水利工程壩體穩定及抗震技術研究

摘 要：隨著社會經濟不斷發展，水利工程項目影響也越來越廣，水利工程施工質量受到各方面重視。所以，必須嚴格保證水利工程質量，防止出現問題。文章對壩體的穩定及抗震技術進行了分析。

關鍵詞：壩體；滑坡；地震；滲漏

1 水利工程壩體穩定研究

1.1 水利工程壩體滑坡原因

市場經濟的不斷發展，促進了水利工程的建設，同時也對水利工程中壩體的質量提出更高的要求，需要提高壩體抗沖擊力，減少壩體滑坡。造成壩體滑坡更多的原因是施工質量的問題，它在滑坡總量中占到很大的比例。還有一些原因是由于水量的突然增加超出了水庫的設計參數，壩體周邊的植被受到破壞。上游水量突然增加造成水庫超出設計參數，這樣的情況是由于自然條件的突變引起的，主要是因為上游天氣異常，連續降雨、暴雨造成上游水位升高從而導致水庫水量增加，水庫壩體不能承受從而發生壩體滑坡。另一重要原因，由于水庫旅游業的開發使得周邊人群活動量增加，以至于周邊的植被遭到破壞，有關部門并不能及時的進行管理和修復，致使壩體邊緣水量流失從而發生壩體滑坡。

1.2 水利工程壩體滑坡的治理

在水利工程壩體發生滑坡現象后，首先要降低水庫水位，加大泄洪量，水庫水位要放至死水位騰空水庫庫容，壓制水位上漲。同時要加寬溢洪道斷面，降低高程。如果水庫在正常水位以下，僅靠泄洪是不夠的，水位下降太慢；萬一碰到大雨、暴雨，水位會迅速上升，并會對壩體造成更大的威脅，從而不能保證大壩安全。必須在溢洪道上開挖新的排洪道，加大泄洪量。修筑牛尾墩：壩體發生滑坡后，壩體斷面會變薄并且強度會減弱。為了保證壩體不會因沖擊力而造成變化，首先要支撐變薄的壩體即在壩體頂端修筑牛尾墩，并用紡布壓沙包對壩體滑動面進行保護。通過這樣搶修可以增加壩體的強度，避免因為壩體強度降低而發生壩體坍塌。

1.3 填蓋壩體滑坡，防止雨水滲入

由于陰雨天氣造成的壩體滑坡，在滑坡發生時，雨水會加大滲入量，從而會進一步加大滑坡。因此，必須通過填蓋滑坡體防止雨水繼續滲入，一般情況是使用黃泥填補壩體和滑動面，并對壩體其本身的裂縫進行填補，還要在壩體及裂縫加蓋尼龍薄膜。在發生大面積滑坡時，還要對滑坡體進行全面覆蓋，防止雨水滲入裂縫造成壩體又一次的不穩定，對于像是新疆這種黃沙較多、土質比較稀松的地區，如果發生了雨水滲入的情況，則可以考慮采用碾壓式瀝青砼心墻壩的防止滲入的設計方案，這樣既能夠保證在雨水滲入的同時不會出現因為土壤而對大壩水質的污染。

在進行碾壓式瀝青砼心墻壩的時候，要確保心墻為垂直式，墻體要距離上游的位置較近，在底部做到弧形鏈接，才能確保大壩基礎和大腳之間的穩固性。同時，對于心墻也要有相應的數據要求，即心墻的厚度為1.2m，大壩河床段的寬度應該為12m，壩肩為6m，這樣才能確保基巖和防滲體之間的高度密切性。

1.4 加強壩體結構的設計，降低滑坡發生率

如果發生了水壩的滑坡情況，其中最容易受到影響的要屬于水壩的主體結構。滑坡具有流速快、沖擊性強和破壞性大的特點，這會使得水壩的結構變形，為了預防滑坡造成的危害，則要加強對壩體結構的合理設計。

2 水利工程壩體抗震技術的研究

2.1 水利工程壩體抗震技術的意義

我國是地震頻發國，根據歷史記載幾乎各個省市都發生過地震，其中18個省發生過7級以上的破壞性地震，10個省發生個8級以上地震。08年的汶川大地震造成了超過8萬人的失蹤和死亡，我國是受到災害最嚴重的國家。因此，水利工程的水庫大壩一旦遭到嚴重的地震，將導致下游地區發生嚴重的次生災害，所以，水利工程壩體的抗震技術的研究具有重大的意義。

2.2 地震對水利工程的危害

由于地震的強度以及地震形態的不同和工程質量的不同，地震對水利工程的損壞也不同。水庫壩體險情主要分成三級：第一種是一般性的破壞，不產生滲漏；第二種是嚴重性破壞，壩體產生裂縫滲漏；第三種是壩體坍塌，水庫水全部流失。壩體裂縫：地震會破壞大壩尤其是土石壩的整體性，防滲結構也被破壞，引起大量裂縫。地震的方向有水平或垂直運動這兩種，周期性荷載會增大，壩體和壩基之間會形成過高的孔隙水壓力，從而降低變形模量和抗剪強度，一直最后壩體沉降或壩頂裂開，此外地震也會對輸水以及泄水建筑物造成很大的危害。壩體失穩：地震還可能引起壩基液化，從而導致壩基失穩。受到周期性或荷載性作用土石壩內將加大孔隙水壓力和加大變形，粘性土體構成的可能會相對安全些，相對于砂土和粉砂土來說，在幾個循環后孔隙水壓力會加大，達到危險水平時，土體會發生極大地變形移位，從而導致壩基液化壩體失穩。岸坡坍塌：如果水庫周邊有危巖、松散的風化物質或高邊坡存在，地震發生以后造成巖體松動，可能會發生泥石流、滑坡、坍塌，甚至形成堰塞湖。

2.3 地震受損水利工程的修復技術

對于整個水力工程的修復，我們可以從壩基處理、心墻基礎、固結灌漿和帷幕灌漿四個方面來考慮。

（1）對于壩基的處理上，我們可以清除上下游較為松散的土質結構和不滿足壩料要求的部份。

（2）心墻基礎應該坐在強風化的下限以及左右河床的岸地形陡峭的區域，而且心墻在開挖的時候應該保證坡度不高于1：0.5，否則很容易發生裂縫的現象。

（3）以保證整個心墻基礎的位置在強風化的下限為前提，然后在底部進行達到1.2m厚的砼鋪蓋的建設，同時進行大壩底部的固結灌漿，在灌漿的過程中應該保證排數的范圍在4-6之間，有5m的深度，孔距和排距的長度分別是3m和2m。

（4）在帷幕灌漿中要考慮地質結構和可灌性巖石的位置，如果河床的透水率比較大，要在65m的埋深距地面有小于3Lu到1Lu，開展帷幕灌漿。其余部位透水率較低，基礎巖石僅采用固結灌漿不進行帷幕灌漿。

3 結束語

水利工程壩體安全是水庫安全的一項重要工作，是保證水庫能夠正常運行的重要條件。水利工程壩體安全及抗震技術發展是一項利國利民的重要工程，積極討論和研究壩體穩定及抗震技術，通過技術應用重新或恢復水利工程功能和效益。水利工程是國民經濟的基礎設施，已成為經濟社會發展的制約因素，科學技術是第一生產力，要做好水利工程技術研究，在采用水利工程措施時，也需要采用相應的非工程措施。

參考文獻

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[3]吳鳳英.淺談水庫岸滑坡[N].廣州水利水電，2007.

作者簡介：李宏健（1981，9-），男，工程師，主要從事水利工程運行與管理。