1、土石坝滑坡原因及预防处理措施分析摘 要水利工程在防洪、灌溉、发电、供水等方面发挥着巨大的作用,作为挡水建筑物的土石坝起着拦截江河、抬高水位或形成水库的作用。由于多方面的原因,土石坝常常会有大坝滑坡、渗漏、陷坑、漫溢等险情发生,据有关资料显示国内外土石坝失事约有 1/4 是由滑坡造成的,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。本文主要针对土石坝滑坡的预防和处理措施进行分析,以供参考。 关键词土石坝滑坡;原因;预防;处理措施 中图分类号:TV6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)02-0000-01 1.土石坝优缺点 土石坝的坝身材料主要来自本地区,其历史悠
2、久,在实践中被广泛采用并得到不断的发展,与其自身的优点有关:筑坝材料来源直接、方便,能就地取材运输成本低,节约大量的钢材、水泥、木材。适应地基变形的能力强。构造简单,施工技术容易掌握,便于组织机械化施工运行管理方便,工作可靠,寿命长,维修加固和扩建均较容易。 土石坝缺点:坝顶不能溢流施工导流不如混凝土方便坝体填筑量大,且填筑质量受气候影响较大。 2.土石坝滑坡的特点及滑动面的形式 土石坝滑坡是稳定破坏最常见的一种形式。滑坡是指坝坡面一部分土体发生剪切破坏,沿某一滑动面向下坍滑。土石坝的上下游坝坡较缓,剖面尺寸较大,一般不会发生整体滑动。但是,由于土石坝的材料是散粒体,其抗剪强度较低,当坝体或坝
3、基材料抗剪强度不足时,有可能发生坝体或坝体连同坝基的塌滑失稳;另外,当坝基内有软弱夹层时,也可能发生塑性流动,影响坝体的稳定。 土石坝滑坡面有三种形式,即折线形状、圆弧形状或者两种兼而有之的复合形式,发生时土工建筑物如果不是忽然经受地震等自然灾害猛烈震荡、震动,出现滑坡时,大都会出现滑坡的预兆和发展进程。先是在土工建筑物的土坡上面或坡面出现裂缝,并且裂缝会逐渐扩大,最后变成圆弧形。同时,土坡的缝隙进一步增大,并且在滑坡的坡面下半部分或者底部经常发现有椭圆形或者飘带状的凸起,逐渐地,滑坡体的移动速度越来越快,最终离开坝体滑出。 3.土坝滑坡形成的原因 土坝滑坡的根本原因是土体上的滑动面上的滑动力
4、量大于抗滑的能力,总的来说主要有勘察、设计、施工、管理上的原因。 3.1 勘察、设计方面: 勘察深度不足,未查明坝基地质情况,如坝基有软弱下卧层,易造成坝的不均匀深陷、沿着下卧层的滑动等。 3.2 设计粗糙,土壤抗剪强度指标、荷载及其组合选取不当。土坝设计中,材料抗剪强度指标(凝聚力 C 和内摩擦角 )的选取是否合理,关系到坝体工程量和安全程度。C、 值选取过高,容易出现滑坡事故,影响到工程安全;过低,又将造成工程浪费。土坝设计中,选定的荷载偏小或漏项、荷载组合与实际相差较大,也可能造成滑坡。 3.3 施工质量差 清基不干净,如存在较薄的砂层、草皮、稀泥、乱石等;施工过程中混杂入不合格的土料、
5、碾压不够,干容重不合格等。这些都会使坝土体的抗剪强度大大降低,从而容易造成坝体滑坡。 3.4 运行管理不当 如运行过程中,突然加大放水量使水库水位骤降、坝上施加较大的荷载(如有重车过坝) 、在大坝附近爆破这些都会造成坝体的滑坡。 土坝滑坡往往是由许多必然的和偶然的因素相互交错影响造成的,是多因素影响的结果。如我处的屯村水库主坝就是由于坝内填土为黄粘土、加之该坝刚做完坝体灌浆,坝体内含水量大,同时由于内坡修整需要,水位日骤降 1.5m,之后 13 天抽水又降低 1.0m,到达水库几乎未达到的 139.00m 的低水位,相应的坝内土体含水量近于饱和状态。以及坝顶作为交通道路,近来常有拉木头重车碾压
6、、震动,特别是滑坡当天进行内坡作业,两台挖掘机作业加剧震动,致使本已处于临介滑坡状态的坝坡,于当天发生了失稳滑坡。 4.土坝滑坡的预防措施 在土石坝运行过程中,一定要掌握好土坝水位的下降速度。严禁在土坝周围实施爆破或在坝顶上面加重负载,如果是在地震经常发生的地区建立的土坝建筑,要做好防震、抗震的有关处理措施。 运行过程中,要对土石坝不定期地检查观测,发现浸水线持续偏高、背水坡有很多地方渗水、漏水现象,并有持续增加的趋势,分析断定有可能出现滑坡现象时,就要在坝顶上部减少负载、下部实施压重、使坝坡减缓,然后增强防渗功能,加强排水的有关措施,降低水位高度。 另外,要设计好土坝排水系统,保持排水通畅,
7、减小雨水对土坝坝体的渗入和破坏。 对于有主流水道对土坝坝基进行冲刷的,要加固坝基,加强保护坝基的措施;对于土层较少,含沙量较大,渗水比较严重的,应该采取减少渗水、漏水的措施,进一步减少渗漏。还有一种现象是有些土坝本身就存在着许多隐患,要迅速消除隐患,及时解决塌落或渗漏,确保土坝的万无一失。 对于坝顶作为交通通道的要认真分析、论证,对不适于过车的大坝要采取限行或禁行等措施,尽量减少外荷载对大坝稳定的影响。 5.土坝滑坡的处理措施 5.1 s 放缓坝坡 如果坡体过陡,当下方支持力不足时就会引起滑坡,这时可以采取放缓坝坡的办法进行处理,先把滑动土体全部或下部被挤出的土体部分进行挖空处理,或者把坝体断
8、面进行适当加大,这样把坝坡放缓,起到防止进一步滑坡的作用。 5.2 开挖回填 如果施工质量过差,也容易引起滑坡,这时的处理,只有进行彻底的开挖,然后再进行回填,要把滑坡的部分土体全部挖除,然后再用与原坝体相同的好土进行回填,再压实。 5.3 压重固脚 在保证坝身有足够的挡水断面的前提下,将滑坡的主裂缝上部进行削坡减载,并在滑动坡体脚外缘堆块石或沙袋固脚,这样能增大坝坡的抗滑性,一般用砂石体铺设,常用的有镇压台或压坡体两种方法。如我处的屯村水库主坝内坡滑坡处理,就在坝脚做了个底宽 8m,顶宽 2m,高3m 的堆体,并把坡比由原来的 1:3 改为 1:2.5,大大减少了基础开挖及坝体回填量,取得了
9、较好的技术经济较果。 5.4 清淤排水 坝基如果淤泥层过大或软弱土层的存在,都能引起滑坡,这时想要彻底处理,就必须要把这些淤泥或软土层全部进行清除。如果清除有困难,可以先清坝脚部分,然后再开挖导渗沟,进行排水,这样能降低坝基土层中的含水量,同时要对坝脚进行填筑固脚处理,用砂石料填筑,起到压重固脚的作用,提高坡体防滑能力。 5.5 开沟导渗,滤水还坡 如果排水功能失效,大坝浸润线会升高,这时坝体就会受到水的浸泡而饱和引起滑坡,要及时进行开沟导渗,使浸润线降低,滤水还坡。首先挖除涌体,然后在脱坡顶点到坝脚开挖导渗沟,用砂石等导渗料进行填沟,然后再把陡坎以上土体削成斜坡,用砂石土壤进行换填,再把原土
10、回填并夯实,恢复未滑前的原坡面。 6 结束语 土石坝是重要的挡水建筑物,在水利工程中分布面广、量大,它的安全与否,不但影响着本工程发电、灌溉、供水等功能的发挥,还影响着下游水利工程及人民群众的生命和财产安全,一旦出现事故对政治、经济、社会的影响是巨大的。因此只有采取有效措施,加强管理,预防各类滑坡、坍陷、漫坝等事故的发生,保证大坝的安全,才能确保水利工程防洪、灌溉、供水等功能的发挥,促进政治稳定和经济、社会的发展。 参考文献 1 孙明权.水利水电工程建筑物.中央广播电视学出版社,2004. 2 屯村水库除除加固工程修改初步设计报告,2013. 1 3 戴自航,彭振斌.土体滑坡治理的合理设计与计算J.中南工业大学学报(自然科学版) ,2000(2). 4 甘蒿.浅谈水库病险加固设计与施工技术应用J.水利工程,2011(25).