摘要滑坡是土石壩常見(jiàn)的一種病害。土石壩滑坡后,將會(huì)影響水庫(kù)發(fā)揮其應(yīng)有效益,嚴(yán)重的也可能造成垮壩事故。本文主要針對(duì)滑坡的類型及原因,提出了土石壩滑坡的處理措施。
關(guān)鍵詞土石壩 滑坡 類型 原因 處理
土石壩壩坡的一部分土體,由于各種原因失去平衡,發(fā)生顯著的相對(duì)位移,脫離原來(lái)位置向下滑移的現(xiàn)象,稱為滑坡�；率峭潦瘔纬Ｒ�(jiàn)的病害之一。對(duì)于土壩滑坡,如能及時(shí)注意,并采取適當(dāng)?shù)奶幚眍A(yù)防,則損害將會(huì)大大減輕;如不及時(shí)采取適當(dāng)措施,將會(huì)影響水庫(kù)發(fā)揮其應(yīng)有效益,嚴(yán)重的也可能造成垮壩事故。
1 滑坡類型
土石壩的滑坡按其性質(zhì)分為剪切性滑坡、塑流性滑坡和液化性滑坡3類;按滑動(dòng)面形狀不同可分為弧形滑坡、直線或折線滑坡及復(fù)合滑坡3類;按滑坡發(fā)生的部位不同分為上游滑坡和下游滑坡兩類。
2 滑坡的原因
滑坡的根本原因在于滑動(dòng)面上土體滑動(dòng)力超過(guò)了抗滑力。滑動(dòng)力主要與壩坡的陡緩有關(guān),壩坡越陡,滑動(dòng)力越大;抗滑力主要與填土的性質(zhì)、壓實(shí)的程度以及滲透水壓力的大小有關(guān)。土粒越細(xì)、壓實(shí)程度越差、滲透水壓力越大,抗滑力就越小。另外,較大的不均勻深陷及某些外加荷載也可能導(dǎo)致抗滑力的減小或滑動(dòng)力的增大�？傊�,造成滑動(dòng)力大于抗滑力而引起土壩滑坡的因素是多方面的,只是在不同情況下占主導(dǎo)地位的決定因素有所不同。一般可歸納為以下幾個(gè)方面。
(1)勘測(cè)設(shè)計(jì)方面的原因。某些設(shè)計(jì)指標(biāo)選擇過(guò)高,壩坡設(shè)計(jì)過(guò)陡,或?qū)ν潦瘔慰拐饐?wèn)題考慮不足;壩端巖石破碎或土質(zhì)很差,設(shè)計(jì)時(shí)未進(jìn)行防滲處理,因而產(chǎn)生繞壩滲流;壩基內(nèi)有高壓縮性軟土層、淤泥層,強(qiáng)度較低,勘測(cè)時(shí)沒(méi)有查明,設(shè)計(jì)時(shí)也未作任何處理;下流排水設(shè)備設(shè)計(jì)不當(dāng),使下游壩坡大面積散浸等。
(2)施工方面的原因。施工時(shí)為趕速度,土料碾壓未達(dá)標(biāo)準(zhǔn),干密度偏低,或者是含水量偏高,施工孔隙壓力較大;冬季雨季施工時(shí)沒(méi)有采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施,影響壩體施工質(zhì)量;合龍段壩坡較陡,填筑質(zhì)量較差;心墻壩壩殼土料未壓實(shí),水庫(kù)蓄水后產(chǎn)生大量濕陷等。
(3)運(yùn)用管理方面的問(wèn)題。水庫(kù)運(yùn)用中若水位驟降,土體孔隙中水分來(lái)不及排出,致使?jié)B透壓力增大,壩后排水設(shè)備堵塞,浸潤(rùn)線抬高;白蟻等害蟲(chóng)害獸打洞,形成滲流通道;在土石壩附近爆破或在壩坡上堆放重物等也均會(huì)引起滑坡。
(4)其他方面的原因。在持續(xù)暴雨和風(fēng)浪淘刷下,在地震和強(qiáng)烈振動(dòng)作用下也能產(chǎn)生滑坡。
3 滑坡的處理
3.1滑坡征兆出現(xiàn)后的搶護(hù)
搶護(hù)就是采取臨時(shí)性的局部緊急措施,排除滑坡的形成條件,從而使滑坡不繼續(xù)發(fā)展,并使得滑坡逐步穩(wěn)定。其主要措施如下:(1)改善運(yùn)用條件。例如在水庫(kù)水位下降時(shí)發(fā)現(xiàn)上游坡有弧形裂縫或縱向裂縫時(shí),應(yīng)立即停止放水或減小放水量以減小降落速度,防止上游坡滑坡。當(dāng)壩身浸潤(rùn)線太高,可能危及下游壩坡穩(wěn)定時(shí),應(yīng)降低水庫(kù)運(yùn)行水位和下游水位,以保安全。當(dāng)施工期孔隙水壓力過(guò)高可能危及壩坡穩(wěn)定時(shí),應(yīng)暫時(shí)停止填筑或降低填筑速度。(2)防止雨水入滲。導(dǎo)走壩外地面徑流,將壩面徑流排至可能滑坡范圍之外。做好裂縫防護(hù),避免雨水灌入,并防止冰凍、干縮等。(3)坡腳壓透水蓋重,以增加抗滑力并排出滲水。(4)在保證土石壩有足夠擋水?dāng)嗝娴那疤嵯?亦可采取上部削土減載的措施。
3.2 滑坡形成后的處理
當(dāng)滑坡已經(jīng)形成且坍塌終止,或經(jīng)搶護(hù)已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)定階段后,應(yīng)根據(jù)具體情況研究分析,進(jìn)行永久性處理。具體措施如下。
(1)堆石(拋石)固腳。在滑坡坡腳增設(shè)堆石體,是防止滑動(dòng)的有效方法。如果用于處理上游壩坡的滑坡,在水庫(kù)有條件放空時(shí),可用塊石漿砌而成,具體尺寸應(yīng)根據(jù)穩(wěn)定計(jì)算確定。當(dāng)水庫(kù)不能放空時(shí),可在庫(kù)岸上用經(jīng)緯儀定位,用船向水中拋石固腳。
(2)放緩壩坡。當(dāng)滑坡是由邊坡過(guò)陡所造成時(shí),放緩壩坡才是徹底的處理措施。即先將滑動(dòng)土體挖除,將坡面切成階梯狀,然后按放緩的加大斷面,用原壩體土料分層填筑,夯壓密實(shí)。
(3)開(kāi)溝導(dǎo)滲濾水還坡。由于壩體原有的排水設(shè)施質(zhì)量差或排水失效后浸潤(rùn)線抬高,使壩體飽和,從而增加了壩坡的滑動(dòng)力,降低了阻滑能力,引起滑坡者,可采用開(kāi)溝導(dǎo)滲濾水還坡法進(jìn)行處理。
(4)清淤排水。對(duì)于地基存在淤泥層、濕陷性黃土層或液化的均勻細(xì)砂層,施工時(shí)沒(méi)有清除或清除不徹底而引起的滑坡,處理時(shí)應(yīng)徹底清除這些淤泥、黃土和砂層。
(5)裂縫處理。對(duì)土壩伴隨著滑坡而產(chǎn)生的裂縫必須進(jìn)行認(rèn)真處理。因?yàn)橥馏w產(chǎn)生滑動(dòng)以后,對(duì)土體的結(jié)構(gòu)和抗剪強(qiáng)度都發(fā)生了變化,加上裂縫后雨水或滲透水流的侵入,使土體進(jìn)一步軟化,將使與滑動(dòng)體接觸面處的抗剪強(qiáng)度迅速減小,穩(wěn)定性降低。處理滑坡裂縫時(shí)應(yīng)將裂縫挖開(kāi),把其中稀軟土體挖除,再用與原壩體相同土料回填夯實(shí),達(dá)到原設(shè)計(jì)干容重要求。
參考文獻(xiàn)
[1] 梅孝威.水利工程管理[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2005.
[2] 卜貴賢.水利工程管理[M].鄭州:黃河水利出版社,2007.
[3] 胡榮輝,張五祿.水工建筑物[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2005.
關(guān)鍵詞土石壩 滑坡 類型 原因 處理
土石壩壩坡的一部分土體,由于各種原因失去平衡,發(fā)生顯著的相對(duì)位移,脫離原來(lái)位置向下滑移的現(xiàn)象,稱為滑坡�；率峭潦瘔纬Ｒ�(jiàn)的病害之一。對(duì)于土壩滑坡,如能及時(shí)注意,并采取適當(dāng)?shù)奶幚眍A(yù)防,則損害將會(huì)大大減輕;如不及時(shí)采取適當(dāng)措施,將會(huì)影響水庫(kù)發(fā)揮其應(yīng)有效益,嚴(yán)重的也可能造成垮壩事故。
1 滑坡類型
土石壩的滑坡按其性質(zhì)分為剪切性滑坡、塑流性滑坡和液化性滑坡3類;按滑動(dòng)面形狀不同可分為弧形滑坡、直線或折線滑坡及復(fù)合滑坡3類;按滑坡發(fā)生的部位不同分為上游滑坡和下游滑坡兩類。
2 滑坡的原因
滑坡的根本原因在于滑動(dòng)面上土體滑動(dòng)力超過(guò)了抗滑力。滑動(dòng)力主要與壩坡的陡緩有關(guān),壩坡越陡,滑動(dòng)力越大;抗滑力主要與填土的性質(zhì)、壓實(shí)的程度以及滲透水壓力的大小有關(guān)。土粒越細(xì)、壓實(shí)程度越差、滲透水壓力越大,抗滑力就越小。另外,較大的不均勻深陷及某些外加荷載也可能導(dǎo)致抗滑力的減小或滑動(dòng)力的增大�？傊�,造成滑動(dòng)力大于抗滑力而引起土壩滑坡的因素是多方面的,只是在不同情況下占主導(dǎo)地位的決定因素有所不同。一般可歸納為以下幾個(gè)方面。
(1)勘測(cè)設(shè)計(jì)方面的原因。某些設(shè)計(jì)指標(biāo)選擇過(guò)高,壩坡設(shè)計(jì)過(guò)陡,或?qū)ν潦瘔慰拐饐?wèn)題考慮不足;壩端巖石破碎或土質(zhì)很差,設(shè)計(jì)時(shí)未進(jìn)行防滲處理,因而產(chǎn)生繞壩滲流;壩基內(nèi)有高壓縮性軟土層、淤泥層,強(qiáng)度較低,勘測(cè)時(shí)沒(méi)有查明,設(shè)計(jì)時(shí)也未作任何處理;下流排水設(shè)備設(shè)計(jì)不當(dāng),使下游壩坡大面積散浸等。
(2)施工方面的原因。施工時(shí)為趕速度,土料碾壓未達(dá)標(biāo)準(zhǔn),干密度偏低,或者是含水量偏高,施工孔隙壓力較大;冬季雨季施工時(shí)沒(méi)有采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施,影響壩體施工質(zhì)量;合龍段壩坡較陡,填筑質(zhì)量較差;心墻壩壩殼土料未壓實(shí),水庫(kù)蓄水后產(chǎn)生大量濕陷等。
(3)運(yùn)用管理方面的問(wèn)題。水庫(kù)運(yùn)用中若水位驟降,土體孔隙中水分來(lái)不及排出,致使?jié)B透壓力增大,壩后排水設(shè)備堵塞,浸潤(rùn)線抬高;白蟻等害蟲(chóng)害獸打洞,形成滲流通道;在土石壩附近爆破或在壩坡上堆放重物等也均會(huì)引起滑坡。
(4)其他方面的原因。在持續(xù)暴雨和風(fēng)浪淘刷下,在地震和強(qiáng)烈振動(dòng)作用下也能產(chǎn)生滑坡。
3 滑坡的處理
3.1滑坡征兆出現(xiàn)后的搶護(hù)
搶護(hù)就是采取臨時(shí)性的局部緊急措施,排除滑坡的形成條件,從而使滑坡不繼續(xù)發(fā)展,并使得滑坡逐步穩(wěn)定。其主要措施如下:(1)改善運(yùn)用條件。例如在水庫(kù)水位下降時(shí)發(fā)現(xiàn)上游坡有弧形裂縫或縱向裂縫時(shí),應(yīng)立即停止放水或減小放水量以減小降落速度,防止上游坡滑坡。當(dāng)壩身浸潤(rùn)線太高,可能危及下游壩坡穩(wěn)定時(shí),應(yīng)降低水庫(kù)運(yùn)行水位和下游水位,以保安全。當(dāng)施工期孔隙水壓力過(guò)高可能危及壩坡穩(wěn)定時(shí),應(yīng)暫時(shí)停止填筑或降低填筑速度。(2)防止雨水入滲。導(dǎo)走壩外地面徑流,將壩面徑流排至可能滑坡范圍之外。做好裂縫防護(hù),避免雨水灌入,并防止冰凍、干縮等。(3)坡腳壓透水蓋重,以增加抗滑力并排出滲水。(4)在保證土石壩有足夠擋水?dāng)嗝娴那疤嵯?亦可采取上部削土減載的措施。
3.2 滑坡形成后的處理
當(dāng)滑坡已經(jīng)形成且坍塌終止,或經(jīng)搶護(hù)已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)定階段后,應(yīng)根據(jù)具體情況研究分析,進(jìn)行永久性處理。具體措施如下。
(1)堆石(拋石)固腳。在滑坡坡腳增設(shè)堆石體,是防止滑動(dòng)的有效方法。如果用于處理上游壩坡的滑坡,在水庫(kù)有條件放空時(shí),可用塊石漿砌而成,具體尺寸應(yīng)根據(jù)穩(wěn)定計(jì)算確定。當(dāng)水庫(kù)不能放空時(shí),可在庫(kù)岸上用經(jīng)緯儀定位,用船向水中拋石固腳。
(2)放緩壩坡。當(dāng)滑坡是由邊坡過(guò)陡所造成時(shí),放緩壩坡才是徹底的處理措施。即先將滑動(dòng)土體挖除,將坡面切成階梯狀,然后按放緩的加大斷面,用原壩體土料分層填筑,夯壓密實(shí)。
(3)開(kāi)溝導(dǎo)滲濾水還坡。由于壩體原有的排水設(shè)施質(zhì)量差或排水失效后浸潤(rùn)線抬高,使壩體飽和,從而增加了壩坡的滑動(dòng)力,降低了阻滑能力,引起滑坡者,可采用開(kāi)溝導(dǎo)滲濾水還坡法進(jìn)行處理。
(4)清淤排水。對(duì)于地基存在淤泥層、濕陷性黃土層或液化的均勻細(xì)砂層,施工時(shí)沒(méi)有清除或清除不徹底而引起的滑坡,處理時(shí)應(yīng)徹底清除這些淤泥、黃土和砂層。
(5)裂縫處理。對(duì)土壩伴隨著滑坡而產(chǎn)生的裂縫必須進(jìn)行認(rèn)真處理。因?yàn)橥馏w產(chǎn)生滑動(dòng)以后,對(duì)土體的結(jié)構(gòu)和抗剪強(qiáng)度都發(fā)生了變化,加上裂縫后雨水或滲透水流的侵入,使土體進(jìn)一步軟化,將使與滑動(dòng)體接觸面處的抗剪強(qiáng)度迅速減小,穩(wěn)定性降低。處理滑坡裂縫時(shí)應(yīng)將裂縫挖開(kāi),把其中稀軟土體挖除,再用與原壩體相同土料回填夯實(shí),達(dá)到原設(shè)計(jì)干容重要求。
參考文獻(xiàn)
[1] 梅孝威.水利工程管理[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2005.
[2] 卜貴賢.水利工程管理[M].鄭州:黃河水利出版社,2007.
[3] 胡榮輝,張五祿.水工建筑物[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2005.
