谈水利工程除险施工技术

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［摘要］水利工程受自然灾害影响往往具有较大的安全隐患，通过对水利工程面临的不确定性、突发性和破坏性险情特点和水利工程除险中的应急技术预案、紧急处置方案、安全性评价等内容进行分析，在此基础上明确总结出施工技术的研究内容、方法和对象，将更加及时、有效的防控各类险情。以期为除险加固方案设计及其综合效应评价提供科学依据。

［关键词］工程险情;技术方案;抢险施工;水利工程

1水利工程除险施工技术

1．1工程险情特点

突发性。地震、灾害性气候等自然因素导致的堰塞湖、泥石流、滑坡等重大水利工程险情属于突发性事件，这种自然灾害对工程紧急除险、水利设施安全等产生的威胁也具有突发性。破坏性。自然灾害往往会引发重大的水利工程险情，其破坏性极强且导致的后果非常严重。其中，自然灾害的破坏性主要体现在以下方面:对水利设施产生破坏作用，甚至引起严重的后果或重大工程险情;对周边生态环境造成不利影响，使得施工环境与作业条件较差。不确定性。灾害发生前难以准确预测其危害程度以及具体位置，并且灾害发生后无法有效判断水利设施的安全状态，无法准确预测是否还会发生后续自然灾害。因此，水利工程除险施工的不确定因素多，险情排除时需考虑多种因素。

1．2紧急处理技术

1．2．1安全性评价水利工程除险加固以安全性评价为基本前提，其实现流程为:(1)合理确定评价范围，主要包括工程设施本身的安全性、除险加固施工作业的安全性、地质灾害影响水利设施的安全性以及上游水电设施的安全性，例如拦河坝安全运行受堰塞湖、潜在滑坡体影响，各类险情综合作用对大坝安全状态产生威胁。(2)科学规范评价方法，工程实践中如何选择合适的方法逐渐引起重点关注。如唐家山堰塞湖受汶川地震影响的安全状况，尤其是判断分析溃决情形时存在较多的技术难题;工程加固整治后出台了除险技术导则，明确规范了相关技术问题和安全性评价内容，为湖库除险设计提供指导依据;此外，非常有必要出台各种工程险情的除险技术规范，为尽快解决工程险情提供指导。(3)掌握先进的险情信息获取技术，发生险情后快速掌握相关信息、及时查明工程险情是除险技术决策的重要依据。然而，在恶劣的环境条件下或紧急情况时做到这一点存在较大的难度，对此要加强研发和应用先进的设备，如利用信息化技术快速传输数据、以专用的设备快速探测受损的工程设备、选用遥感技术快速获取地理信息等［1－3］。

1．2．2处置方案优选除险技术决策的实质是处置方案的优选，选择合适的处置方案对工程险情的排除、实施紧急处置措施具有关键作用。充分考虑安全性评价的相关内容，进一步明确处置方案优选时还要解决的问题包括:(1)技术上可行，实施的紧急除险措施满足实时性要求，同时能够有效解决工程险情问题，在技术上可靠且有类似的施工或抢险经验。(2)现场作业条件达到要求，现场具备抢险所需的电力供应、抢险作业空间、物料与设备进场等条件。(3)除险施工控制，紧急除险技术的施工方法、工程设计较其它建设项目，其技术要求较低且属于原则性问题。通常情况下，根据原则性或一般性处置方案的技术要求，专业抢险施工队伍能够结合抢险经验或施工方法全面细化各类技术要求。然而对于特殊的抢险技术措施，如爆破作业在工程抢险过程中，若操作不当很可能引起严重的后果或进一步加剧险情;对此，爆破施工控制技术按照不同的工程设施受损情况提出了具体的控制指标和明确的要求［4］。

1．2．3技术预案探析目前，关于突发事件的法律法规日趋完善，突发事件也逐渐引起各级部门的重视，且水利工程应急预案较为齐全，然而工程实践中比较注重组织指挥的探究。技术层面上水利工程各级应急预案不够深入、具体，并且发生险情后的技术准备明显不足，若未能妥善处置水利工程险情极易产生严重的后果。所以，有必要科学制定与探究除险技术方案，明确规定水利工程运行期、建设期、设计阶段和项目立项等环节的技术要点［5］。其中，自然灾害可能产生的险情应引起工程项目立项审查的关注，要准确把关和论证其可能产生的后果，特别是水电站梯级开发建设项目;水利工程的安全状况受自然灾害的影响，应作为工程设计重点考虑的环节，对此必须准确分析大坝的安全泄洪能力;建设过程中要查明工程安全运行受自然灾害的影响因素，全面分析与收集有关资料信息;水利项目运行期，要加强监测与分析重大危险源、工程自身安全因素，充分考虑各方面因素合理修订、制定除险技术预案。针对中小型水利工程建设标准低、运行时间长、维修养护不善等特点，迫切需要形成一套完整的除险技术预案，完善相关的技术准备工作。

2抢险施工技术

2．1研究对象

1)江河堤防裂缝、漫溢、漏洞、决口、管涌的排险。一般地，堤防险情包括决口、风浪、裂缝、滑坡、管涌、漫溢、陷坑、塌陷、渗水等，其中堤防险情最为常见的是管涌。一旦裂缝险情进一步扩大将产生崩岸、滑坡等灾害，若未能及时封堵漏洞将快速发展成决口，一旦发现危害极大的堤防决口、漫溢等灾害必须尽快排险。2)堰塞湖、泥石流及近坝库岸滑坡的排险。近坝库岸受强降雨、地震作用产生诸多危害，并严重威胁着水利工程的安全运行，特别是深山峡谷地区的危害程度更为突出。工程实践中比较常见的有堰塞湖、泥石流、山体崩塌、涌浪及滑坡等灾害，明显制约着水利工程抢险工作的开展。3)坝坡失稳、土石坝泄洪能力不足及渗流破坏的排险。土石坝为我国绝大多数病险水库的坝体类型，并且土石坝发生溃坝事故的概率较高。调查显示，引起溃坝的原因主要有坝坡失稳、渗流破坏、洪水漫顶等，其中地震涌浪、地震、泄洪时闸门失灵、泥石流、泄洪能力低、库区滑坡涌浪、遭遇超标洪水等属于导致溃坝的因素。4)洪水与地震的综合作用下重力坝、堆石坝和拱坝的排险。实践表明，面板堆石坝、重力坝和拱坝的抗震性能较好，但许多大坝或多或少的具有一定缺陷，在洪水与地震的共同作用下极易引起溃坝或重大险情。例如，服役年限较长的浆砌石包壳堆石坝、建设于软岩地基或覆盖层上的重力坝、坝肩岩体较差的拱坝及早期建成的面板堆石坝等。5)闸门、效能设施、溢洪道和泄洪洞失事的排险。水利工程中泄水系统作为重要的安全设施，若发生险情将直接影响着大坝安全。泄洪洞与导流洞相结合、出口被淹没以及进水流态不好的情况下，极易发生险情。超设计标准洪水对两岸山体、下游河道及消力池产生明显的冲刷破坏，闸门开启受阻的情况下很容易引发洪水漫顶溃坝。6)输电设备、开关站、地面厂房、进水口的排险。飞石、崩塌、滑坡、滚石、泥石流、地震等灾害很容易对电气设施及地面建筑物产生破坏，其中深山峡谷地区的破坏作用更加严重。例如，汶川地震中输电设备、开关站、地面厂房和进水口发生明显的损坏。

2．2研究内容

1)快速勘查险情。抢险作业成功实施的重要环节是快速勘查险情，主要包括以下内容:收集整理工程的运行、施工和设计资料;掌握水利设施的受损程度与具体部位;明确抢险作业的处置要求与实施部位;勘查自然灾害的相关信息和威胁设施安全的因素;了解抢险作业条件与设施周边环境。为解决工程实践中遇到问题，运用先进的方法和设备快速勘查险情，通过加强便捷性、及时有效的险情勘查技术研究，由此实现工程险情的快速勘查和新技术的推广应用。2)快速进场到位。保证抢险设备、人员和物料的快速进场到位属于成功实施抢险作业的基本前提，水利设施受自然灾害影响发生险情，对其除险施工时可能受泥石流、道路塌陷、崩塌、山体滑坡等作用而中断交通，特殊情况下还要对抢险作业点修筑临时道路。其中，快速抢通道路是施工重点，主要涉及直升机吊运、临时桥梁架设、隧洞塌方清除贯通、清除滚石、水上交通运输、桥梁紧急加固、紧急修复塌陷段道路、快速挖除滑坡体等。3)快速抢险施工。此环节为实现除险处置方案的核心，充分考虑技术方案明确时限要求与施工任务，快速制定科学可行的技术方案，工程实践中需要解决的问题包括:(1)抢险方法的优选。根据工程地质、周边地形、交通条件、水文气象及流域等因素，考虑抢险对象的特性特征快速、有效的比选确定施工方法。(2)技术难点的处理。深入分析与正常施工相比抢险时可能遇到的技术难点，在此基础上提出有效的解决方法，并保证抢险作业的按预期开展。例如，选用路基箱铺垫法抢险疏通舟曲泥石流，对处理反铲沉陷问题具有明显成效。(3)资源的合理配置。抢险施工具有作业条件特殊、时效性强、任务重等特点，许多不确定因素均可对险情控制产生不利作用，按照恶劣环境条件下保证工程抢险作业提前完成施工任务的原则，合理配置资源。(4)抢险作业的有序组织。合理规划施工程序、道路和作业面是抢险作业的重点，由此确保现场组织的高效指挥与通信畅通。4)安全控制措施。总体上可以将抢险安全划分为如下方面:(1)施工设备与作业人员的安全。一般情况下，抢险作业的安全风险较高，为了避免发生更大的安全问题以及按时完成抢险作业，非常有必要快速排查各类险情。充分考虑工程抢险作业条件，运用先进的安全预警和安全监测技术查清重大危险源，加强抢险作业安全管理减少其安全威胁。(2)合理控制水利设施受抢险作业的不利影响，如溢洪道开挖时选用爆破作业法，而土石坝自身安全受爆破震动影响明显。因此，工程抢险时必须全面分析各方面不利因素，采取切实可行的技术措施防止抢险作业进一步加剧已受损水利设施的险情。

2．3研究方法

1)工程类型划分法。根据不同的抢险施工重点及其工程类型，将水利工程抢险施工技术分为引水发电系统、泄洪系统、拱坝、重力坝、面板堆石坝、土石坝和江河堤防。其中，中小型水利工程的抗风险能力低且数量较多，此类工程作为一类灾害除险分类，将堰塞湖、泥石流和滑坡等地质灾害归入三类除险。采用以上分类方法，能够比较全面系统的研究工程抢险施工技术。2)施工专业法。水利工程按照抢险施工专业类型分为机电设备与金属结构除险、混凝土作业、钻灌、钻爆、开挖等作业。采用该分类方式，可以较为深入的研究抢险施工的某一专业技术，并且有利于提高工程抢险队的专业技能。3)技术路线法。收集整理某一项或某一类抢险施工技术的资料信息，通过对工程抢险施工与现有技术方法、安全控制措施的适用性分析，在抢险施工作业中引入有效的、快速抢险“四新”技术，加强各方技术合作和新型抢险设备的研发。

3结语

水利工程受自然灾害影响往往具有较大的安全隐患，所以安全性评价为受损工程除险的基本前提，对此要选取规范的评价方法;工程除险技术决策的核心是处置方案的科学确定，需要加强应急预案的深入研究。通过研究抢险施工技术，明确自然灾害的危害程度及其破坏形式，合理确定加固整治的对象，同时要实施分类研究和技术路线系统分析。随着科技的发展以及应急响应机制的完善，水利工程除险技术将得到深入研究，未来将更加及时、有效的防控各类险情。

参考文献

［1］冯志强．生态水利工程设计中常见的问题及对策分析［J］．黑龙江水利科技．2017．(12):227－228+23．

［2］伦秀梅．水利工程管理中存在的问题与对策研究［J］．黑龙江水利科技．2017．(03):163－165．

［3］邹来友．基于水利工程项目施工管理问题及创新措施分析［J］．黑龙江水利科技．2016．(06):77－79．

［4］游学力．浅析“水利工程之水走向市场”［J］．水土保持应用技术．1994．(04):45－47．

［5］王富强．水利工程施工管理中常见问题及对策探析［J］．地下水．2019．41(4):257－258．

作者：刘若华 单位：辽宁省昌图县水利事务服务中心