小型水庫(kù)滑坡的除險(xiǎn)加固措施分析

順慶區(qū)桂花水庫(kù)管理所 四川南充

摘要：小型水庫(kù)的壩體或庫(kù)岸的滑坡治理，是水庫(kù)除險(xiǎn)加固的重要內(nèi)容。通過對(duì)小型水庫(kù)滑坡原因的分析，總結(jié)了小型水庫(kù)滑坡的緊急處理和徹底加固的一般原則和措施 .

關(guān)鍵詞：小型水庫(kù)；滑坡；處理措施

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的高速發(fā)展，大壩建設(shè)和監(jiān)測(cè)技術(shù)水平飛速發(fā)展，國(guó)家對(duì)小型水庫(kù)的安全問題逐漸重視。對(duì)病險(xiǎn)小型水庫(kù)加大了財(cái)政投入力度，但由于很多小水庫(kù)缺乏必要的水文、地質(zhì)資料，數(shù)量眾多，在較短的時(shí)間內(nèi)，很難全部處理。到目前為止，仍然有三分之一以上的小型病險(xiǎn)水庫(kù)未能處理。因此，研究小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固措施是非常有必要的。

1 水庫(kù)滑坡成因

小型水庫(kù)由于受施工質(zhì)量的限制、受人類活動(dòng)的影響及自然條件的變化，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、水庫(kù)兩岸壩肩以及庫(kù)淹區(qū)周邊未能及時(shí)有效處理的地質(zhì)斷層、軟弱夾層。滑坡的原因主要是在條件變化時(shí)（如庫(kù)水位變化、強(qiáng)降雨、地下水變化、人類切坡堆放、爆破、凍融、地震等，以及這些因素的疊加），巖土體在重力和滲透水壓力作用下，沿著相對(duì)危險(xiǎn)滑動(dòng)面或者軟弱帶發(fā)生位移，滑坡的機(jī)制是某一滑移面上剪應(yīng)力超過了該面的抗剪強(qiáng)度所致。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(xiǎn)小水庫(kù)中，土石壩占絕大多數(shù)。通常土石壩滑坡按滑動(dòng)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(kù)水位變化時(shí)，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(jì)資料，為數(shù)眾多的小水庫(kù)壩坡和庫(kù)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(kù)岸地形、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、庫(kù)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(kù)區(qū)及建設(shè)時(shí)所進(jìn)行的挖填放工作也往往是促使斜坡巖土體滑移的外部因素。小型水庫(kù)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(dòng)下，暴露了軟弱面時(shí)，極容易產(chǎn)生滑坡。地震引起的壩體滑坡和庫(kù)岸滑坡也非常多，比如密云水庫(kù)滑坡，在地震荷載的持續(xù)作用下，壩體產(chǎn)生附加孔隙壓力，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(kù)水位急劇變化。庫(kù)水位驟然的上升和降落，會(huì)影響壩體的孔隙水壓力，此時(shí)由于壩坡填筑質(zhì)量較差，滲流會(huì)降低斜坡穩(wěn)定性，其抗剪強(qiáng)度也會(huì)因超孔隙水壓力而減小。可以認(rèn)為，造成斜坡失穩(wěn)的因素是庫(kù)水位降落時(shí)坡體內(nèi)的超孔隙水壓。另外，由于斜坡浸水，水位上升時(shí)滑動(dòng)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(jì)與管理的不規(guī)范。上世紀(jì)六、七十年代設(shè)計(jì)施工的小型土石壩，大多是“三邊”工程，由于設(shè)計(jì)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(jì)不規(guī)范等，再加上當(dāng)時(shí)施工條件限制，施工方法和施工機(jī)械簡(jiǎn)單、施工質(zhì)量檢測(cè)方法落后，造成小型水庫(kù)的施工質(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(huì)使大壩處于安全隱患之中。

（4）人類不當(dāng)活動(dòng)。絕大多數(shù)小型水庫(kù)周邊或附近都有人居住，隨著經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的發(fā)展，人類的建修活動(dòng)日益增多，取土取石司空見慣，爆破開挖、亂堆亂放、大量濫取地下水、破壞植被等行為時(shí)有發(fā)生，不少小型水庫(kù)區(qū)域也難以避免。人類的這些活動(dòng)，對(duì)小型水庫(kù)周邊的地質(zhì)條件、持力狀況產(chǎn)生了較大的不良影響，破壞了局部區(qū)域巖土體的應(yīng)力條件，極易越過應(yīng)力平衡的臨界狀態(tài)，成為一些水庫(kù)滑坡的重要誘因，甚至主要誘因。

2 滑坡的處理措施

2.1 緊急處理措施

壩體或庫(kù)岸發(fā)生滑坡后，達(dá)到了新的平衡時(shí)，滑坡體還處于臨界狀態(tài)，安全系數(shù)極低，還存在誘發(fā)因素，極可能導(dǎo)致二次滑坡，甚至險(xiǎn)情繼續(xù)發(fā)展和擴(kuò)大，造成事故或使后期處置更加困難。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。

在庫(kù)區(qū)，對(duì)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(gè)效果必須從兩個(gè)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(gè)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?lián)屪o(hù)時(shí)，主要可以采取以下措施：（1）修建土石戧臺(tái)。當(dāng)壩踵前未出現(xiàn)坍塌險(xiǎn)情，壩踵前灘比較穩(wěn)定時(shí)，修建土石戧臺(tái)是比較有效的措施。土石戧臺(tái)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工。一般分兩到三級(jí)，每級(jí)厚度1.0m～2.0m，從下到上遞減。（2）修建石撐。當(dāng)滑坡段較長(zhǎng)，水位較高時(shí)，一般修建土石戧臺(tái)比較困難。此時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮采用石料做支撐。修建石撐也是分級(jí)修建，石撐寬度一般4m～6m，間隔不宜大于10m，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(dòng)時(shí)，首先要保證不出現(xiàn)坍塌施工，保證滑動(dòng)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(shí)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(gè)重要問題，那就是滲水對(duì)滑坡的影響必須引起足夠的重視。對(duì)于這個(gè)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(shí)結(jié)合具體情況，因地制宜采取不同方法加以處理。

2.2 加固處理措施

小型水庫(kù)壩體或庫(kù)岸的滑坡處理應(yīng)盡量爭(zhēng)取在滑坡萌芽期進(jìn)行識(shí)別和預(yù)防，如果未能進(jìn)行有效預(yù)防，應(yīng)在滑坡發(fā)生的初期進(jìn)行處理，但必須加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，此時(shí)由于發(fā)生滑坡的面積和體積有限，相對(duì)來說處理難度和工程量要小一些。一旦發(fā)生滑坡，應(yīng)在確認(rèn)安全的情況下，緊急撤離滑坡影響區(qū)（特殊情況下應(yīng)考慮滑坡引發(fā)的潰壩事故的影響范圍）內(nèi)的人畜和重要物資、設(shè)備，并同時(shí)針對(duì)滑坡體采取一些緊急措施，防止進(jìn)一步坍塌和擴(kuò)大險(xiǎn)情。待具備條件后，進(jìn)行徹底處理。根據(jù)國(guó)內(nèi)外水庫(kù)壩坡和庫(kù)岸的滑坡治理經(jīng)驗(yàn)，主要有以下幾種處理措施：（1）當(dāng)整個(gè)壩體已經(jīng)失穩(wěn)，而局部出現(xiàn)滑動(dòng)的預(yù)兆，這時(shí)應(yīng)對(duì)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(shí)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(shí)趨于穩(wěn)定，這時(shí)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(duì)今后的水庫(kù)運(yùn)行有利。（4）當(dāng)滑坡和水庫(kù)戴帽加高有關(guān)，這時(shí)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，此法工程量較大，由于削坡，壩頂以及防浪墻都需要重新設(shè)計(jì)，但對(duì)壩體穩(wěn)定有利，可以徹底解決壩體的滑坡。

3 結(jié)語(yǔ)

小型水庫(kù)的壩體、庫(kù)岸及庫(kù)區(qū)內(nèi)其他地段滑坡的除險(xiǎn)加固工程，應(yīng)有組織、有計(jì)劃地進(jìn)行，首先應(yīng)查明滑坡的具體原因，然后對(duì)各種方案進(jìn)行比較，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和水文條件，選出最優(yōu)的方案進(jìn)行大壩的加固處理，因地制宜地進(jìn)行施工，以便更有效地保證水庫(kù)的安全。水庫(kù)的滑坡加固工程是一個(gè)很危險(xiǎn)的工程，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)，同時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，特別是不穩(wěn)定的滑坡體，一定要強(qiáng)化施工人員的質(zhì)量與安全意識(shí)，變?nèi)珕T為質(zhì)量員、安全員、確保工程的優(yōu)質(zhì)安全，并建立完整的管理機(jī)制，加大對(duì)水庫(kù)的管理力度，防患于未然。

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