水库土坝滑坡的原因及对策

发表时间:2021/7/8   来源:《建筑实践》2021年第8期   作者:王挡怀
[导读] 水库在调洪蓄水方面起着非常关键的作用,特别是在汛期,
        王挡怀
        陕西省水利工程建设监理有限责任公司,陕西省西安市 710032
        摘要:水库在调洪蓄水方面起着非常关键的作用,特别是在汛期,能有效调节洪水流量,确保人民群众的生命财产安全。但由于多方面的原因,水库常常会有大坝滑坡、裂缝、渗漏、陷坑、漫溢等险情发生,如果不能及时发现并采取有效的处理措施,就会发生严重的事故。本文分析了水库土坝滑坡的原因并提出相应措施,由于土坝滑坡的主要原因是边坡失稳和坝体裂缝,因此,需要做出具体判断,用不同的抢护方法保证坝体的安全。笔者有针对性地提出了一些预防和处理对策。
        关键词:水库管理;土坝滑坡;原因对策
        引言
水库土坝滑坡是水库管理运用中比较常见的现象,严重的可引起垮坝失事,给国家财产和人民群众的生命安全带来损失,因此必须予以高度重视。
1水库土坝滑坡的原因分析
水库土坝滑坡的根本原因在于坝体的内部,由于坝坡部分土体的滑动力超过抗滑力而产生滑坡[1]。产生滑坡的因素分为内、外两种。
1.1 内因
①对碾压式土坝来说,如果不严格控制铺土厚度、碾压遍数和填土的含水量等,填土的干容重就达不到设计标准。同时,在雨季施工时,土料的含水量大,碾压后极易形成橡皮土;在冬季施工时,填土中如果夹有冻土层,温度达到解冻条件后容易形成软弱夹层等。这些因素都能使坝坡部分土体的滑动力超过抗滑力而产生滑坡,对土坝造成危害[2]。
②对筑坝材料缺乏足够的试验、鉴定资料,从而选取不合适的坝坡,如果因此选取坝坡过陡,就会造成坝坡不稳定而产生滑坡。特别是对于粘土斜墙坝,或是用粘性较大的土料做坝壳时,如坝坡过陡,更易产生滑坡。
③在勘察阶段,如果没有发现坝基有淤泥层或其它压缩性大的土层时,并且在筑坝时又未加处理,这些软土层的承载力有限,可能不能够承载上层建筑物,筑坝后失去平衡而产生滑动,从而引起坝坡部分土体的塌滑。
④土坝加高培厚,新旧土体之间没有采取正确的技术措施,从而造成新旧土体不能很好的结合,特别是当结合面发生纵向裂缝,浸水饱和后,极易引起滑坡。
1.2 外因
在水库管理运行期间,一些外在因素也是诱发水库滑坡的重要条件。
①水库放水时,水位降落速度如果太快,也有可能使上游坝坡产生滑坡。因水库水位下降速度较快,上游坝体中的孔隙水向迎水坡大量渗流,将会造成很大的渗透压力;同时,在浸润线以下的土体,由浮容重突然变成饱和容重,土体的重量持续增加,其滑动力也相应加大,这样就容易引起迎水坡的滑坡。
②由于各种原因造成的土坝排水设施的淤塞,致使坝内浸润线位置抬高,下游坝体浸水饱和部分增加,滑动力加大,抗滑力减小,从而引起滑坡。
③坡面发生纵向裂缝时,不加处理,在持续降雨情况下,雨水渗入坝体,使土体饱和,自重增加,滑动力加大,也可引起局部滑坡。
④其他外部因素,如在坝体附近进行爆破炸石、地震等,都可能引起局部滑坡。总之,引起水库滑坡的因素很多,有时是内、外因素综合影响的结果。必须认真分析引起滑坡的内外因素,才能正确处理水库的土坝滑坡。


2 水库土坝滑坡的对策
2.1 开挖回填
水库土坝,要做好填土压实等基本善后工作,防止因回填土导致引起的滑坡。每个坝体都会有软土夹层,在回填的过程中,首先应把软土层全部掏空,再进行回填。在施工工程中,如若减少工程量可改为局部开挖的办法,将滑弧上部土体挖出,移做下部回填土方,但在回填下部以前,应先将松土挖除,然后由下而上分层填土,夯压密实。
2.2 放缓坝坡
由坝坡过陡引起的滑坡,处理滑坡体时应放缓坝坡。(图1,滑坡简易图)其做法是:先将滑动土体挖除,将坡面切成阶梯状,然后按放缓的坝坡加大断面,用原坝体土料分层填筑,夯压密实。但应注意,在放缓坝坡时应做好坝址排水设施。一般可利用原有的排水设施,将其延伸至新的坝脚处。
2.3 压重固脚
比较严重的滑坡,滑坡体底部往往脱离坝脚,则必须在滑坡体下部采取压重固脚的办法,以增加其抗滑能力。一般采用镇压台(如同时起排水作用称为压浸台)和压坡体两种形式。
镇压台的尺寸应根据试验和计算确定。一般采用石料堆筑而成,可起到加固坡脚的作用加大抗滑力。处理上游坝坡的滑坡,可用块石浆砌而成;处理下游坝坡的滑坡,可用块石堆筑,以便兼起排水反滤的作用。
压坡体,也叫帮坡,多用在处理下游坝坡的滑坡,一般用砂石料做成,缺少砂石料的地区,也可用土工织物代替。如滑坡以前,浸润线已逸出坝坡,则应在坝坡上修筑导渗沟,与排水体相连,降低浸润线。坡度控制后,要重新排水。
镇压台或压坡体应沿滑坡段全面铺筑,并伸出滑坡段两端10米以上,需要土石料较多。如坝址附近缺少石料,也可修筑透水土撑,即沿滑坡段每隔一定距离做一个透水土撑。其做法是:在筑土撑的部位,将滑坡体的松土削成斜坡,然后挖沟填砂石等导渗材料,最后回填土料,夯压密实。
2.4 清淤排水
因坝基有淤泥层或软弱土层引起的滑坡,最彻底的办法是将淤泥或软弱土层全部挖除,或采取排水措施(开导渗排水沟),降低淤泥或软弱土层的含水量。同时在坝脚用砂石或带料压重固脚,增加抗滑能力。
2.5 开挖导渗,滤水还坡
从开始脱坡的顶点起至坝脚外为止,采用前面开沟导渗,抢护散浸的办法。若有滤水坝址,则所开的导渗沟要与滤水坝址结合好,使水能顺利渗出。若没有滤水坝址,则靠坝的背水坡脚,开挖与坝平行的横沟一道,并将渗入的水排导至坝外低洼处。沟挖好并填好导渗材料后,将陡立的土崖削成斜坡,换填与原坝坡相同的土料。
2.6 裂縫处理
土坝伴随滑坡而产生的裂缝,必须认真处理。裂缝中往往因雨水或渗透水的侵入形成稀泥,使滑动圆弧体的抗滑力降低。因此应将裂缝挖开,清除淤泥,再用原筑坝土料填充,夯压密实[3]。当裂缝的深度过大时,全部开挖回填费工很大,也可采用开挖回填与灌浆相结合的方法,先开挖回填裂缝的上部,对深处的裂缝再进行灌浆。但在灌浆前,必须先进行压重固脚处理,撑住滑坡体后,再进行灌浆。引起水库土坝滑坡的原因是多方面的,其处理滑坡的措施也是综合性的,有时可能是几种措施共同组合,因此,在具体实施时,应根据水库的实际情况灵活加以运用,以确保水库安全。
        参考文献:
[1]郑传银.对水库土坝滑坡原因的分析[J].经营管理者,2009(13):375-375.
   [2]刘凤军.试论土坝滑坡产生的原因及措施[J].黑龙江科技信息,2013(17):191-191.
[3]崔传柏,董春丽.水库土坝滑坡的处理[J].黑龙江水利科技,2007,35(6):71-72.
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