劉志立
(新疆烏魯木齊市石仁子溝水庫管理站,烏魯木齊830063)
堤防工程的安全包括堤防、堤岸防護(hù)工程以及穿堤建筑物的安全等方面,但是,堤岸防護(hù)工程和穿堤建筑物的安全是建立在堤防安全之上的,由此來看,堤防隱患的存在不僅威脅著堤岸的安全,對于附近周邊的群眾生活也有著重要的不利影響。從安全角度評估來看,必須要注重對堤防隱患的分析,以下將簡要介紹堤防工程的基本狀況,為整體掌握堤防工程的隱患做鋪墊。
從堤防的工程建設(shè)來看,其多建立在民埝之上,并在其基礎(chǔ)上不斷加高、發(fā)展和鞏固。由于早期堤防工程沒有經(jīng)過深入的地質(zhì)勘測和地基處理,特別是對于建筑質(zhì)量也沒有嚴(yán)格的審核,而且在歷經(jīng)數(shù)年的搶險、修理政治過程中,更加劇了其堤身和地基情況的復(fù)雜性。
由于堤身、堤防的建筑工程較為復(fù)雜,堤防高度低但軸線長,水文、地質(zhì)等外部因素的影響,使其周圍環(huán)境復(fù)雜多變,隨機(jī)性較強(qiáng),而且堤防工程海岸線綿長,外觀條件的限制需要投入較多的物力、財力來支撐檢測技術(shù)的運(yùn)營;另一方面,在土石壩上可以正常使用的監(jiān)測技術(shù),在堤防上卻難以有效監(jiān)控,正是由于堤防工程的這一特點(diǎn),使得無法對我國的堤防工程加以有效監(jiān)控[1]。
堤防雖然可以對臨河水位有著一定的調(diào)控能力,但是對于一些特殊情況,比如洪水的暴漲等情況,卻很難對河水的水位和河勢加以控制,而且河水具有來勢兇猛、河勢多變的特點(diǎn),所以說即便說是小洪水都能對堤防的安全構(gòu)成威脅,對于堤防危情的這種隨機(jī)性,對于加強(qiáng)堤防的安全措施具有一定的干擾作用,因?yàn)闊o法預(yù)料什么樣的危情、什么時候危情到來以及危情的危害程度,對于防險搶險的工程防護(hù)措施提出了較高的考驗(yàn)。堤防安全等級評估情況見表1。
表1 堤防安全等級評估細(xì)則
堤防隱患的等級判定對于有效防御災(zāi)害具有十分重要的意義,根據(jù)各個檢測量的檢測數(shù)據(jù)推析,進(jìn)而判定堤防工程的安全性等級判斷。以下,筆者通過圖表將其安全等級以及所表示的意義簡要呈現(xiàn)。
由于堤防工程運(yùn)用上的特殊性和自身的復(fù)雜性,要有效進(jìn)行對堤防隱患的深入分析,特別是為了避免在隱患探測過程中出現(xiàn)不必要的惡劣后果,一般情況下不采取大規(guī)模直接勘探的方法。雖然不能避免的需要進(jìn)行鉆孔和探井勘察,但是堤防工程線較長、涉及區(qū)域較廣,很難保證鉆孔會對當(dāng)?shù)氐谭拦こ淘斐墒裁礃拥牟涣己蠊?,甚至可能會影響對堤防隱患作出整體客觀的評價,因此,一種能全面反映隱患形態(tài)和存在部位的有效無損探測方法的探求至關(guān)重要。
一般而言,地球物理方法在堤防隱患的探測方法中應(yīng)用較為廣泛,地球物理方法具有速度快、損傷小的特點(diǎn),能夠快速定位隱患位置和查明隱患產(chǎn)生的原因,為有效采取相應(yīng)的防御措施和除險加固措施提供理論上的依據(jù)。綜合來看,我國的地球物理方法中的直流電阻率法,相比較于其他的探測方法,它更加適合探測方法的要求以及儀器設(shè)備的適用性等諸多因素。直流電阻率法具備成本低廉、檢測連續(xù)無損傷等優(yōu)勢,也是因?yàn)檫@一方面,直流電阻率法成為堤防隱患探測方法中的第一選擇,盡管對于精度等方面而言,該探測方法受諸多因素影響存在不足之處,但就整體而言,該探測方法仍然有較高的精確性,目前直流電阻率法應(yīng)用最為普遍。
為了有效檢驗(yàn)以直流電阻率法為代表的堤防隱患探測方法的適用性,本文以2001—2002年直流電阻率法成果在裂縫、砂夾層、松散夾層、正常地段等四個方面的調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析和補(bǔ)充驗(yàn)證,通過對其探測結(jié)果同實(shí)際情況的吻合程度對其適用性做出評價。直流電阻率法成果見圖1。
圖1 各類隱患的吻合率
由圖1 可知,直流電阻率法對砂夾層隱患解釋與驗(yàn)證勘探的吻合率達(dá)91 %,對松軟夾層的吻合率為73% ,由這兩方面來看,其吻合率較高,但是在對裂縫類的探測結(jié)果中倆看,其吻合率較低,僅有59%,相關(guān)經(jīng)驗(yàn)分析,這可能與開挖探井的定位有關(guān)。就整體而言,直流電阻率法的探測是貼近實(shí)際情況,較為精準(zhǔn)的。
在有效對堤防隱患的探測方式加以分析后,針對其探測過程中常見的堤防隱患加以處理則顯得尤為重要,堤防裂縫的大規(guī)模分布、大范圍的松散夾層和砂夾層及砂土透水堤基,這是堤防工程中主要的安全隱患,這些因素的存在不僅可以會導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)和滲透破壞,對于雙層堤基也具有較為嚴(yán)重的破壞性。因此,如何正確處理該類隱患問題,具有重要的意義和作用。
局部的隱患大多出現(xiàn)在各類洞穴和裂縫附近,如果該類隱患出現(xiàn)在質(zhì)量相對較好的地段,則可以通過采用局部維修、重點(diǎn)治理等措施,對其進(jìn)行有效的解決。一般而言,對于該類問題的解決,大多采取局部壓力注漿的方式,通過對孔洞空穴和裂縫的充填,進(jìn)而達(dá)到消除局部隱患的目的。
堤防斷面幾何尺寸不足會導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)堤段的穩(wěn)定性較差,有可能會導(dǎo)致提防坍塌等嚴(yán)重后果,此類問題的解決一般通過堤段的適當(dāng)加高或者增厚措施,有效針對堤防斷面幾何尺寸不足的缺點(diǎn),提高整體的比例協(xié)調(diào)性。這類缺陷解決措施的選擇空間較小,但也是較為簡單容易,可操作性較強(qiáng)。
對于大范圍的連續(xù)分布松散夾層、砂土堤基這類方面的安全隱患,通過電法檢測結(jié)果分析,該類隱患較為普遍,對于堤防安全也具有較為嚴(yán)重的威脅。通過近幾年來的治理經(jīng)驗(yàn)可知,其治理需要耗費(fèi)較多的資金,對其最有效的治理方法是提高堤壩的抗?jié)B能力,可以通過堤段的培厚和垂直防滲墻的建立等措施進(jìn)行有針對性的治理。
[1]聶榮. 渭河下游堤防隱患分析及除險加固措施研究[J].水資源與水工程學(xué)報,2008(03):106-108.