水库水利工程地质灾害防治技术及措施.pdf

287农业灾害研究 2023,13(7)水库水利工程地质灾害防治技术及措施李 杰民勤县水务局，甘肃民勤 733300摘要 水库是我国重要的防洪蓄洪设施，对当地民生和人们的安全有着重要意义，但水库在使用过程中可能会受到地质灾害的影响，对水库水利工程设施造成损害，影响水库的正常使用和周围居民的安全。基于此，对水库水利工程灾害进行了探究，分析了水库水利工程地质灾害的类型，探究了其形成的原因，并提出了相应的应对地质灾害的措施。关键词 水库；水利工程；地质灾害中图分类号：F416.9 文献标识码：B 文章编号：20953305(2023)070287-03随着我国社会经济的不断发展，对基础建设的需求不断提升。为了保障人们的正常生活，当前水利工程建设的规模也越来越大。水库是水利工程中重要的部分，对当地的防洪和蓄洪工作有着重要作用。水库不仅可以预防水灾的发生，在平常情况下还能够对水域的水资源进行合理调配，使得河流的水路更加畅通。水库周围的环境一般比较复杂，在水库使用期间发生地质灾害的概率较大，地质灾害的发生会严重影响水库的正常使用，水库一旦被损坏，可能会对周围造成破坏，威胁周围自然环境和附近的居民。因此，水库水利工程的地质灾害防治工作十分重要，对地质灾害的治理要秉承预防的原则，根据地质灾害可能发生的类型，建设一定的防治设施，以保障水库水利工程的安全。1 水库水利工程地质灾害概述水库水利工程一般建设在环境复杂的山区，在建设时会将周围的山体当作设施的一部分，承担一定的挡水工作，因此许多山体会长期被水浸透，被水侵蚀造成山体破裂。一旦遇到极端的暴雨天气，会引起山体失稳，发生山体滑坡等地质灾害，对水库水利工程造成损害。山体滑坡和泥石流等地质灾害在山区水库并不少见，一旦发生，就会威胁水利设施的运行。此外，水库水利工程的建设肯定会对周围的环境造成一定的影响，如果在挖方过程中没有做好防护措施，或没有考虑到对周围自然环境的破坏影响，在施工中则可能使得本来坚固的山体其稳定性降低，在后续的使用过程中就会非常容易引发地质灾害。2 水库水利工程地质灾害的种类水库一旦遭受地质灾害的破坏，就会造成非常严重的影响，水库水利工程达不到预期标准，失去防洪蓄洪的能力，造成大量水资源涌出，对周围环境和群众安全造成危害，造成严重的经济损失。因此，开展地质灾害防治工作是非常重要的，要想开展防治工作，就应要了解地质灾害的种类，只有对可能发生的地质灾害有所了解，才能针对性地开展防治工作。2.1 水库渗漏造成水库渗漏的一大重要原因是当地的地质条件，水库水利工程的建设环境复杂，其中多选择地质断层或褶皱的地方。断层和褶皱的地方地质结构较差，承重能力较小，在水库使用的过程中非常容易发生渗漏的情况，而水库渗漏的地方主要是断层中存在岩溶断层的地方。同时，周围的地形地貌对水库也有影响，水库的建设对当地的地形地貌有一定的要求，如果水库水位较高，甚至高于河水，则会发生水库漏水1。Prevention and Control Technology and Measures of Geological Disasters in Reservoir Water Conservancy EngineeringLi Jie(Minqin Water Affairs Bureau,Minqin,Gansu 733300)Abstract The reservoir is an important flood control and storage facility in China,which is of great significance to the local people s livelihood and people s safety.However,the reservoir may be affected by geological disasters during its use,which will cause damage to the water conservancy facilities of the reservoir and affect the normal use of the reservoir and the safety of the surrounding residents.Based on this,the paper probes into the disaster of reservoir water conservancy engineering,analyzes the types of geological disasters of reservoir water conservancy engineering,explores the causes of their formation,and puts forward the corresponding measures to deal with geological disasters.Key words Reservoir;Water conservancy project;Geological disaster作者简介 李杰（1973），男，甘肃民勤人，助理工程师，主要从事水利水库灾害研究。收稿日期 2023-04-09288Journal of Agricultural Catastrophology 2023,Vol.13 No.72.2 水库地震水库地震是由当地的地质条件引起的，例如，水库建在断层的位置会较容易发生水库地震。水库地震的发生与水库周围的地质结构和岩土构造有着直接的联系，地质结构与岩土结构不稳定是造成水库地震的重要原因。地震对水库有影响，是因为地震震源较浅，距离水库位置较近，同时地震的持续时间较长，对地面和山体结构会产生较长时间的震动，导致水库结构坍塌。水库地震会引起大坝变形，降低大坝的稳定性，无法达到安全的使用要求。2.3 水库淤积水库淤积是多方面原因导致的，在发生地质灾害后，周围的山体会受到影响造成落石，脱落石块的地方如果是在水库附近，就会落入水库，造成水库淤积，影响水库的正常工作。水库淤积会影响水库的容量，落石的堆积会削弱水库的蓄洪功能，导致水库在使用时无法满足正常的蓄洪需求，进而引发水库渗漏等灾害。如果水库淤积的位置是在大坝之前，则水库在使用过程中，大量石块就会被冲进水库，由于河水在进入水库时会产生较大的势能，再加上其中夹杂着许多的石块，会对挡水设施产生较大的冲击，造成较严重的磨损，影响设施的使用寿命。而当水库在泄水工作的过程中，由于水流中包含着大量的石块，就会对河道造成巨大的冲击，改变河道的形状，甚至会引发河流改道，影响周围的环境，甚至可能危及当地居民的安全2。2.4 崩塌地形地貌是影响水库崩塌的重要影响因素，在水库建设时，如果水库岸边的坡度较大，就可能导致水库的岸边失去稳定性，发生崩塌。在水库使用的过程中，如果水库设计不合理，水库有悬空的部分，在水库重力和岩体的重力的作用下，水库就会失去稳定性，发生崩塌现象。2.5 滑坡滑坡是水库十分常见的一种灾害，由于水库周围的山体受到河水的侵蚀，本身稳定性会有所降低，如果再遭受极端天气，如连续大暴雨等，就会造成周围山体内部的黏结性降低，一些存在裂缝或者突出的山体部分可能会滑落，轻则造成水库底部的淤积，重则造成水库整体坍塌，产生十分严重的 后果。3 引发水库水利工程地质灾害的原因要想保证水库稳定运行，周围环境的选择非常重要。水库的建设地点一般选择在山区，水文地形条件十分复杂，在使用过程中会产生一些不可控的地质灾害。虽然在建设水库水利工程前，一般会对周围的地质环境进行一定的勘察，对工程建设的可行性进行分析，相关的研究报告也能为水利工程建设提供依据，但周围的环境是不可控的，地质条件的复杂使得设计人员难以将所有的情况都考虑全面。水库水利设施的施工难度较大，并且部分工程需要在规定的时间内完成，如有的水库需要在汛期来临之前建设完成，若在建设的过程中遇到雨季，加上本身的地质条件复杂，再受气候影响，水库水利工程的施工质量将难以得到保障3。4 水库水利工程地质灾害防治技术和措施4.1 做好设计工作在水库水利工程施工之前，要想减轻地质灾害对水库水利工程的影响，就必须做好设计工作。设计工作涉及许多方面，包括水库水利工程整体设计、灾害防治设计等。同时，在设计时，还要对水库工程的施工和使用进行可行性分析，分析在施工和使用过程中可能出现的各种问题，并合理地进行规范与防治。在水库水利工程设计过程中，应重视对周围环境和地质地形数据的采集，选择合适的建设位置，尽量选在地质结构和岩土结构较为稳定的地方，以减轻自然灾害，如地震、山体滑坡对水库的影响，保证水库能够具有一定的抵御外部干扰的能力。同时，要对可能发生的地质灾害进行分析，根据周围的地形预估可能发生的地质灾害，进行灾害防治设计，例如，可以提前在水库上方可能发生灾害的位置设计边坡防护工程等。4.2 监测地质灾害对地质灾害的监测可以防患于未然，及时发现问题并解决。要想保护水库水利工程的安全，进行有效的地质灾害监测十分有必要。首先，应收集地质灾害信息，根据当地的地质环境展开相应的地质灾害监测工作。在水库水利工程施工过程中，应由专业人员对当地环境和施工情况进行监督，采集施工过程中的地形地质数据，分析地质灾害，提前采取预防和监督措施。例如，针对滑坡或淤积等地质灾害的监测，在施工过程中和水库水利工程投入正常使用时，应对周围的地形地质进行分析，寻找可能发生滑坡的地方，定期地对周围环境进行监测，在发生地质灾害后也要进行监测，保证边坡的稳定性。针对淤积的监测，就要求相关工作人员对水库底部淤积进行定期测量，了解水库淤积的状况，以便及时发现问题并予以 解决4。4.3 构建水库水利工程地质灾害预防体系构建水库水利工程地质灾害预防体系，应做好防治源的设计，规划好发生灾害后的处理方法，制订灾害应急预案。预案设计人员应当对水库水利工程整体有全面的了解，方案设计内容主要包括物资运输、人员配置等，在灾害发生之后能够及时地到达灾害现场进行现场处理，避免造成更大的伤害。预案工作应确定好如何运输物资、从何处运输物资等，以及做好人员调度安排。物资运输预案设计要明确运输方式和运输量，避免因为物资不足导致防治工作无法开展，或因为物资运输过多造成人力物力浪费的问题。人员调度问题的预案能够在灾害发生的第一时间配置专业的团队，尽快开展防治工作5。4.4 制定应对水库工程地质灾害的预防措施做好水库水利工程地质灾害的防治工作，就要制定好预防措施。针对滑坡灾害的防治，应加大对于滑坡的监控力度，采集周围地形地势数据，寻找可能发生滑坡的位置设置防护工程，包括主动防护工程和被动防护工程。根据当地的地形特点，选择边坡防护的方法。例如，针对存在滑落风险的山体部分，可以采用主动防护中的锚杆防护方法，将不稳定的山体部分与山体钉在一起，防止其脱落；还可以预估滚落的位置，在落石冲击最小的地方设置被顶防护网等，可以在落石将要滑落时在下方289农业灾害研究 2023,13(7)接住，避免其对水库造成影响。同时，针对范围较大的山体，可以采用主动防护网进行固定，达到防治的目的。针对崩塌灾害的防治，相关人员在施工开始之前就要检测可能发生崩塌的位置，对可能产生崩塌的原因进行分析，尽可能避免因施工而造成崩塌。针对可能受外界因素造成的崩塌，检测与设计人员应准确地找出可能引发崩塌的原因，并且设计出最好的防护工程，例如，可以在水库水利工程的周围搭设护墙或建立护坡等6。针对水库渗漏的防治，应当根据当地具体的地质条件选择合适的防治方法。当前，水库渗漏的防治方法主要包括灌浆法和夯实法等。灌浆法是指在发生渗透的位置灌入混合浆体，治理渗漏问题。而夯实法是指利用工具将土体中的空气排出，减少土壤颗粒之间的空隙，增大土体的密度，避免水库中的水透过土壤的空隙向外渗水。此外，填筑法也是常用的水库渗漏防治方法，填筑法适合用于渗透不严重的情况，清理水库渗漏位置的土地，再往渗漏的位置填筑防水材料和碎石等，实现渗漏防治。地形开裂对水库水利工程的影响较大，其形成原因主要是松散土地侵蚀或者土体膨胀开裂。其中，松散土地侵蚀是指在地表水的作用下，松散土地中的颗粒被侵蚀，被水流冲击流失，使得土地发生开裂，引发地质灾害。而膨胀开裂是因为土地吸水膨胀，而水库水利工程在土地膨胀的影响下其结构会发生变形，破坏水库水利设施的结构。膨胀开裂主要是土质原因导致的，因为水库水利工程建设地方的土质为高塑性黏土，土壤吸水膨胀时会收缩。针对地形开裂的问题，可以通过平整施工场地的方法，避免土壤含水量较大，使得土壤能够释放膨胀力。在施工的过程中，应尽量避免过度挖填方工作，尽可能使用自然边坡，同时通过打下桩基础提升稳定性。挖土工作的开展应避免在坡脚进行，以免破坏其稳定性。针对膨胀开裂的防治，可以通过换土来进行，清理膨胀土，同时在开展施工的地方，使用土石等覆盖地面，提升地面的稳定性，铺设之后，通过强夯使得地基坚实，铺设的土石层在夯实过后应达到90 cm才能达到预防的目的。在建筑物附近还要设置排水沟和保湿防水设施，以防止建筑物周围出现大量积水，影响水库水利工程的稳定性7。4.5 加强边坡的稳定性当前，针对水库的边坡防治工程，主要采用稳定锚杆和混凝土抗滑桩等进行。锚杆加固是指在边坡稳定性较差的地方，将受拉杆件的一侧在边上固定，另一侧连接到建筑物上，进而提升边坡的稳定性。混凝土抗滑桩就是将桩体打入边坡以稳定边坡，防止边坡因为外部因素发生边坡失稳，通过混凝土桩抵御不稳定部分的滑动力。在施工过程中应采集地质状况，分析边坡的受力特点，合理设计混凝土桩设置的数量和位置。同时，要根据周围地形确定设置滑桩的区域，此外根据不稳定部分的质量和滑动力设计桩的参数，确保能够满足抗滑要求8-15。4.6 提高施工工作人员的技术水平在水库水利工程施工时，应对施工技术人员进行培训，提升其技术水平。水库水利工程由于其作用的特殊性，对建筑强度稳定性的要求较高，因此，在施工过程中，应严格把控施工过程，确保施工质量符合要求。首先，在地质勘测过程中，应要求勘测人员能详细地记录数据，并且加强数据核对工作，避免数据出现错误。其次，在施工过程中，要严格把控施工质量，做好对构件的检测工作，确保每个构件都能符合要求。在完成施工之后，相关人员应当重视水库水利工程的养护工作，定期进行监测，及时发现问题并及时予以解决。5 结束语水库水利工程是我国的民生工程，同时是当地的战略性工程，对我国社会经济的发展和当地居民安全有着重要意义，因此，水库灾害防治是重点工作，做好防治工作能够保障水库周围居民的人身财产安全，避免因为水库损害造成经济损失，因此，应从多个方面开展防治工作，以确保水库的安全运行。参考文献1 李强.水库水利工程地质灾害防治技术及措施J.农业灾害研究,2022,12(11):129-131.2 余大江.云南凤庆县中心城区供水工程地质评价与地质灾害防治J.资源信息与工程,2021,36(6):39-41.3 吴国宏,杨伟,李国权,等.TM30测量机器人在某水库地质灾害防治中的应用J.水科学与工程技术,2020(5):86-89.4 唐佳,唐军峰,钟平,等.水库地质灾害智能监控与预警系统研究及应用J.水利水电快报,2020,41(6):56-64.5 姚文敏.基于水质岩体劣化的三峡库区侏罗系地层水库滑坡抗滑桩嵌固机理及其优化研究D.武汉:中国地质大学,2020.6 黑明昌,阿发友,严世群,等.水库建设项目地质灾害危险性评估研究J.中国水运(下半月),2018,18(9):183-184.7 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