浅析大型水库大坝滑坡原因与处理

 【摘要】本文在分析了滑坡原因后, 提出采用开挖回填裂缝、抛石固脚、放缓坝坡、增做反滤层等处理措施，以供参考。 

　　【关键词】水库大坝 滑坡原因 滑坡处理 

　　中图分类号： TV62 文献标识码： A 文章编号： 

　　一．前言 

　　滑坡是水库大坝的重大事故。本文在分析了滑坡原因后, 提出采用开挖回填裂缝、抛石固脚、放缓坝坡、增做反滤层等处理措施，希望对水库大坝滑坡处理有所帮助。 

　　二．水库大坝安全管理现状 

　　在机构管理上,按照分级、分区域原则,由中央、省、市、县四级水行政主管部门行使行政管理职能，各级防汛指挥机构负责汛期水库调度及监督实施,水库的运行管理则由专门的运行管理机构负责。 

　　由于历史及管理体制等方面原因,中国大坝安全面临以下主要问题 

　　1.工程先天不足,后天严重失调,工程安全问题突出 

　　截止2002年底,中国病险水库约占全国水库总数的3 6%，大、中、小型病险水库分别占各自总数的4 2%、4 2%和3 6%。这些病险库绝大部分为土石坝,且集中建设于2 0世纪50一7 0 年代，突 出表现在数量众多的一般中型和小型水库上,主要为防洪标准低、工程质量差、泄洪设施老化、金属结构不能可靠运用等方面,部分水库动物危害严重或淤积严重;运行 中工程老化失修严重,病险频发。受暴雨洪水影 响,仅20 01年有1万多座水库发生了不同程度的水毁事件。 

　　2．工程管理投人不足,难以维持自身发展 

　　管理资金投人少且分散,水库在防汛抗旱中的经济损失缺乏相应的补偿,挫伤了管理人员的积极性。管理技术普遍落后,水情、工情设施及通讯预警设施不完善，许多水库防汛抢险道路无法满足抢险需要,水库防洪应急预案不完善,甚至没有预案，普遍缺乏工程技术人员及人员培训不到位;管理中,也存在法制观念薄弱、风险意识不强、盲目运行等情况。目前,管理水与及利益共享机制平低以中、小型水库最为明显,有的甚至无人管理。 

　　3.水库安全与社会公共安全及发展间的矛盾突出 

　　中国有过垮坝的教训。目前,全国水库防洪保护范 围内约3.1亿人,百座以上大中城市，4.8亿亩农田，水库防洪公共安全突出。由于气候、生态环境变化及水库功能的转变,使得水库应急泄洪与滑坡的风险增加。宣传教育不足,一般民众对大坝的认识仅停留在供水与抢险上，下游发展规划中缺少大坝安全风险的考虑，管理中缺乏公众参与及利益共享机制。 

　　三． 水库大坝滑坡原因分析 

　　 1.坝坡偏陡, 抗滑稳定安全系数小 

　　无正规设计， 基础资料不全且不准确， 以致原坝体断面单薄，坝坡偏陡，抗滑稳定系数小， 安全度小。 

　　2.原坝体质量差，存在问题多 

　　如某大型水库,因历经数年不连续施工，加之当时建坝经验不够、资金和技术力量不足，大多为群众投工投劳所建，工程建设质量意识差， 施工机具落后，筑坝材料结构不合理等原因而导致坝体填筑质量差的后果，如在现场检查时，发现原坝体压实度差，层间结合面处理不好，迎水坡干砌块石下无反滤层和坝体存在渗漏水等情况。 

　　 3.局部降雨强度过大。 

　　 如某大型水库大坝滑坡前, 具有较长时间的满库蓄水, 7月份因灌溉和发电同时用水， 库水位昼夜降落，使大坝迎水坡上部土体变为饱和容重。雨水降于坝坡面后， 一部分向坝体内入渗， 一部分很快形成沿坝坡面的径流，极小部分直接蒸发。由于降雨强度大于入渗强度， 坝坡碎石护坡又起到了蓄水滞洪作用， 促使坝坡表面以下一定深度内的土体处于饱和状态， 土体抗剪强度降低， 在自重和坡面碎石体的作用下，失稳而沿坝坡向下流动。降雨强度过大是事故发生的直接原因。 

　　 5.下游坝面护坡构造缺陷。 

　　如某大型水库下游坝面护坡为棱形浆砌石条带框格内填碎石，砌石条带横剖面高宽均为 0.4m，碎石厚0.4m。 由于棱形框格浆砌石条带没有留排水孔， 限制了沿坝坡面的径流， 使雨水集中于棱形框格下角部位， 此处饱和土体受浸泡而具有流动性， 成为滑动的起点。 框格内所填碎石此时起了促进坝坡表层土体滑移荷载的作用。 

　　6.坝体表面排水组织无效。 

　　如某大型水库大坝下游坝面虽然设有纵横排水沟，但坝坡径流无法流入排水沟内。 坝顶路面下游边未设路沿石， 坝顶雨水无组织地排向下游坝坡， 使下游坝面局部受到集中水流作用。失事现场表明， 几处滑坡体所对应的坝顶部位， 也正是坝顶较低的部位， 坝顶集中水流可以流向滑坡部位，加剧了滑坡体的滑移。 

　　7.大坝压实质量不均匀 

　　如某大型水库大坝加固中坝体在下游侧培厚20m， 采用大型机械碾压施工， 大坝总体压实质量是好的。 但是， 大型机械碾压施工中， 由于铺填土层的边沿缺乏侧向约束， 不易压实， 坝坡面附近土体压实质量要低于坝体内部。人工修整坝坡和护坡施工也要扰动坝坡面附近土体。这样， 坝坡表面约0.5m厚土体雨水入渗比坝体内部快， 渗入表层土体的雨水一部分渗入下层土体， 一部分在表层土体内沿坝坡方向流动， 增加了滑移体的滑动力， 导致表层土体发生滑动，滑动面为上下两层土的界面，近似为与坝坡平行的平面。 

　　8.维护管理工作不到位 

　　如某大型水库,汛前检查时对坝顶不平整问题不够重视， 对因坝体沉降和雨水冲刷造成的几处水沟未能及时处理。在本次暴雨中,坝顶雨水顺几处水沟集中排向下游坝坡， 诱发了滑坡的发生。 

　　四．水库大坝滑坡处理 

　　滑坡处理的关键是方法适当、处理及时。针对水库大坝滑坡原因和滑坡后库容无法放空的情况, 通过开挖回填裂缝、抛石固脚、放缓坝坡、对下游坡进行培厚,增做反滤层和修筑防渗斜墙等措施进行处理加固。 

　　1．对裂缝采用开挖回填法处理。将裂缝开挖至基本尖灭处, 然后回填, 回填时控制好填土的含水量和夯实质量。局部土料含水量过高, 掺适量石灰。 

　　2．放缓坝坡，增做排水体。对滑坡体水上部分进行削坡减载, 使滑坡体由临界平衡状态转向稳定状态, 结合放缓坝坡, 坝轴线向下游移, 对下游坡进行培厚, 维持原有的坝顶宽度, 并在下游坝趾增做反滤排水体。 

　　3.做粘土防渗斜墙和护坡。两岸山坡开挖嵌槽，在上游坡挖去表土后, 新做粘土防渗斜墙插入原坝体， 然后分层夯实， 并用块石、碎石、砂子组成护坡,起防浪、反滤作用。 

　　 4. 抛石固脚。如某大型水库大坝滑坡后，在滑坡段内, 距坝轴线水平距离 50m处的上游坡脚, 按 1B2150 坡抛石, 抛石量为 8500m3, 并结合清理工作, 把原护坡的块石作为抛石固脚的一部分, 施工时严格控制位置, 抛前抛后作测量记录。抛石固脚的块石容重> 25kN/m3, 浸水后的抗压强度> 40MPa, 软化系数< 018。 

　　 5． 对原溢洪道进行槽挖, 利用其有利地形作为临时度汛溢洪道, 使汛期开始溢洪水位下降, 确保坝顶超高和坝体安全。 

　　 6.临水面滑坡处理。尽量增加抗滑力，尽快减小下滑力。 具体地说，“上部削坡，下部固坡”，先固脚，后削坡。 

　　 7.背水面滑坡处理。产生背水侧脱坡的主要原因是渗水降低了坝坡土体的抗剪强度。所以抢护原则是首先消除已滑动的坝坡中的渗水，部分恢复滑动土体的抗剪强度，使坝坡稳定，再进行还坡加固。抢护脱坡的基本方法是开沟导渗，填塘固基，加土还坡，外帮截渗。同时结合具体情况，因地制宜，分别用不同方法加以处理。 

　　五．结束语 

　　水库滑坡后, 采用开挖回填裂缝、抛石固脚、放缓坝坡、增做反滤层和修筑防渗墙等措施进行处理加固, 通过几年的运行考验表明, 处理效果良好, 达到了除险加固的预期目的。 

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