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淺析小型水庫滑坡的除險加固措施

文檔作者：周國慶文檔來源：漢中市漢臺區(qū)水利局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月07日
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1‘前言
淺析小型水庫滑坡的除險加固措施
周國慶
(漢中市漢臺區(qū)水利局 陜西 漢中 723000)
摘 要小型水庫的壩體或庫岸的滑坡治理，是水庫除險加固的重要內(nèi)容。通過對小型水庫滑坡原因的
分析，總結(jié)了小型水庫滑坡的緊急處理和徹底加固的一般原則和措施，以期為類似工程的加固
提供一些參考。
關(guān)鍵詞小型水庫；滑坡；處理措施
中圖分類號：TV698．2+32 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
我國小型水庫為數(shù)眾多，分布區(qū)域廣，壩
型多樣。大多數(shù)小型水庫都是在上世紀(jì)六、七
十年代修建的，由于當(dāng)時特定的歷史原因，其
中絕大多數(shù)小水庫都是在缺乏必要的水文、
地質(zhì)勘察資料的情況下修建的。而且修建時
的設(shè)計、施T都存在很多問題，因此，很多小
型水庫建設(shè)質(zhì)量較差、等級較低，存在著諸多
安全隱患。加上長期以來管理水平較低，經(jīng)過
多年的運(yùn)營，不可避免的出現(xiàn)很多病險小型
水庫I”。據(jù)統(tǒng)計，截止到2008年，全國已經(jīng)建
設(shè)并運(yùn)營的水庫約8．5萬座，其中36％的水庫
(約3萬座左右)存在著不同情況的工程質(zhì)量
問題。在這些病險水庫中，90％以上是小型水
庫I 。經(jīng)過幾十年的運(yùn)營，很多小水庫出現(xiàn)了
T程老化、失修等問題，但由于需要大量的國
家財政資金，政府很難及時配套，導(dǎo)致有些地
區(qū)小型水庫一直帶病險運(yùn)行。時間帶病險運(yùn)
行，容易出現(xiàn)壩坡、庫岸垮塌、壩體滲流等_丁
程問題。若不及時加固和除險處理，可能給國
家和和人民帶來難以估量的損失。根據(jù)統(tǒng)計，
截止到目前，已經(jīng)有3000多座大壩垮壩，在出
現(xiàn)問題的大壩中，其中90％以上的都是小型
水庫。
近十幾年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)
展，大壩建設(shè)和監(jiān)測技術(shù)水平飛速發(fā)展，國家
對小型水庫的安全問題逐漸重視。對病險小
型水庫加大了財政投人力度，但由于很多小
水庫缺乏必要的水文、地質(zhì)資料，數(shù)量眾多，
在較短的時間內(nèi)，很難全部全部處理。到目前
為止，仍然有_三分之一以上的小型病險水庫
未能處理 。因此，研究小型水庫除險加固措
施是非常有必要的。
2小型水庫滑坡原因分析
小型水庫由于施 質(zhì)量和自然條件的變
化，很容易出現(xiàn)滑坡事故。出現(xiàn)滑坡的位置主
要集中在壩坡和水庫兩岸壩肩?；碌脑?
主要是在條件變化時(如庫水位變化、強(qiáng)降
雨)，壩坡、壩肩巖土體在重力和滲透水壓力
作朋下，沿著相對危險滑動面或者軟弱帶發(fā)
生位移。當(dāng)然，外界條件變化僅僅是誘發(fā)因
素，主要問題還是工程質(zhì)量本身有問題。病險
小水庫中，土石壩占絕大多數(shù)。通常土石壩滑
坡按滑動性質(zhì)可以分為剪切破壞、塑流破壞和
液化破壞等三種類型。除心墻外，一般土石壩
填土都是非粘性土，填土層抗剪切破壞能力有
限，特別是在降雨入滲和庫水位變化時，土層
抗剪能力大幅度下降，容易出現(xiàn)剪切破壞。事
實(shí)上，根據(jù)統(tǒng)計資料，為數(shù)眾多的小水庫壩坡
和庫岸垮塌都是由于剪切強(qiáng)度下降引起的。
造成滑坡的主要原因是巖土體抗剪強(qiáng)度
的降低以及下滑力增大引起的，但是影響滑
坡的原因是多方面的，因素主要有壩坡質(zhì)量、
庫岸地形、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、庫水位變化、降雨入滲
等，其中斜坡巖土體的地形地貌、壩坡質(zhì)量、
地質(zhì)結(jié)構(gòu)等是產(chǎn)生滑移的內(nèi)在條件；而地下
水位的頻繁變化，庫區(qū)及建設(shè)時所進(jìn)行的挖
填放T作也往往是促使斜坡巖土體滑移的外
部因素 。小型水庫產(chǎn)生滑坡的主要原因分析
如下。
(1)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地震災(zāi)害。各種軟弱結(jié)構(gòu)
面上陡下緩的組合是產(chǎn)生滑坡的重要條件，
各種不同成因的結(jié)構(gòu)面，包括不同風(fēng)化程度
的巖體接觸面，在施工的擾動下，暴露了軟弱
面時，極容易產(chǎn)生滑坡。地震引起的壩體滑坡
和庫岸滑坡也非常多，比如密云水庫滑坡。在
地震荷載的持續(xù)作用下，壩體將產(chǎn)生附加孑L
隙壓力，會使沙礫料的總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度急劇
下降，最終導(dǎo)致滑坡。
(2)庫水位急劇變化。庫水位驟然的上升
和降落，會影響壩體的孔隙水壓力，此時由于
壩坡填筑質(zhì)量較差，滲流會降低斜坡穩(wěn)定性，
其抗剪強(qiáng)度也會因超孔隙水壓力而減小?？?
以認(rèn)為，造成斜坡失穩(wěn)的因素是庫水位降落
時坡體內(nèi)的超孔隙水壓。另外，由于斜坡浸
水，水位上升時滑動面上有效應(yīng)力減小或浮
力減小，以致減小了斜坡下部的阻力，從而導(dǎo)
致失穩(wěn)。
(3)設(shè)計與管理的不規(guī)范。上世紀(jì)六、七
十年代設(shè)計施_[的小型土石壩，大多是“三
邊”1二程，由于設(shè)計上的缺陷，如上下游壩坡
過陡、排水設(shè)施不全、溢洪道設(shè)計不規(guī)范等，
再加上當(dāng)時施工條件限制，施工質(zhì)量較差，土
體填筑不密實(shí)，壩坡的抗剪強(qiáng)度不高，從而埋
下了安全隱患。工程管理設(shè)施不配套，制度不
健全，日常管理也可能不規(guī)范等，都會使大壩
處于安全隱患之中。
3滑坡的處理措施
3．1緊急處理措施
壩體或庫岸發(fā)生滑坡后，達(dá)到了新的平衡
時處于臨界狀態(tài)，如還存在誘發(fā)因素，極可能
導(dǎo)致滑坡的繼續(xù)發(fā)生。因此必須盡快采取有
效措施，進(jìn)行緊急加固處理。根據(jù)位置不同，
處理的原則有所不同。
對于臨水面出現(xiàn)滑坡，原則上是減小下滑
力，增加抗滑力。要達(dá)到這個效果必須從兩個
方面入手，一是進(jìn)行上部削坡，以減小消化力；
二是坡腳加固，以增加抗滑力。但是，兩個措
施又是有順序的，具體來說就是先固坡，后削
坡。壩坡穩(wěn)定問題中，以汛期臨水面滑坡最為
緊急。在進(jìn)行滑坡槍護(hù)時，主要可以采取以下
措施：(1)修建土石戧臺。當(dāng)壩踵前未出現(xiàn)坍
塌險情，壩踵前灘比較穩(wěn)定時，修建土石戧臺
是比較有效的措施。土石戧臺作為阻滑體，其
修建必然有利于邊坡穩(wěn)定，但問題是位置如何
確定。一般來說，很難準(zhǔn)確找出滑坡體滑移位
置，因此一般的做法是從壩腳分層施T。一般
分兩到三級，每級厚度1．Om～2．Om，從下到上
遞減。(2)修建石撐。當(dāng)滑坡段較長，水位較高
時，一般修建土石戧臺比較困難。此時應(yīng)當(dāng)考
慮采用石料做支撐。修建石撐也是分級修建，
石撐寬度一般4m～6m，間隔不宜大于1Om，
坡度應(yīng)盡量平緩。撐頂高度不宜高于滑坡體
的中點(diǎn)高度，石撐底腳邊線應(yīng)超出滑坡下口
3m。(3)增加壩踵重量。當(dāng)壩坡開始滑動時，首
先要保證不出現(xiàn)坍塌施丁，保證滑動體穩(wěn)定。
比較可行的辦法就是增加壩踵重量。具體做
法是拋大石塊、石籠以及袋裝土石等不易被沖
走的材料，以此增加壩踵重量，在短時間可有
效防止壩坡崩岸和坍塌進(jìn)一步發(fā)展。
臨水面滑坡?lián)屪o(hù)還有一個重要問題，那就
是滲水對滑坡的影響必須引起足夠的重視。
對于這個問題，比較有效的方法是：開溝導(dǎo)滲，
填塘固基，外幫截滲。同時結(jié)合具體情況，因
1引言
摘要
關(guān)鍵詞
明溝排水系統(tǒng)設(shè)計淺析
張學(xué)明
(嵐皋縣水利局 陜西 嵐皋725400)
文章以嵐皋縣基本情況為例，闡明了在降水較多，易產(chǎn)生澇、漬災(zāi)害地區(qū)做好排水工作的重要
性。同時，簡要介紹了明溝排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的方法和規(guī)劃設(shè)計要點(diǎn)，可為相關(guān)地區(qū)水利工作者
提供參考。
明溝排水；規(guī)劃；設(shè)計；流量；水位
中圖分類號：$276．7+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
適宜的土壤水分含量是農(nóng)作物正常生長
的必要條件之一。農(nóng)田水分長期過多或地面
長期積水，會造成作物生長不良甚至窒息而
死。土壤水分過多，排水不良，常常引起土壤
的沼澤化和鹽堿化。因此，要使農(nóng)作物具有良
好的生長環(huán)境，排水和灌溉同樣重要，要重視
解決排水除澇防漬的問題，做到灌排并重。
明溝排水是水平排水拭的—種，其目的
就是建立一套完整的地面排水系統(tǒng)，把地上、
地下和土壤中多余的水排走，控制事宜的地
下水位和土壤水分。按照排水任務(wù)的不同，明
溝排水也可分為除澇、防漬和防止土壤鹽堿
化等三種明溝排水系統(tǒng)。排水溝間距、深度隨
排水溝的排水任務(wù)、作物的品種與種類、土壤
結(jié)構(gòu)與質(zhì)地等不同而不同。雖然明溝排水丁
程量大、占地面積較多，但是其排水速度快、排
水效果好，設(shè)i—r施工簡單，易于推廣。
2嵐皋縣概況
嵐皋縣位于陜西省南部，地處大巴
山北麓，屬于漢江流域的中游?？h內(nèi)地形
以山地為主，坡谷縱橫，屬亞熱帶季風(fēng)氣
候區(qū)?？h內(nèi)雨量充沛，多年平均降雨量超
過1000mm，且多集中于夏、秋兩季。水利資
源十分豐富，河網(wǎng)密布，在1851km 總面積
上分布有常年河流646條，其中嵐河、滔河、
四季河、大道河和洞河等5條河流流域面
積均超過lOOkm~。由于水量充沛，嵐皋縣洪
澇災(zāi)害頻發(fā)，例如近年來較為典型的2007
年“8·7”短時特大暴雨洪水災(zāi)害和2010年
“7·l8”暴雨洪水災(zāi)害，嚴(yán)重危害了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)
業(yè)生產(chǎn)，影響了縣域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會穩(wěn)
定。因此，搞好排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計，對促
進(jìn)嵐皋縣經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展意義重大。
3明溝排水系統(tǒng)的設(shè)計
在排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計時，一般只對較
大的主干排水溝道進(jìn)行逐條設(shè)計，而對較
小的斗、農(nóng)溝則通常采用根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗或
通過典型溝道計算而得的標(biāo)準(zhǔn)斷面，而無
須進(jìn)行設(shè)計。進(jìn)行排水溝設(shè)計前，必須對排
水區(qū)的地形、氣象、水文、地質(zhì)、土壤、__】二程、
社會經(jīng)濟(jì)等進(jìn)行調(diào)查研究，收集必要的資
料，以此作為排水系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)。
排水系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容有：設(shè)計流量的
計算、設(shè)計水位的確定、斷面尺寸的確定以
及斷面尺寸的繪制等。
3．1設(shè)計流量的計算
排水溝的設(shè)計流量是確定排水溝斷面
和溝道上各種建筑物規(guī)模的依據(jù)。正確按
照排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)計算排水溝設(shè)計流量是排
水溝設(shè)計的首要任務(wù)。排水溝設(shè)計流量分
為：排澇設(shè)計流量、排漬設(shè)計流量和日常排
水設(shè)計流量。一般而言，排澇設(shè)計流量用以
確定排水溝斷面尺寸；排漬設(shè)計流量用以
校核排水溝的最小流速；而日常排水設(shè)計
流量則是用來確定有控制地下水位要求的
排水溝溝底高程和溝底寬度的。
3．1．1排澇設(shè)計流量
排澇設(shè)計流量系指排水溝為滿足排澇
標(biāo)準(zhǔn)要求所須保證通過的流量。它通常為
設(shè)計暴雨形成的最大流量。從理論上講，排
澇設(shè)計流量應(yīng)根據(jù)排水區(qū)域內(nèi)實(shí)測的徑流
資料推求，但由于排水地區(qū)一般水文站少
或徑流資料年限短，因此，排水溝道的排水
地制宜采取不同方法加以處理。
3．2加固處理措施
小型水庫壩體或庫岸的滑坡處理應(yīng)盡
量爭取在滑坡的初期進(jìn)行，此時由于發(fā)生
滑坡的面積和體積有限，相對來說處理難
度和工程量要小一些。但一旦發(fā)生滑坡，應(yīng)
當(dāng)采取一些緊急措施，防止進(jìn)一步坍塌和
擴(kuò)大險情。待具備條件后，進(jìn)行徹底處理。
根據(jù)國內(nèi)外水庫壩坡和庫岸的滑坡治
理經(jīng)驗，主要有以下幾種處理措施：(1)當(dāng)
整個壩體已經(jīng)失穩(wěn)，而局部}fJ現(xiàn)滑動的預(yù)
兆，這時應(yīng)對壩體進(jìn)行徹底的加固，采取前
削后培的方法。此法雖工程量太太，但較為
安全。(2)當(dāng)滑坡的滑弧已經(jīng)趨于穩(wěn)定，這
時可以只進(jìn)行表層開挖回填，清除滑弧表
層并恢復(fù)原狀即可。(3)當(dāng)滑坡體只是暫時
趨于穩(wěn)定，這時必須采用開挖回填的方案，
并且放緩邊坡和壓重坡腳，進(jìn)一步加固，此
法的土方開挖比較困難，施工中容易再次
產(chǎn)生小范圍滑坡，但壩坡結(jié)構(gòu)布置對今后
的水庫運(yùn)行有利。(4)當(dāng)滑坡和水庫戴帽加
高有關(guān)，這時采用上減下壓的方法。上減是
在滑坡體上部，陡坡部分進(jìn)行削坡，然后盡
量挖出滑坡部分松土，下壓是在滑坡體前
沿處作壓重固腳并放緩壩體坡度，此法丁
程量較大，由于削坡，壩頂以及防浪墻都需
要重新設(shè)計，但對壩體穩(wěn)定有利，可以徹底
解決壩體的滑坡。
4結(jié)語
小型水庫的壩體或庫岸滑坡的除險加
固工程，應(yīng)先查明滑坡的具體原因，然后對
可研的各種方案進(jìn)行比較，選 最優(yōu)的方
案進(jìn)行大壩的加固處理，若能結(jié)合當(dāng)?shù)豑
程的地質(zhì)和水文條件，因地制宜地進(jìn)行施
T，便可以更有效地保證水庫的安全。水庫
的滑坡加固T程是一個很危險的T程，所
以在施工過程中一定要嚴(yán)格遵守規(guī)范，把
好質(zhì)量關(guān)，確保T程的優(yōu)質(zhì)安全，并建立完
整的管理機(jī)制，加大對水庫的管理力度，防
患于未然。陜西水利
參考文獻(xiàn)
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(責(zé)任編輯：黃靈芝)
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