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36%，大、中、小型病险水库分别占各自总数的42%、42%和36%。这些病险库绝大部分为土石坝,且集中建设于20世纪50一70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2001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。