坡和裂缝的加固与一般工程破坏的加固类同。对表层和深度不大的液化层可挖除并换填非液化土，当挖除较困难或不经济时，则必须采取表面夯实法、振冲法、振冲置换桩法、抛石和填土压重等方法进行加固处理。

6 土石坝工程科学化管理

实行科学化管理，首先应从提高管理人员素质入手。针对管理人员素质普遍低的现状，闻喜县水务局分批分期对管理人员进行业务培训，提高人员素质。其次是采取切实可行的管理方法：一是管理措施正规化，2008年3月，闻喜县水务局将辖区内的6座小型水库全部收回水务局统一管理，并在管理人员内部层层落实目标责任制，实行定岗、定人、定责、定奖罚；二是管理方法科学化，2008年对中型水库——吕庄水库进行了除险加固，对5座小型水库进行了大坝安全鉴定，并重新制定工程运行和管理方案，加强对隐患部位发展变化的检查观测；三是管理内容规范化，根据有关规范、规定，建立健全大坝、溢洪道、放水涵洞观测制度、检查制度、运行操作规程、养护制度的工程管理规定，明确工程管理的具体内容和方法。通过科学化管理，闻喜县的土石坝工程效益得到显著提高，水库的库容库貌有了很大改观。