土石坝溃坝与防治措施分析
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1土石坝溃坝的危害
1.1土石坝的兴建情况
土石坝是最普遍采用的一种坝型，其具有就地取材、节省建筑材料及减少建坝过程远途运输等优点，土石坝的结构设计简单，便于维修和加高、扩建，且由于土石坝的坝身是土石散粒体结构，有适应变形的良好性能，在施工方面的工序较少。因此，不论是在全世界，还是在中国，与其它的坝型相比较，土石坝都占有绝对的优势，与世界土石坝占大坝总数的82.9%，在中国土石坝数量占到大坝总数的93%。
1.2土石坝溃坝的危害
大坝是水利工程中的挡水建筑物，水库的兴利和除害效益主要是通过大坝存蓄一定库容的水来进行调配发挥的。水库溃坝，不仅使工程本身遭受损失，更严重的给下游人民生命财产和经济建设造成灾害，有的造成毁灭性的灾害。淹没下游农田，破坏公共设施，导致建筑物破坏、停水停电等严重影响人民正常生活，严重破坏生态环境，甚至夺走下游群众生命，造成不可估量的损失。重新修建大坝也必将耗费巨额资金。
1.3研究课题的提出
我国的土石坝众多，质量也参差不齐，设计施工标准不一。一旦发生溃坝将对河流下游的人民群众的生命安全产生极大的威胁，溃坝使水库、水电站的防洪、蓄水灌溉、供水、发电等一系列产生的效益毁于一旦，严重影响了国民经济和国家建设。因此，切实搞好水利工程管理工作，杜绝事故发生，避免不必要的经济损失和对社会生产生活的严重影响，更好地发挥经济和社会效益，确保水库大坝安全意义十分重大，同时，由于溃坝因素的复杂性，更使这项研究成为水库建设和管理的核心问题。
2土石坝溃坝的基本原因
造成土石坝溃坝的原因较多，涉及土石坝设计建设、管理和运行等多个方面。而且已建成的土石坝安全情况是不断变化的，洪水、地震及大坝本身存在的各种病害都会直接或间接地影响大坝安全。
2.1土石坝的渗漏
2.1.1土石坝渗漏的原因
土石坝渗漏按渗漏的部位可分为坝体渗漏、坝基渗漏、接触渗漏和绕坝渗漏等，各类渗漏在设计、施工、运行管理等方面都有较多的因素影响土石坝的渗漏。
（1）坝体渗漏
渗漏的逸出点在背水面坡或坡脚。
1）坝体结构设计问题。试验资料不足或未经试验，特别是坝体土石料性质的试验数据；坝身尺寸设计单薄，尤其是防渗设施厚度单薄，由于厚度不够致使渗流水力坡降大于其临界坡降时，或者在反滤不符合要求等情况下，使防渗墙体土料流失，最后使斜墙或心墙被击穿，形成渗漏通道；反滤设计存在问题，未按反滤原理进行铺设或未设反滤层，形成心墙等的破坏，形成渗漏。
2）坝体施工质量差。清基不彻底，坝料填筑混杂，不符合坝料设计要求；施工碾压不密实，使坝身水平向透水性远大于垂直向透水性；缺少特殊季节防护措施，防渗体选在雨季施工而使大坝本身防渗质量降低，或冬季施工而出现冻土等，导致渗漏。
3）管理不到位。坝体出现的渗漏、管涌等情况，未及时研究其产生原因和处理办法，行历时长，产生老化问题。
（2）坝基渗漏
渗水通过坝基的透水层，从坝脚或坝脚以外覆盖层的薄弱部位逸出。水库蓄水后，在水压力作用下，坝基是主要的渗流途径之一。坝基发生渗漏主要原因有：
1）勘测设计不当，由于坝址处的工程地质条件不良，地质勘探工作不够详细；未能有效的避开裂隙较多的岩层，未能采用有效的坝基防渗措施或坝基防渗设施尺寸不够；
2）施工地基处理质量差，灌浆浆液浓度或者灌浆压力等控制不好，未能将裂隙充满，防渗帷幕等质量控制不严，未起到较好的防渗作用等；
3）运用管理不当，库水位降落太低，部分粘土铺盖曝晒裂缝而失去防渗作用；因导渗沟、减压井养护不良，淤塞失效。
（3）接触渗漏：渗水经坝体、坝基、岸坡的接触面或坝体与刚性建筑物的接触面在坝后相应逸出。主要是由于设计施工过程中考虑不周全或施工质量存在问题等存在的接触渗漏。
（4）绕坝渗漏
水库的蓄水后，水流通过土坝两端的岸坡从下游岸坡面逸出，这种渗漏现象称为绕坝渗漏。绕坝渗漏可使坝端部分坝体内的浸润线抬高，岸坡背后出现阴湿、或出现水色较清的小量渗流。较严重的将使岸坡软化，形成集中渗漏通道，甚至引起岸坡塌陷和滑坡，影响土坝体安全。产生绕坝基渗漏的主要原因如下：
1）勘察设计不到位，坝端两岸地质条件过差，透水性过大，或有断层通过，而又未提出妥善处理方案。
2）因施工取土或水库蓄水后由于风浪淘刷，破坏了上游岸坡的天然铺盖。
3）坝头与岸坡接防渗处理不当或施工质量不符合要求，坝岸接合质量不好，形成渗漏通道。
4）管理和监测不到位。水库蓄水后，应加强对水库渗流压力等监测，提前获知，以便采取相应的措施，并改进管理方法。
3溃坝防治措施和技术
通过上述溃坝形式及原因的分析，研究土石坝溃坝的防治措施和相关技术，可适当加入溃坝分析计算的方法。溃坝的防治措施可从多个角度阐述。如：坝体自身结构、防洪抗震减灾、科学管理等多个方面，并注意与第四章的紧密结合。
3.1土石坝渗漏的防治措施
3.1.1防渗漏措施之粘土截水槽法
粘土截水槽常用于透水性很强、抗管涌能力差、隔水层埋藏较浅的砂卵石坝基。其结构视土石坝的结构而定(图3.1)。截水槽一定要作到下伏的隔水层中，形成一个封闭系统。必须注意隔水层的完整性和渗透性。
图3.1截水槽示意图
a－心墙坝；b－均质斜墙坝
3.1.2防渗漏措施之水平铺盖法
当透水层很厚，垂直截渗措施难以奏效时，常采用此措施。其方法是在坝上游设置粘性土铺盖，其渗透系数比透水地基小2－3个量级，并与坝体的防渗斜墙搭接(图3.2)。这种措施只是加长渗径而减小水力梯度，并不能完全截断渗流。
图3.2防渗铺盖示意图
铺盖的长度l一般为坝上下游水头差的5－10倍；其厚度t在上游末端为0.5-1m，与防渗斜墙搭接处应适当加厚。
当坝前河谷中表层有分布稳定且厚度较大的粘性上覆盖时，则可利用它作天然的防渗铺盖。施工时一定要严格禁止破坏该覆盖层。
3.2科学管理防治溃坝措施
土石坝修建后，要防止溃坝事故的发生，就必须加强其运行管理。科学、安全的运行管理方式，既是充分发挥大坝综合效益的要求，也是保障大坝持久稳定运行的必要。
首先，必须严格依照国家法律法规及工程安全标准进行管理。这是保证土石坝安全的前提。
其次，对大坝和附属建筑物 以及大坝安全所必需的相关设备应经常维修，包括安全监测仪器设备，使其处于安全和完整的工作状态，对设备还应定期检查和测试 确保其安全和可靠的运行。
再次，要对土石坝大坝进行安全监测，监测项目、观测布置、观测设施及安装埋设、观测方法及要求、观测频次等应按规范SL60-94《土石坝安全监测技术规范》执行[12]。
最后，要对土石坝进行大坝运行管理综合评价。评价内容包括：
（1）水库是否按审定的调度规程（或计划）合理调度运用水文测报及通信设施是否完备各项规章制度或计划（或文件）是否齐全落实；
（2）大坝是否得到完好的维修并处于完整的可运行状态；
（3）大坝安全监测设施是否完备大坝安全监测是否按规范执行并由监测资料整编分析初步结果审查大坝的变形渗流及稳定总体上是否处于正常状态；
（4）综合上面3项的分析对大坝运行管理进行综合评价：3项都做得好的，评为好；大部分做得好的，评为较好；大部分未做到的，评为差。
参考文献
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