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【土石坝事故原因的简要分析】 土石坝渗流的分析方法主要有

来源:亲情文章 时间:2019-06-01 点击: 推荐访问: 事故 事故处理 事故应急

  [摘要]土石坝是应用最广泛的坝型,也是发展最快的坝型,因此对土石坝有关知识的掌握很重要。由于土石坝的筑坝材料等因素造成土石坝有一系列的缺点,使土石坝在溃坝事故中占有极大比例,因此对土石坝事故的了解也是必要的。
  [关键词]土石坝 简介 事故原因分析
  土石坝是由当地土料、石料或土石混合料填筑而成的坝,又称当地材料坝。土石坝是历史最为悠久、应用最为广泛的一种坝型,在我国广泛用作水库的拦河坝及江河湖海的防护堤。在我国建设的8.6万座大坝中,90%以上是土石坝。
  随着土力学、土工试验及大型土石方施工机械、岩土理论、计算技术的发展,土石坝得到进一步扩大,成为当今世界坝工建设中发展最快的一种坝型。
  一. 土石坝简介
  (一)土石坝的特点。
  1.土石坝之所以得到如此广泛的应用和迅速发展,与其自身优势性密不可分:
  (1)土石坝的主要建筑材料的、是土石料,可以就地取材,筑坝材料来源直接、方便;
  (2)土石坝适应地基变形的能力较强,在各种坝型中,对地基要求最低;
  (3)构造简单,施工容易掌握,工作可靠,使用年限也比较长;
  (4)运用管理和维修加高均较方便;
  (5)在交通不便、而当地又有足够土石料的山区,土石坝往往是一种经济的坝型。
  2.土石坝应用中的特点、缺陷
  (1)土石料是透水的,在水库蓄水后水的压力及各种荷载下,坝体和坝基将产生渗流。在渗流影响下,易产生渗透变形。渗流也会使浸润线下土体的有效重量降低,内摩擦力和黏聚力减小。这些对坝体稳定很不利。
  (2)在上下游水面附近及其变动区内,坝坡将会受到冲蚀和淘刷,以致产生局部失稳。以外,雨水的冲刷也可能降低坝体的稳定性。
  (3)在坝体自重和各种荷载作用下,坝体会产生不同程度的变形(沉降),过大的不均匀沉陷会导致坝体开裂或使防渗体结构遭到破坏。
  此外,土石坝极易因气温骤变而产生不利的影响,动物(如白蚁)在坝身内筑造洞穴而形成集中渗透通道,地震区的坝体会在地震力作用下产生裂缝和坍滑。
  (二)土石坝的类型。
  1.土石坝的类型很多。常根据坝高、施工方法、土料的配置及防渗体材料的运用来进行分类。
  按土石坝的高度可分为:高坝(坝高大于70m),中坝(坝高在30m至70m之间),低坝(坝高低于30m)
  按施工方法可分为:碾压式土石坝、抛填式土石坝、水力冲填坝、定向爆破堆石坝等,其中碾压式土石坝应用最广泛。
  按土料在坝体中的配置和防渗体所用的材料又可分为均质坝和非均质坝。
  2.这里主要对均质坝和非均质坝进行论述
  (1)均质坝的坝体主要由一种材料组成,同时起防渗和稳定作用,不再另设专门的防渗体。均质坝的结构简单,施工方便,当坝址附近有合适的土料且坝高不高时可优先采用。
  (2)非均质坝的坝体各部位是用不同的材料填筑的。
  1)心墙坝 坝体的中间部分用透水性的材料做成防渗体(心墙),防渗体的两侧坝体则用透水性较大的材料做成支撑体。心墙位置设在坝体中间的称为心墙坝,稍向上游倾斜的称为斜心墙坝。
  2)斜墙坝 坝体的上游部分用透水性小的材料做成防渗体,下游的部分用透水性较大的土料填筑。斜墙坝的斜墙支撑在坝体上游面,施工干扰较心墙坝小,但斜墙坝的抗震性能和适应不均匀沉陷的能力不如心墙坝。
  3)组合式坝 坝体由多种土料建筑而成。
  二、土石坝事故原因的简要分析
  我国已建成的8.6万座大、中、小型水利水电工程中,水库大坝90%以上为土石坝。据资料统计,土石坝漫顶和坝体失稳是土石坝失事的两个主要原因。在大坝失事事故中,土石坝所占比例高达70.5%,而溃坝事故中,土石坝最多。例如1979年水利部统计的资料显示1959年以来至1979年20年中,土石坝溃坝2925座,堆石坝溃坝17座,而混凝土坝仅有1座溃坝。
  (一)漫顶失事事故。
  1.溃坝失事原因(漫顶失事占事故总数的51.5%)
  (1)由于泄洪能力不足而失事
  (2)由于洪水超设防标准而漫顶
  2.质量问题失事原因(质量问题失事事故总数的38.5%)
  (1)由于坝体渗漏而失事
  (2)由于坝体滑坡而失事
  (3)由于坝体滑坡而失事
  (4)由于溢洪道渗漏而失事
  (5)由于输水洞渗漏或其质量问题而失事
  3.管理不当失事原因(管理不当失事占事故总数的4.2%)
  (1)由于超蓄而降低防洪标准而失事
  (2)由于维护运用不良而失事
  (3)由于无人管理而失事
  4.其他失事原因占事故总数的4.6%
  (二)非溃坝事故类型主要包括裂缝事故、渗漏事故、管涌事故、滑坡塌坑事故、护坡破坏事故、冲刷破坏事故、气蚀破坏事故及白蚁打洞事故等类型。
  (三)土石坝安全现状。
  当前我国土石坝存在的安全问题主要有:工程标准低、质量差、资金投入不足、加固监督迟缓、运行管理不完善、水库工程效益差,对小型水库的安全管理重视不够等几个方面。
  结语:我国是世界上拥有土石坝数量最多的国家之一。已建水库是提高江河防洪标准,利用水资源和改造环境,发展国民经济的重要手段。水库是国家和人民的宝贵财富。我国现有的土石坝在防洪兴利方面发挥了重大的作用,对保障经济建设和人民生命财产安全具有重要意义。另一方面应注意到已建的土石坝还有很多安全问题,时造成大坝事故和失事的潜在根源,应该尽力的予以消除。
  [参考文献]
  [1]麻荣永.土石坝风险分析方法及应用.科学出版社.2004.162-174
  [2]李宗坤,孙明权,郝红科,吴泽宁.水利水电工程概论.黄河水利出版社.2005(10) 53-64
  [3]顾慰慈.土石(堤)坝的设计与计算.中国建材工业出版社,2006(7) 1-6
  (作者单位:郑州大学水利与环境学院)

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