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【土石壩事故原因的簡要分析】 土石壩滲流的分析方法主要有

來源:親情文章 時間:2019-06-01 點擊: 推薦訪問: 事故 事故處理 事故應急

  [摘要]土石壩是應用最廣泛的壩型,也是發展最快的壩型,因此對土石壩有關知識的掌握很重要。由于土石壩的筑壩材料等因素造成土石壩有一系列的缺點,使土石壩在潰壩事故中占有極大比例,因此對土石壩事故的了解也是必要的。
  [關鍵詞]土石壩 簡介 事故原因分析
  土石壩是由當地土料、石料或土石混合料填筑而成的壩,又稱當地材料壩。土石壩是歷史最為悠久、應用最為廣泛的一種壩型,在我國廣泛用作水庫的攔河壩及江河湖海的防護堤。在我國建設的8.6萬座大壩中,90%以上是土石壩。
  隨著土力學、土工試驗及大型土石方施工機械、巖土理論、計算技術的發展,土石壩得到進一步擴大,成為當今世界壩工建設中發展最快的一種壩型。
  一. 土石壩簡介
  (一)土石壩的特點。
  1.土石壩之所以得到如此廣泛的應用和迅速發展,與其自身優勢性密不可分:
  (1)土石壩的主要建筑材料的、是土石料,可以就地取材,筑壩材料來源直接、方便;
  (2)土石壩適應地基變形的能力較強,在各種壩型中,對地基要求最低;
  (3)構造簡單,施工容易掌握,工作可靠,使用年限也比較長;
  (4)運用管理和維修加高均較方便;
  (5)在交通不便、而當地又有足夠土石料的山區,土石壩往往是一種經濟的壩型。
  2.土石壩應用中的特點、缺陷
  (1)土石料是透水的,在水庫蓄水后水的壓力及各種荷載下,壩體和壩基將產生滲流。在滲流影響下,易產生滲透變形。滲流也會使浸潤線下土體的有效重量降低,內摩擦力和黏聚力減小。這些對壩體穩定很不利。
  (2)在上下游水面附近及其變動區內,壩坡將會受到沖蝕和淘刷,以致產生局部失穩。以外,雨水的沖刷也可能降低壩體的穩定性。
  (3)在壩體自重和各種荷載作用下,壩體會產生不同程度的變形(沉降),過大的不均勻沉陷會導致壩體開裂或使防滲體結構遭到破壞。
  此外,土石壩極易因氣溫驟變而產生不利的影響,動物(如白蟻)在壩身內筑造洞穴而形成集中滲透通道,地震區的壩體會在地震力作用下產生裂縫和坍滑。
  (二)土石壩的類型。
  1.土石壩的類型很多。常根據壩高、施工方法、土料的配置及防滲體材料的運用來進行分類。
  按土石壩的高度可分為:高壩(壩高大于70m),中壩(壩高在30m至70m之間),低壩(壩高低于30m)
  按施工方法可分為:碾壓式土石壩、拋填式土石壩、水力沖填壩、定向爆破堆石壩等,其中碾壓式土石壩應用最廣泛。
  按土料在壩體中的配置和防滲體所用的材料又可分為均質壩和非均質壩。
  2.這里主要對均質壩和非均質壩進行論述
  (1)均質壩的壩體主要由一種材料組成,同時起防滲和穩定作用,不再另設專門的防滲體。均質壩的結構簡單,施工方便,當壩址附近有合適的土料且壩高不高時可優先采用。
  (2)非均質壩的壩體各部位是用不同的材料填筑的。
  1)心墻壩 壩體的中間部分用透水性的材料做成防滲體(心墻),防滲體的兩側壩體則用透水性較大的材料做成支撐體。心墻位置設在壩體中間的稱為心墻壩,稍向上游傾斜的稱為斜心墻壩。
  2)斜墻壩 壩體的上游部分用透水性小的材料做成防滲體,下游的部分用透水性較大的土料填筑。斜墻壩的斜墻支撐在壩體上游面,施工干擾較心墻壩小,但斜墻壩的抗震性能和適應不均勻沉陷的能力不如心墻壩。
  3)組合式壩 壩體由多種土料建筑而成。
  二、土石壩事故原因的簡要分析
  我國已建成的8.6萬座大、中、小型水利水電工程中,水庫大壩90%以上為土石壩。據資料統計,土石壩漫頂和壩體失穩是土石壩失事的兩個主要原因。在大壩失事事故中,土石壩所占比例高達70.5%,而潰壩事故中,土石壩最多。例如1979年水利部統計的資料顯示1959年以來至1979年20年中,土石壩潰壩2925座,堆石壩潰壩17座,而混凝土壩僅有1座潰壩。
  (一)漫頂失事事故。
  1.潰壩失事原因(漫頂失事占事故總數的51.5%)
  (1)由于泄洪能力不足而失事
  (2)由于洪水超設防標準而漫頂
  2.質量問題失事原因(質量問題失事事故總數的38.5%)
  (1)由于壩體滲漏而失事
  (2)由于壩體滑坡而失事
  (3)由于壩體滑坡而失事
  (4)由于溢洪道滲漏而失事
  (5)由于輸水洞滲漏或其質量問題而失事
  3.管理不當失事原因(管理不當失事占事故總數的4.2%)
  (1)由于超蓄而降低防洪標準而失事
  (2)由于維護運用不良而失事
  (3)由于無人管理而失事
  4.其他失事原因占事故總數的4.6%
  (二)非潰壩事故類型主要包括裂縫事故、滲漏事故、管涌事故、滑坡塌坑事故、護坡破壞事故、沖刷破壞事故、氣蝕破壞事故及白蟻打洞事故等類型。
  (三)土石壩安全現狀。
  當前我國土石壩存在的安全問題主要有:工程標準低、質量差、資金投入不足、加固監督遲緩、運行管理不完善、水庫工程效益差,對小型水庫的安全管理重視不夠等幾個方面。
  結語:我國是世界上擁有土石壩數量最多的國家之一。已建水庫是提高江河防洪標準,利用水資源和改造環境,發展國民經濟的重要手段。水庫是國家和人民的寶貴財富。我國現有的土石壩在防洪興利方面發揮了重大的作用,對保障經濟建設和人民生命財產安全具有重要意義。另一方面應注意到已建的土石壩還有很多安全問題,時造成大壩事故和失事的潛在根源,應該盡力的予以消除。
  [參考文獻]
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  [2]李宗坤,孫明權,郝紅科,吳澤寧.水利水電工程概論.黃河水利出版社.2005(10) 53-64
  [3]顧慰慈.土石(堤)壩的設計與計算.中國建材工業出版社,2006(7) 1-6
  (作者單位:鄭州大學水利與環境學院)

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