小型水庫滑坡的除險加固措施分析

順慶區桂花水庫管理所 四川南充

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容。通過對小型水庫滑坡原因的分析，總結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 .

關鍵詞：小型水庫；滑坡；處理措施

隨著我國經濟和科技的高速發展，大壩建設和監測技術水平飛速發展，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入力度，但由于很多小水庫缺乏必要的水文、地質資料，數量眾多，在較短的時間內，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。

1 水庫滑坡成因

小型水庫由于受施工質量的限制、受人類活動的影響及自然條件的變化，很容易出現滑坡事故。出現滑坡的位置主要集中在壩坡、水庫兩岸壩肩以及庫淹區周邊未能及時有效處理的地質斷層、軟弱夾層。滑坡的原因主要是在條件變化時（如庫水位變化、強降雨、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，沿著相對危險滑動面或者軟弱帶發生位移，滑坡的機制是某一滑移面上剪應力超過了該面的抗剪強度所致。當然，外界條件變化僅僅是誘發因素，主要問題還是工程質量本身有問題。病險小水庫中，土石壩占絕大多數。通常土石壩滑坡按滑動性質可以分為剪切破壞、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，容易出現剪切破壞。事實上，根據統計資料，為數眾多的小水庫壩坡和庫岸垮塌都是由于剪切強度下降引起的。造成滑坡的主要原因是巖土體抗剪強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，因素主要有壩坡質量、庫岸地形、地質結構、庫水位變化、降雨入滲等，其中斜坡巖土體的地形地貌、壩坡質量、地質結構等是產生滑移的內在條件；而地下水位的頻繁變化，庫區及建設時所進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。小型水庫產生滑坡的主要原因分析如下。

（1）地質結構和地震災害。各種軟弱結構面上陡下緩的組合是產生滑坡的重要條件，各種不同成因的結構面，包括不同風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，在地震荷載的持續作用下，壩體產生附加孔隙壓力，使沙礫料的總應力抗剪強度急劇下降，最終導致滑坡。

（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量較差，滲流會降低斜坡穩定性，其抗剪強度也會因超孔隙水壓力而減小。可以認為，造成斜坡失穩的因素是庫水位降落時坡體內的超孔隙水壓。另外，由于斜坡浸水，水位上升時滑動面上有效應力減小或浮力減小，以致減小了斜坡下部的阻力，從而導致失穩。

（3）設計與管理的不規范。上世紀六、七十年代設計施工的小型土石壩，大多是“三邊”工程，由于設計上的缺陷，如上下游壩坡過陡、排水設施不全、溢洪道設計不規范等，再加上當時施工條件限制，施工方法和施工機械簡單、施工質量檢測方法落后，造成小型水庫的施工質量較差，土體填筑不密實，壩坡的抗剪強度不高，從而埋下了安全隱患。工程管理設施不配套，制度不健全，日常管理也可能不規范等，都會使大壩處于安全隱患之中。

（4）人類不當活動。絕大多數小型水庫周邊或附近都有人居住，隨著經濟活動的發展，人類的建修活動日益增多，取土取石司空見慣，爆破開挖、亂堆亂放、大量濫取地下水、破壞植被等行為時有發生，不少小型水庫區域也難以避免。人類的這些活動，對小型水庫周邊的地質條件、持力狀況產生了較大的不良影響，破壞了局部區域巖土體的應力條件，極易越過應力平衡的臨界狀態，成為一些水庫滑坡的重要誘因，甚至主要誘因。

2 滑坡的處理措施

2.1 緊急處理措施

壩體或庫岸發生滑坡后，達到了新的平衡時，滑坡體還處于臨界狀態，安全系數極低，還存在誘發因素，極可能導致二次滑坡，甚至險情繼續發展和擴大，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，進行緊急加固處理。根據位置不同，處理的原則有所不同。

在庫區，對于臨水面出現滑坡，原則上是減小下滑力，增加抗滑力。要達到這個效果必須從兩個方面入手，一是進行上部削坡，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。壩坡穩定問題中，以汛期臨水面滑坡最為緊急，在進行滑坡搶護時，主要可以采取以下措施：（1）修建土石戧臺。當壩踵前未出現坍塌險情，壩踵前灘比較穩定時，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定，但問題是位置如何確定。一般來說，很難準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，每級厚度1.0m～2.0m，從下到上遞減。（2）修建石撐。當滑坡段較長，水位較高時，一般修建土石戧臺比較困難。此時應當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10m，坡度應盡量平緩。撐頂高度不宜高于滑坡體的中點高度，石撐底腳邊線應超出滑坡下口3m。（3）增加壩踵重量。當壩坡開始滑動時，首先要保證不出現坍塌施工，保證滑動體穩定。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一步發展。臨水面滑坡搶護還有一個重要問題，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：開溝導滲，填塘固基，外幫截滲。同時結合具體情況，因地制宜采取不同方法加以處理。

2.2 加固處理措施

小型水庫壩體或庫岸的滑坡處理應盡量爭取在滑坡萌芽期進行識別和預防，如果未能進行有效預防，應在滑坡發生的初期進行處理，但必須加強現場監測監控，此時由于發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。一旦發生滑坡，應在確認安全的情況下，緊急撤離滑坡影響區（特殊情況下應考慮滑坡引發的潰壩事故的影響范圍）內的人畜和重要物資、設備，并同時針對滑坡體采取一些緊急措施，防止進一步坍塌和擴大險情。待具備條件后，進行徹底處理。根據國內外水庫壩坡和庫岸的滑坡治理經驗，主要有以下幾種處理措施：（1）當整個壩體已經失穩，而局部出現滑動的預兆，這時應對壩體進行徹底的加固，采取前削后培的方法。此法雖工程量太太，但較為安全。（2）當滑坡的滑弧已經趨于穩定，這時可以只進行表層開挖回填，清除滑弧表層并恢復原狀即可。（3）當滑坡體只是暫時趨于穩定，這時必須采用開挖回填的方案，并且放緩邊坡和壓重坡腳，進一步加固，此法的土方開挖比較困難，施工中容易再次產生小范圍滑坡，但壩坡結構布置對今后的水庫運行有利。（4）當滑坡和水庫戴帽加高有關，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計，但對壩體穩定有利，可以徹底解決壩體的滑坡。

3 結語

小型水庫的壩體、庫岸及庫區內其他地段滑坡的除險加固工程，應有組織、有計劃地進行，首先應查明滑坡的具體原因，然后對各種方案進行比較，結合當地的地質和水文條件，選出最優的方案進行大壩的加固處理，因地制宜地進行施工，以便更有效地保證水庫的安全。水庫的滑坡加固工程是一個很危險的工程，所以在施工過程中一定要嚴格遵守規范，把好質量關，同時加強現場監測，特別是不穩定的滑坡體，一定要強化施工人員的質量與安全意識，變全員為質量員、安全員、確保工程的優質安全，并建立完整的管理機制，加大對水庫的管理力度，防患于未然。

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