土石坝常见险情抢护技术的探讨

彭周锋，冯蕾磊，伊成良

（浙江省防汛技术中心，浙江 杭州 310003）

1 问题的提出

浙江省地处东南沿海，气候温和，雨量丰沛，多年平均降雨量1 600 mm，每年降水的70%集中在汛期。地势自西南向东北倾斜，西南以山地为主，中部以丘陵为主，东北部是低平的冲积平原，自北向南有苕溪、京杭运河（浙江段）、钱塘江、甬江、椒江、瓯江、飞云江和鳌江等八大水系，河流源短流急，上游易发山洪，下游受潮水顶托排泄不畅，受其特殊的地理位置和气候条件影响，浙江省水旱灾害频繁。

水库是江河防洪体系的重要组成部分，是抗御洪涝台旱灾害的重要工程，是保障民生的重要基础设施，确保水库安全事关重大。截至2017年底，浙江省共有小（2）型以上水库4 300余座，总库容448亿m3，中小型水库就达4 274座，在数量上占比99%以上。据数据统计分析，近10 a浙江省对2 400多座水库进行安全鉴定，共发现病险水库1 460余座，占比达60%，其中绝大部分为小型土石坝。对浙江省历年的出险水库分析，发生的失事水库多数为小型水库，坝型大多是土石坝，坝高均以低坝为主，主要问题是洪水漫溢、渗流破坏等[1]。近年来，浙江省相继实施“千库保安工程”“五水共治”和水利工程标准化管理，不断加大病险水库除险加固力度，不断健全和完善水库安全管理体系，水库安全状况得到显著提高。但水库一旦失事溃坝后果难以估量，确保水库安全是防汛抗洪的重中之重，土石坝是浙江省水库出险失事的主体，发现险情隐患必须及时抢护、科学处置，全力防范漫坝和溃坝险情的发生。

2 土石坝出险原因分析

土石坝型水库的挡水建筑物受其筑坝材料的影响，在高水位长期作用下，不耐冲刷且容易渗漏，其险情要较其他材料的坝多，抢险任务大。结合浙江省水库的实际情况，造成土石坝出险主要有以下几方面原因。

（1）历史原因。浙江省的水库有约80%修建于1958 —1976年“大跃进”“文化大革命”和“农业学大寨”期间，大量的中小型水库主要由农民群众投工投劳修建，受当时资金、物资和技术等条件限制，许多大坝都是边勘测、边设计、边施工的“三边”工程，质量标准不高，留下许多隐患[2]。

（2）坝型原因。土石坝整体性差、抗冲刷能力低、抗剪强度低、透水性大，特别是早期兴建的不少水库大坝原本就存在一定的安全隐患，在汛期持续高水位运行时容易发生渗透破坏[3]。

（3）除险加固不及时或未加固到位。一方面是原来经鉴定的二类、三类坝，未及时进行加固整治；二是加固过程中，坝基的强透水层未处理到位，导致渗水、管涌，或者是施工过程中，土料（特别是接缝处）碾压不到位，造成坝体产生不均匀沉降，导致裂缝、漏洞和塌坑等发生。

（4）其他原因。如受极端气候条件影响，水库长时间高水位或反复遭受超标准洪水，运行工况与设计不符，大坝病险增多；或因管理操作不当、设施老化陈旧、调度不及时等，造成水库超蓄洪水出险；或因大坝存在蚁穴、兽洞隐患等。

3 土石坝险情抢护原则

抢险是为防止险情扩大避免水库工程失事而进行的紧急抢护工作，土石坝抢险必须将保障人民的生命安全作为首要目标，局部利益服从全局利益[3]。抢护的原则：①正确识别险情，了解设计、施工、管理、运用等各类情况，结合出现的险情，进行综合分析，准确判断险情的成因，结合现场实际，拟定正确的抢护方案；②抢护及时，发现险情后要抓紧时机，抢早抢小，防止抢险扩大；③物料准备充分， 抢险所需的物料种类多、数量大，直接影响抢险工作的进展和成败，必须足额备好物料，及时保证供应；④组织领导得力，要加强领导、统一指挥，组织好抢险队伍，险情抢护后，还要组织专人监护观察，随时准备弥补抢险中的不足。

4 险情的分类及等别

对浙江省土石坝出险原因分析，可分为洪水险情、渗流破坏险情、结构破坏险情、溢洪道险情和输水建筑物险情。洪水险情主要指坝顶高程达不到设计洪水防御标准，或者是遭遇超标准洪水而导致的漫溢的险情；渗流破坏险情主要是指坝体或者基础的土体发生渗流破坏而出现的险情，主要包括渗水、漏洞、管涌和流土等情况；结构破坏险情主要是坝体发生异常变形而产生的险情，主要包括裂缝、塌坑、滑坡、冲刷等情况；溢洪道类险情主要是边坡及导墙不稳、两岸山体滑坡、堰体失稳等；输水建筑物险情是指坝内涵管出险和金属结构发生险情[4]。根据土石坝险情的性质、严重程度、可控性和造成的影响，可将险情分为重大、较大和一般险情3类[1]。结合浙江省实际，主要讨论洪水险情、渗流破坏险情、结构破坏险情等3类土石坝常规险情抢护，等级划分见表1。

表1 土石坝常规险情等级划分表[1]

重大险情主对土石坝安全稳定性威胁大，均有可能造成溃坝风险，一旦失事后果十分严重，应立即上报并采取措施，同时尽快转移影响范围内的群众。较大险情和一般险情虽不至于严重危害大坝的安全，但也有可能发展为重大险情，应及时报告并继续观察其发展，请有经验的专家到现场分析研判，采取相应的措施消除险情隐患[2]。

5 常规险情抢护方案[4 - 5]

险情的发展往往是一个从无到有、从小到大、逐步发展的过程，险情抢护要遵循“抢早、抢小”的原则，争取主动，把险情消灭在萌芽状态或发展阶段。同时，在制定抢险方案时，必须对险情的发生、发展有一个准确的预估，根据当时当地的人力、物料和技术等水平，因地制宜，制定科学、恰当的抢护方案，并果断予以实施，才能保证抢险成功。根据浙江省土石坝工程的实际，土石坝常规险情的抢护方案见表2。

表2 土石坝常规险情抢护方案表

6 结语与建议

（1）坚持“以人为本”是前提。土石坝险情抢护必须严格贯彻“安全第一”的思想，坚持以人为本、生命至上的理念。在制定抢险方案时，要充分考虑抢险大坝后续安全运行的影响和方案的安全性，抢险操作过程中要充分考虑抢险人自身的安全。严重险情时还要考虑溃坝影响，及时转移受影响区的人员。险情抢住后，要做好安全巡查和评估，防止险情变化造成更严重的后果。

（2）降低库水位是首要措施。水库在接近校核洪水位或持续高水位的情况下，大坝的渗透压力、渗透比降、水压力增加，将会加剧漏洞、管涌和流土等渗流的危险状况，并且在高水位作用下的滑动力增加，大坝更容易出现边坡失稳、发生滑动等险情。所以，当土石坝出现险情时，第一步就是要迅速降低库水位，减轻险情压力和抢修难度[4]。

（3）综合研判是成功的关键。在土石坝防汛抢险中，对险情处理所采取的措施，要充分考虑后续水雨情的变化，结合当地的实际情况，区分险情的轻重缓急，进行综合分析、科学研判、合理抢护。以免出现对轻微险情投入了大量的人力、物力，待到发生较大或严重险情时，发生人因马乏、料物短缺等情况发生；或者因小失大，酿成其他严重后果。

（4）加强日常管理是重点工作。严格按照水库度汛安全的“三个责任人、三个重要环节”的要求，全面落实各项保障措施。强化土石坝日常观测和巡视检查，判定各种运行情况下的安全程度，及时发现隐患、及时采取措施；定期或不定期对大坝、输泄水建筑物进行养护，延长使用寿命；对病险水库，及时开展除险加固，彻底消除安全隐患；严格执行经批准的控运计划，严肃调度纪律，合理蓄泄、科学调度，特别是病险水库除险加固前必须采取限制蓄水等应急度汛措施。