水利工程坝体稳定及抗震技术研究

摘 要：随着社会经济不断发展，水利工程项目影响也越来越广，水利工程施工质量受到各方面重视。所以，必须严格保证水利工程质量，防止出现问题。文章对坝体的稳定及抗震技术进行了分析。

关键词：坝体；滑坡；地震；渗漏

1 水利工程坝体稳定研究

1.1 水利工程坝体滑坡原因

市场经济的不断发展，促进了水利工程的建设，同时也对水利工程中坝体的质量提出更高的要求，需要提高坝体抗冲击力，减少坝体滑坡。造成坝体滑坡更多的原因是施工质量的问题，它在滑坡总量中占到很大的比例。还有一些原因是由于水量的突然增加超出了水库的设计参数，坝体周边的植被受到破坏。上游水量突然增加造成水库超出设计参数，这样的情况是由于自然条件的突变引起的，主要是因为上游天气异常，连续降雨、暴雨造成上游水位升高从而导致水库水量增加，水库坝体不能承受从而发生坝体滑坡。另一重要原因，由于水库旅游业的开发使得周边人群活动量增加，以至于周边的植被遭到破坏，有关部门并不能及时的进行管理和修复，致使坝体边缘水量流失从而发生坝体滑坡。

1.2 水利工程坝体滑坡的治理

在水利工程坝体发生滑坡现象后，首先要降低水库水位，加大泄洪量，水库水位要放至死水位腾空水库库容，压制水位上涨。同时要加宽溢洪道断面，降低高程。如果水库在正常水位以下，仅靠泄洪是不够的，水位下降太慢；万一碰到大雨、暴雨，水位会迅速上升，并会对坝体造成更大的威胁，从而不能保证大坝安全。必须在溢洪道上开挖新的排洪道，加大泄洪量。修筑牛尾墩：坝体发生滑坡后，坝体断面会变薄并且强度会减弱。为了保证坝体不会因冲击力而造成变化，首先要支撑变薄的坝体即在坝体顶端修筑牛尾墩，并用纺布压沙包对坝体滑动面进行保护。通过这样抢修可以增加坝体的强度，避免因为坝体强度降低而发生坝体坍塌。

1.3 填盖坝体滑坡，防止雨水渗入

由于阴雨天气造成的坝体滑坡，在滑坡发生时，雨水会加大渗入量，从而会进一步加大滑坡。因此，必须通过填盖滑坡体防止雨水继续渗入，一般情况是使用黄泥填补坝体和滑动面，并对坝体其本身的裂缝进行填补，还要在坝体及裂缝加盖尼龙薄膜。在发生大面积滑坡时，还要对滑坡体进行全面覆盖，防止雨水渗入裂缝造成坝体又一次的不稳定，对于像是新疆这种黄沙较多、土质比较稀松的地区，如果发生了雨水渗入的情况，则可以考虑采用碾压式沥青砼心墙坝的防止渗入的设计方案，这样既能够保证在雨水渗入的同时不会出现因为土壤而对大坝水质的污染。

在进行碾压式沥青砼心墙坝的时候，要确保心墙为垂直式，墙体要距离上游的位置较近，在底部做到弧形链接，才能确保大坝基础和大脚之间的稳固性。同时，对于心墙也要有相应的数据要求，即心墙的厚度为1.2m，大坝河床段的宽度应该为12m，坝肩为6m，这样才能确保基岩和防渗体之间的高度密切性。

1.4 加强坝体结构的设计，降低滑坡发生率

如果发生了水坝的滑坡情况，其中最容易受到影响的要属于水坝的主体结构。滑坡具有流速快、冲击性强和破坏性大的特点，这会使得水坝的结构变形，为了预防滑坡造成的危害，则要加强对坝体结构的合理设计。

2 水利工程坝体抗震技术的研究

2.1 水利工程坝体抗震技术的意义

我国是地震频发国，根据历史记载几乎各个省市都发生过地震，其中18个省发生过7级以上的破坏性地震，10个省发生个8级以上地震。08年的汶川大地震造成了超过8万人的失踪和死亡，我国是受到灾害最严重的国家。因此，水利工程的水库大坝一旦遭到严重的地震，将导致下游地区发生严重的次生灾害，所以，水利工程坝体的抗震技术的研究具有重大的意义。

2.2 地震对水利工程的危害

由于地震的强度以及地震形态的不同和工程质量的不同，地震对水利工程的损坏也不同。水库坝体险情主要分成三级：第一种是一般性的破坏，不产生渗漏；第二种是严重性破坏，坝体产生裂缝渗漏；第三种是坝体坍塌，水库水全部流失。坝体裂缝：地震会破坏大坝尤其是土石坝的整体性，防渗结构也被破坏，引起大量裂缝。地震的方向有水平或垂直运动这两种，周期性荷载会增大，坝体和坝基之间会形成过高的孔隙水压力，从而降低变形模量和抗剪强度，一直最后坝体沉降或坝顶裂开，此外地震也会对输水以及泄水建筑物造成很大的危害。坝体失稳：地震还可能引起坝基液化，从而导致坝基失稳。受到周期性或荷载性作用土石坝内将加大孔隙水压力和加大变形，粘性土体构成的可能会相对安全些，相对于砂土和粉砂土来说，在几个循环后孔隙水压力会加大，达到危险水平时，土体会发生极大地变形移位，从而导致坝基液化坝体失稳。岸坡坍塌：如果水库周边有危岩、松散的风化物质或高边坡存在，地震发生以后造成岩体松动，可能会发生泥石流、滑坡、坍塌，甚至形成堰塞湖。

2.3 地震受损水利工程的修复技术

对于整个水力工程的修复，我们可以从坝基处理、心墙基础、固结灌浆和帷幕灌浆四个方面来考虑。

（1）对于坝基的处理上，我们可以清除上下游较为松散的土质结构和不满足坝料要求的部份。

（2）心墙基础应该坐在强风化的下限以及左右河床的岸地形陡峭的区域，而且心墙在开挖的时候应该保证坡度不高于1：0.5，否则很容易发生裂缝的现象。

（3）以保证整个心墙基础的位置在强风化的下限为前提，然后在底部进行达到1.2m厚的砼铺盖的建设，同时进行大坝底部的固结灌浆，在灌浆的过程中应该保证排数的范围在4-6之间，有5m的深度，孔距和排距的长度分别是3m和2m。

（4）在帷幕灌浆中要考虑地质结构和可灌性岩石的位置，如果河床的透水率比较大，要在65m的埋深距地面有小于3Lu到1Lu，开展帷幕灌浆。其余部位透水率较低，基础岩石仅采用固结灌浆不进行帷幕灌浆。

3 结束语

水利工程坝体安全是水库安全的一项重要工作，是保证水库能够正常运行的重要条件。水利工程坝体安全及抗震技术发展是一项利国利民的重要工程，积极讨论和研究坝体稳定及抗震技术，通过技术应用重新或恢复水利工程功能和效益。水利工程是国民经济的基础设施，已成为经济社会发展的制约因素，科学技术是第一生产力，要做好水利工程技术研究，在采用水利工程措施时，也需要采用相应的非工程措施。

参考文献

[1]王艳梅，李俊.地震对震区水利工程的危害及应急措施[J].内蒙古水利，2003.

[2]肖振荣.水利水电工程事故处理及问题研究[M].中国水利水电，2004.

[3]吳凤英.浅谈水库岸滑坡[N].广州水利水电，2007.

作者简介：李宏健（1981，9-），男，工程师，主要从事水利工程运行与管理。