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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）
题 目：土石坝溃坝防治措施研究
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层 次： 专科起点本科
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完成日期： 2021 年9月10日
土石坝是坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型,我国的大坝数量已居世界之首,溃坝率也具前列。溃坝造成的危害巨大,分析和探求土石坝导致溃坝的几种成因和规律,针对性的提出防治溃坝的措施。及时进行除险加固才能确保由土石坝组成的水库趋利避害,长期发挥效益。依据所研究的原因、措施和相关经验，结合陡河沿水库大坝失事的实例，进行了详细的分析，并提出了几点合理的防治措施，包括：增高坝顶高程防止大坝渗流大坝护坡设计泄水建筑物除险加固溢洪道泄槽下游泄洪渠道溢洪道结构加固设计输水建筑物白蚁防治。
关键词：土石坝；溃坝；原因；技术措施
目 录
引 言
我国已建水库多座，居世界第一位，这些水库大坝在防洪、灌溉、发电、供水、改善生态环境等方面发挥着巨大作用，是我国防洪工程体系的重要组成部分，也是保障国民经济可持续性发展的重要基础设施。我国的大坝大多建于世纪一年代，以上为土石坝，建设标准偏低，工程质量差，其中存在不同程度病险的大坝总数超过万座。这些带病运行的大坝，不仅难以发挥应有的工程效益，而且容易酿成溃坝灾难，严重威胁着下游人民的生命财产、基础设施及生态安全。由于设计、施工和管理等多方面的原因，许多大坝都存在不同程度的裂缝、渗漏、滑坡、护坡破坏、动物破坏洞穴等隐患，严重影响水库的正常运行、效益的发挥并对下游人民群众的生命财产构成严重威胁，成为病险水库。准确、及时地评价土石坝的隐患和病害，及时采取处理和加固措施，是当前水利工程管理中巫待解决的一项重要课题。
本文在调查分析研究的基础上，依据土石坝监测资料和近年来土石坝加固处理的理论和成果，应用科学的分析方法，主要研究了以下内容综合分析了我国土石坝发展概况及运行现状，研究分析了土石坝老化病害的类型和成因，分别探讨了土石坝裂缝、渗漏、滑坡、护坡破坏、动物破坏特征及产生的原因，为土石坝除险加固提供了基础对土石坝老化病害所导致的溃坝模式和溃坝概率进行了分析研究，以便在对各工程进行除险加固规划时权衡其轻重缓急，为大坝及时采取相应的预防、维修、加固、改造措施提供了科学依据，并对具体事例进行了溃坝模式和溃坝概率的分析提出了土石坝老化病害预防与处理的综合防治措施。
1 土石坝溃坝的危害
1.1 土石坝的兴建情况
土石坝是最普遍采用的一种坝型，其具有就地取材、节省建筑材料及减少建坝过程远途运输等优点，土石坝的结构设计简单，便于维修和加高、扩建，且由于土石坝的坝身是土石散粒体结构，有适应变形的良好性能，在施工方面的工序较少。因此，不论是在全世界，还是在中国，与其它的坝型相比较，土石坝都占有绝对的优势，与世界土石坝占大坝总数的82.9%，在中国土石坝数量占到大坝总数的93%。
自70年代以来，我国的土石坝建设有了较大的发展，坝高接近200m，坝型仍以碾压式为主，防渗体主要采用土质心墙和混凝土面板，此外，沥青混凝土及土工合成材料防渗体也开始使用。大型土石方机械的发展使在合理工期内完成大型土石坝建设成为可能，推动了我国的土石坝建设。
截止至2000年底的统计，我国已建成大中小水库85120座，总库容5184m3，按照库容进行划分：1亿m3以上的大水库420座，1000万—1亿m3的中型水库2704座，10万—1000万m3的小型水库近8.2万座，数量很大。土石坝无论在兴建数量和兴建高度上都占有较大的比例。目前世界上，高度达到300m的高坝只有两座，都是土石坝，我国兴建的天生桥一级面板堆石坝和水布娅面板堆石坝等都属于高坝范畴。21世纪我国水利水电事业进入大发展时期，一批水利水电工程将在黄河上游、长江上游干流、澜沧江等水力资源开工建设。这些筑坝地点大多处于交通不便和地质条件复杂的地区，施工困难较多，修建土石坝更具有较强的适应性，因此，我国十分重视土石坝进一步推广建设。
1.2 土石坝溃坝的危害
水库溃坝，不仅使工程本身遭受损失，更严重的给下游人民生命财产和经济建设造成灾害，有的造成毁灭性的灾害。淹没下游农田，破坏公共设施，导致建筑物破坏、停水停电等严重影响人民正常生活，严重破坏生态环境，甚至夺走下游群众生命，造成不可估量的损失。重新修建大坝也必将耗费巨额资金。
大坝是水利工程中的挡水建筑物，水库的兴利和除害效益主要是通过大坝存蓄一定库容的水来进行调配发挥的。书库库容蓄水在不同时期的水位不同，但一般总水量会高于原有河流的实时水量，大坝一旦溃决，则水库中大量库容的水将不受水利设施控制，下游的各项防护任务都将失灵，所呈现出较大的洪水流量，冲至下游。尤其是对于一些潜在问题引起的溃坝，未能及时预测和防护，突如其来的流量将造成下游更严重的损失。
1.3 研究课题的提出
我国的土石坝众多，质量也参差不齐，设计施工标准不一。一旦发生溃坝将对河流下游的人民群众的生命安全产生极大的威胁，溃坝使水库、水电站的防洪、蓄水灌溉、供水、发电等一系列产生的效益毁于一旦，严重影响了国民经济和国家建设。因此，切实搞好水利工程管理工作，杜绝事故发生，避免不必要的经济损失和对社会生产生活的严重影响，更好地发挥经济和社会效益，确保水库大坝安全意义十分重大，同时，由于溃坝因素的复杂性，更使这项研究成为水库建设和管理的核心问题。
2 土石坝溃坝的基本原因
造成土石坝溃坝的原因较多，涉及土石坝设计建设、管理和运行等多个方面。而且已建成的土石坝安全情况是不断变化的，洪水、地震及大坝本身存在的各种病害都会直接或间接地影响大坝安全。
表2-1 土石坝溃坝原因分布
溃因 | 案例数目 | 百分比（%） |
漫坝 | 437 | 41.0 |
质量问题 | 442 | 41.5 |
灾害 | 48 | 4.5 |
管理不当 | 9 | 0.8 |
其他 | 6 | 0.6 |
不详 | 123 | 11.6 |
总计 | 1065 | 100.0 |
2.1 土石坝的渗漏
2.1.1 土石坝渗漏的原因
土石坝渗漏按渗漏的部位可分为坝体渗漏、坝基渗漏、接触渗漏和绕坝渗漏等，各类渗漏在设计、施工、运行管理等方面都有较多的因素影响土石坝的渗漏。
（1）坝体渗漏
渗漏的逸出点在背水面坡或坡脚。
1）坝体结构设计问题。试验资料不足或未经试验，特别是坝体土石料性质的试验数据；坝身尺寸设计单薄，尤其是防渗设施厚度单薄，由于厚度不够致使渗流水力坡降大于其临界坡降时，或者在反滤不符合要求等情况下，使防渗墙体土料流失，最后使斜墙或心墙被击穿，形成渗漏通道；反滤设计存在问题，未按反滤原理进行铺设或未设反滤层，形成心墙等的破坏，形成渗漏。
2）坝体施工质量差。清基不彻底，坝料填筑混杂，不符合坝料设计要求；施工碾压不密实，使坝身水平向透水性远大于垂直向透水性；缺少特殊季节防护措施，防渗体选在雨季施工而使大坝本身防渗质量降低，或冬季施工而出现冻土等，导致渗漏。
3）管理不到位。坝体出现的渗漏、管涌等情况，未及时研究其产生原因和处理办法，行历时长，产生老化问题。
