水利工程中土石坝坝坡稳定分析

水利工程中土石坝坝坡稳定分析【摘要】水利工程中最重要的基础设施就是堤坝，而目前我国有很多堤坝都是以土石坝的结构方式建筑的，这是因为土石坝具有施工简便、成本低廉、抗震耐久等很多优点，是以在堤坝结构中有着广泛的应用。

堤坝的安全稳定对于水利工程的正常运行以及下游居民的安全都有着重要的意义，尤其是保证土石坝的安全稳定，更是非常有必要的。

本文通过分析土石坝坝坡失稳的危害及原因，探讨相应的解决对策。

【关键词】水利工程；土石坝；坝坡稳定；失稳原因；解决对策
我国的水利工程在建国后大批上马，很大程度上促进了国民经济的发展，为社会主义建设提供了强有力的支持，由于水利工程对国家建设的很多方面都有积极的促进作用，所以水利工程施工技术的发展也很迅猛，极大的支持了水利工程的建设，保障了工程的质量。

由于土石坝大部分的由当地的土石混合料建筑而成，因此其坝体结构的整体性较差，在长期的水流冲击作用下，很可能会导致坝坡失稳的现象发生。

据统计，几乎所有的土石坝都存在着不同程度的坝坡失稳现象，而产生这些坝坡失稳现象的原因除了因土石坝自身具有的特点因素以外，还有其他的一些外在因素的影响，如建筑施工中施工技术较为落后，施工质量没有得到保障，堤坝常年使用却没有得到良好的维修养护等等，都会造成坝坡失稳，降低了土石坝的效益，甚至会导致严重的水利工程安全事故。

1.水利工程中土石坝坝坡失稳的危害
相对于其他坝体结构的堤坝来讲来讲，土石坝是比较容易引起坝坡失稳现象的，而坝坡失稳一旦形成滑坡，就会从产生极大的危害，后果也极其严重。

土石坝的滑坡会摧毁修建在山坡脚下或沟口的建筑设施或居民房屋，若其下方有公路、铁路或桥梁，也会遭到严重破坏，导致交通中断，人员伤亡。

另外，由于坝坡失稳，滑坡会使大量土石混合料滑入水库中，使水库水位上涨，当水位漫过坝顶高度或产生涌浪时，就会使得河水泛滥，甚至会引起堤坝失事，给下游的田地、城镇、建筑以及人民的人身安全都带来巨大的损害。

因此，加强土石坝坝坡稳定性分析，及时发现坝坡失稳现象的发生，采取有效措施防治失稳滑坡，是目前水利工作技术人员所关注的重点问题。

2.土石坝坝坡失稳滑坡的原因分析
通常当土石坝坝坡稳定性较差时，都会产生不同程度的滑坡现象，而导致土石坝稳定差的原因有很多种，通常会在其中一种或几种的因素影响下，才会造成滑坡现象，继而带来巨大的社会影响。

笔者通过调查分析，总结整理出以下几点引起土石坝坝坡失稳滑坡的因素：
2.1内部因素
土石坝结构松散，抗剪强度和抗风化能力较低，坝体在水作用下性质发生变化，组成坝体的岩、土体被各种构造面切割分离成不连续状态，坝体坡度过陡，地下水对岩土体的软化作用，以及其他
各种因地质原因而引起的土石坝坝坡失稳滑坡。

2.2外部因素
地壳运动及气候变化对土石坝滑坡的诱发作用。

主要的诱发因素有，地震、降雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷，海啸、风暴潮、冻融等作用也可诱发滑坡，滑坡对水利工程的破坏极其严重，后果不堪设想，虽然都是不可抗拒力的破坏活动，但是我们可以在建设之初就要考虑到遭受这类灾害的可能，并通过提高设计与施工水平，增加工程对于此类灾害的抵抗力。

2.3人为因素
人类工程活动的频繁是引起土石坝滑坡的重要因素，如开挖坡脚，修建铁公路、依坝建房、建厂等工程，常常因使坝体下部失去支撑而发生下滑。

蓄水、排水均易使水流渗入坡体，加大孔隙水压力，软化岩、土体，增大坝体容重，从而促使或诱发土石坝滑坡的发生。

在运行管理方面，放水时库水位降落太快，使上游坝体的孔隙水下降速度远跟不上库水位，形成很大的孔隙水压力而造成滑坡。

3.坝坡失稳的防治
由于土石坝坝坡失稳会产生严重的危害，因此，必须加强对土石的维护管理，提高对土石坝稳定性的检测技术，加大检查力度，以便及时发现坝坡失稳，提早防治，将坝坡失稳带来的危害降低到最小。

以下几点建议是笔者结合实地考察、资料研究和自身经验得
出的解决土石坝坝坡失稳问题的对策，以供同行参考借鉴。

（1）对于已建水库，要结合原始的坝体和坝基物理力学指标、施工、筑坝土料控制、碾压质量、接缝处理等综合分析，选取可靠的计算参数，条件允许时可进行现场取样试验，取得物理力学指标作为计算参数，作为坝坡稳定安全复合时的设计指标。

了解库区已有滑坡和崩塌的地点，不同岩层特别是软弱泥质岩层的发布，查明附近有无断层、断裂。

以利于根据实际情况采取相应措施进行处理整治。

（2）研究重点区的地质情况，预测可能滑坡的地点和规模。

对可能滑坡的库岸，通过钻孔了解滑体的厚度和滑动面的位置，确定滑动面抗剪强度。

然后结合地质、地貌分析，确定若干滑动面，并进行岸坡的稳定计算和模型试验，以论证岸坡是否稳定，并对可能滑动地段估算其滑落体积。

（3）修筑支挡工程。

若土石坝在修建时使坝体的上半部分结构体积较大而坝基部分体积较小时，易使坝坡失稳，产生滑坡，这种情况下可以采用削坡减重的方法，使土石坝的重心降低，提高坝坡稳定性。

而当因失去支撑而滑动较快的滑坡，可采用修筑支挡工程的办法，增加滑坡的重力平衡条件，使滑体迅速恢复稳定。

（4）改善滑动带的土石性质。

一般采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学方法对滑坡进行整治。

由于滑坡成因复杂，影响因素多，因此需要上述几种方法同时使用，综合治理，方能达到目的。

通过一定的工程技术措施，改善边坡岩土体的力学强度，提高其抗滑力，
减小滑动力。

（5）边坡人工加固。

常用的方法有：①修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体；②钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程；
③预应力锚杆或锚索，适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡；④固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度。

（6）合理地进行震区工程建设。

库区建筑应尽量避开滑坡，在设计上尽可能少对边坡进行开挖，严禁盲目乱开、乱采和乱堆废矿渣以防止破坏山体的稳定性。

保护植被是防止水土流失的一种有效方法，它不仅可以防止滑坡和泥石流的发生，还可以改善生态环境。

（7）限制库水位降落过快。

在管理运用期间，要做好调度运用计划，按照计划执行，防止水库大量宣泄，水位降落快，以致坝内渗水不能及时排除，产生反向渗透压力，造成裂缝，严重者滑坡。

土坝建后，在运行期间，发现坝基有淤泥层未处理，出现坝体滑坡裂缝，可以采取放缓坝坡。

如果淤泥层含水量过高，也可以采用滤水并辅以排水反滤固结。

（8）当地基处理不彻底，渗透稳定遭到破坏，产生流土、管涌时，则应在坝的上游加强防渗措施，在下游做好反滤导渗减压设施，以控制坝基渗流稳定，防止产生裂缝坍陷。

坝面上不得堆存大量料物，特别是上下游马道上，以免造成裂缝滑坡。

防止坝下游坡脚滤水坝址被淤塞，排水不畅，坝体浸润线抬高，坝坡渗水，土料抗剪强度减低而出现裂缝，影响坝坡的稳定。

在坝下游坡渗水区内，设置纵横向排水沟，填入反滤料，以利排水，降低浸润线，稳固坝坡。

4.结语
土石坝是目前我国水利工程建设中应用最为广泛的一种堤坝结构，保证其坝坡的稳定对于提高水利工程的经济效益和社会效益有着重大的意义，同时坝坡的稳定也能够保证下游居民的人身财产安全。

因此，对于土石坝的坝坡稳定分析是很有必要的，通过对坝坡稳定的分析，可以明确产生坝坡失稳滑坡的因素，以利于水利技术人员针对不同的情况采取有效措施进行防范治理，最大程度的保证土石坝的稳定，降低坝体失事的发生率。

[科]。