水利工程中土石壩壩坡穩(wěn)定分析

王如平

【摘 要】土石壩是當(dāng)今水利工程中最關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施在之一，也是極為常見的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。在水利工程施工建設(shè)的過程中，我國(guó)國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)地區(qū)仍然是以傳統(tǒng)的土石壩施工為主，這種壩體結(jié)構(gòu)施工本身存在著抗震性能好、施工效率高、施工速度快、工程造價(jià)低的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)它在整個(gè)世界水利事業(yè)發(fā)展上有著舉足輕重的作用。本文從土石壩概念入手，針對(duì)土石壩壩坡穩(wěn)定危害的重要性提出了有關(guān)問題的預(yù)防和解決方法。

【關(guān)鍵詞】土石壩；水利工程；失穩(wěn)；壩坡

近年來，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)水利工程施工建設(shè)也邁上了新的臺(tái)階。自從改革開放至今，水利工程在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中做出了重大貢獻(xiàn)，為建設(shè)中國(guó)特色社會(huì)主義提供了堅(jiān)強(qiáng)有力的基礎(chǔ)支持。同樣，因?yàn)樗こ虒?duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性，水利工程的施工建設(shè)理念和施工技術(shù)、施工材料的發(fā)展也極為迅速，截至目前已經(jīng)形成了許多不同的施工理念、施工技術(shù)和施工材料，為水利事業(yè)的良好發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)與物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)也引發(fā)了人們對(duì)現(xiàn)代化水利工程施工建設(shè)質(zhì)量的思考。壩坡穩(wěn)定性作為水利工程施工中最受關(guān)注的問題之一，它是否合理直接關(guān)系到水利事業(yè)的順利發(fā)展，決定著整個(gè)水利工程功能的發(fā)揮，甚至是影響到周圍居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。為此在這里我們就以水利工程土石壩壩坡穩(wěn)定性進(jìn)行研究和分析。

1.土石壩概述

我國(guó)的水利工程在建國(guó)以來可謂是一派向榮，大批的水利施工建設(shè)項(xiàng)目在半個(gè)世紀(jì)里紛紛上馬，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)提供了堅(jiān)強(qiáng)有力的后盾支持。同樣，我國(guó)水利工程建設(shè)在國(guó)家發(fā)展中起到重大作用的同時(shí)，有關(guān)施工技術(shù)的發(fā)展也非常的迅速，極大的推動(dòng)著水利工程建設(shè)工作的開展，保障著工程施工質(zhì)量和效率。土石壩在這種社會(huì)背景下也得到了人們高度重視，迎來了建設(shè)新高潮。

1.1土石壩概念

土石壩可謂是當(dāng)今水利事業(yè)中最為常見的壩體結(jié)構(gòu)之一，也是水利工程中主要的基礎(chǔ)設(shè)施。在其施工建設(shè)的過程中主要是通過采用石料、土料、混合料等材料，通過拋填、碾壓、灌注等方式砌筑形成的一種擋水建筑物。在施工的過程中，當(dāng)壩體材料以土料、石料為主的時(shí)候，稱之為土壩，如果是以石渣、卵石、爆破碎石為主的時(shí)候，其稱之為堆石壩。當(dāng)兩者相差無幾的時(shí)候則又被稱之為土石混合壩。就土石壩結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)行分析，其可謂是歷史悠久的一種壩體結(jié)構(gòu)，但是在我國(guó)其發(fā)展巔峰時(shí)期可謂是從上個(gè)世紀(jì)中期開始的，當(dāng)時(shí)受到我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)的影響，一大批的土石壩結(jié)構(gòu)涌現(xiàn)而出，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。

1.2土石壩施工優(yōu)勢(shì)

近些年來，土石壩工程施工技術(shù)一直深受著業(yè)內(nèi)人士的重視，無論是在工程施工理念還是施工技術(shù)上，都取得了顯著的成績(jī)，為土石壩工程建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。在當(dāng)今的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，土石壩以其施工簡(jiǎn)單、取材方便、施工成本低、施工設(shè)施方便的優(yōu)勢(shì)受到各地施工單位的關(guān)注和重視，但是同時(shí)因?yàn)槠浯蠖喽际蔷偷厝〔倪M(jìn)行建設(shè)的，因此壩體結(jié)構(gòu)整體性不佳，受到長(zhǎng)期的水流沖刷極容易產(chǎn)生各種工程質(zhì)量問題核事故，從而給社會(huì)發(fā)展造成影響，甚至引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。為此做好土石壩施工管理控制至關(guān)重要，也是未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2.土石壩邊坡問題分析

根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)幾乎所有的土石壩都存在著嚴(yán)重的壩體失穩(wěn)現(xiàn)象，根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，這一現(xiàn)象隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和時(shí)間的推遲還在進(jìn)一步的加大和促進(jìn)。

2.1水利工程中土石壩壩坡失穩(wěn)的危害

在水利工程過程中，壩體的結(jié)構(gòu)意味著整體的陡坡的結(jié)構(gòu)，而一旦壩坡出現(xiàn)問題，整個(gè)工程的質(zhì)量會(huì)受到影響，后果很嚴(yán)重。而且土石壩的滑坡對(duì)于山腳下的居民的基本生活也會(huì)有一定的影響，而且會(huì)影響到房屋的公路和橋梁等一些設(shè)施，特別是在結(jié)構(gòu)破壞的情況下，會(huì)造成交通事故，導(dǎo)致交通中斷和人員的傷亡。因此，壩坡失穩(wěn)會(huì)使大量的石料進(jìn)入地下水，當(dāng)?shù)叵滤_(dá)到一定程度后，會(huì)引起堤壩的危險(xiǎn)，甚至給下游的百姓帶來損壞，因此，在加強(qiáng)堤壩結(jié)構(gòu)的過程中，做好相應(yīng)數(shù)據(jù)的分析，同時(shí)根據(jù)技術(shù)人員的方法，合理的加固，是解決滑坡的重要方式和方法。

2.2土石壩壩坡失穩(wěn)滑坡的原因分析

關(guān)于土石壩滑坡產(chǎn)生的原因主要是當(dāng)?shù)虊问Х€(wěn)的過程中，會(huì)產(chǎn)生一定的滑坡現(xiàn)象，總結(jié)起來，主要有自然和人為兩種因素，在一種或兩種因素的共同作用下，會(huì)給社會(huì)帶來一定的影響，具體來說，主要有以下幾個(gè)方面：

2.2.1內(nèi)部因素

關(guān)于土石壩內(nèi)部的結(jié)構(gòu)方面，這是土石壩的內(nèi)部因素，其結(jié)構(gòu)的松散會(huì)造成壩體的抗風(fēng)和抗震能力的降低，同時(shí)使得水位下降，壩體在巖石和土體的作用下會(huì)形成一定的不連續(xù)狀態(tài)，由于壩體過于陡峭，會(huì)使得地下水對(duì)巖石造成一定的軟化作用，造成壩體滑坡。

2.2.2人為因素

人類工程活動(dòng)的頻繁是引起土石壩滑坡的重要因素，如開挖坡腳，修建鐵公路、依壩建房、建廠等工程，常常因使壩體下部失去支撐而發(fā)生下滑。蓄水、排水均易使水流滲入坡體，加大孔隙水壓力，軟化巖、土體，增大壩體容重，從而促使或誘發(fā)土石壩滑坡的發(fā)生。在運(yùn)行管理方面，放水時(shí)庫水位降落太快，使上游壩體的孔隙水下降速度遠(yuǎn)跟不上庫水位，形成很大的孔隙水壓力而造成滑坡。

3.壩坡失穩(wěn)的防治

由于土石壩壩坡失穩(wěn)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，因此，必須加強(qiáng)對(duì)土石的維護(hù)管理，提高對(duì)土石壩穩(wěn)定性的檢測(cè)技術(shù)，加大檢查力度，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)壩坡失穩(wěn)，提早防治，將壩坡失穩(wěn)帶來的危害降低到最小。以下幾點(diǎn)建議是筆者結(jié)合實(shí)地考察、資料研究和自身經(jīng)驗(yàn)得出的解決土石壩壩坡失穩(wěn)問題的對(duì)策，以供同行參考借鑒。

（1）對(duì)于已建水庫，要結(jié)合原始的壩體和壩基物理力學(xué)指標(biāo)、施工、筑壩土料控制、碾壓質(zhì)量、接縫處理等綜合分析，選取可靠的計(jì)算參數(shù)，條件允許時(shí)可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣試驗(yàn)，取得物理力學(xué)指標(biāo)作為計(jì)算參數(shù)，作為壩坡穩(wěn)定安全復(fù)合時(shí)的設(shè)計(jì)指標(biāo)。了解庫區(qū)已有滑坡和崩塌的地點(diǎn)，不同巖層特別是軟弱泥質(zhì)巖層的發(fā)布，查明附近有無斷層、斷裂。以利于根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理整治。

（2）研究重點(diǎn)區(qū)的地質(zhì)情況，預(yù)測(cè)可能滑坡的地點(diǎn)和規(guī)模。對(duì)可能滑坡的庫岸，通過鉆孔了解滑體的厚度和滑動(dòng)面的位置，確定滑動(dòng)面抗剪強(qiáng)度。然后結(jié)合地質(zhì)、地貌分析，確定若干滑動(dòng)面，并進(jìn)行岸坡的穩(wěn)定計(jì)算和模型試驗(yàn)，以論證岸坡是否穩(wěn)定，并對(duì)可能滑動(dòng)地段估算其滑落體積。

（3）修筑支擋工程。若土石壩在修建時(shí)使壩體的上半部分結(jié)構(gòu)體積較大而壩基部分體積較小時(shí)，易使壩坡失穩(wěn)，產(chǎn)生滑坡，這種情況下可以采用削坡減重的方法，使土石壩的重心降低，提高壩坡穩(wěn)定性。而當(dāng)因失去支撐而滑動(dòng)較快的滑坡，可采用修筑支擋工程的辦法，增加滑坡的重力平衡條件，使滑體迅速恢復(fù)穩(wěn)定。

（4）改善滑動(dòng)帶的土石性質(zhì)。一般采用焙燒法、爆破灌漿法等物理化學(xué)方法對(duì)滑坡進(jìn)行整治。由于滑坡成因復(fù)雜，影響因素多，因此需要上述幾種方法同時(shí)使用，綜合治理，方能達(dá)到目的。通過一定的工程技術(shù)措施，改善邊坡巖土體的力學(xué)強(qiáng)度，提高其抗滑力，減小滑動(dòng)力。

4.結(jié)語

總而言之，土石壩是我國(guó)水利工程的重要的堤壩形式，同時(shí)保證堤壩的穩(wěn)定性對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益具有重要的意義，因此，保證堤壩的穩(wěn)定性，可以保證人民群眾的安全，解決堤壩滑坡現(xiàn)象，對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行管理和防范，降低堤壩失事現(xiàn)象的發(fā)生。

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