水庫滑坡機理分析與防治對策

孫燦

摘 要：在國民經(jīng)濟的發(fā)展進程中，興建了大量的水庫，它們不僅可以起到防洪度汛的作用，還可以蓄水灌溉，為周邊的民眾提供安全可靠的飲用水，顯著提高了水利資源的利用率。但是水庫由于其長時間處在水環(huán)境中，受到很多自然因素的影響，在建設(shè)以及使用當中存在一定的安全風險，尤其是滑坡現(xiàn)象，它一方面會影響到水庫整體的質(zhì)量安全，甚至引發(fā)潰壩事故，另一方面也威脅著水庫周邊百姓的生命財產(chǎn)安全。因此，針對誘發(fā)水庫滑坡的原因采取相應(yīng)的防治對策是當前水庫建設(shè)中的重要任務(wù)。文章主要對水庫滑坡機理展開深入分析，并提出一定的防治措施，為消除水庫滑坡隱患提供借鑒。

關(guān)鍵詞：水庫滑坡；滑坡機理；防治措施

中圖分類號：TV697.3 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）12-0133-02

Abstract： In the course of the development of national economy， a large number of reservoirs have been built， which can not only play the role of flood prevention and flood control， but also can store water for irrigation， provide safe and reliable drinking water for the people around， and significantly improve the utilization rate of water resources. However， because the reservoir is in the water environment for a long time and is affected by many natural factors， there are certain safety risks in the construction and use of the reservoir， especially the landslide phenomenon. On the one hand， it will affect the overall quality and safety of the reservoir.， even trigger dam break accident. On the other hand， it also threatens the safety of people's lives and property around the reservoir. Therefore， it is an important task of reservoir construction to take corresponding prevention and cure measures against the causes of reservoir landslide. In this paper， the mechanism of reservoir landslide is deeply analyzed， and some preventive measures are put forward， which can be used for reference to eliminate the hidden danger of reservoir landslide.

Keywords： reservoir landslide； landslide mechanism； prevention measures

水庫是一個復雜的水利工程，其滑坡現(xiàn)象也有很多種類，如庫岸滑坡、土石壩滑坡等，不同的滑坡其產(chǎn)生原因也有一定的差異。因此，在對水庫滑坡進行機理分析時要先劃分滑坡的類別，針對不同的滑坡機理采用不同的防治措施，確保水庫滑坡得到正確有效的處理，避免滑坡危害的進一步擴大。水庫滑坡的防治不僅有利于保障水庫的質(zhì)量安全，延長其使用周期，還可以實現(xiàn)經(jīng)濟效益與社會效益的共贏。

1 水庫滑坡的危害性

因為水庫工程要承擔蓄水的功能，所以其建造地點往往集中在高山峽谷中。如果出現(xiàn)庫岸滑坡，首先大量岸邊的巖土會滑入水庫的水中，這會嚴重占據(jù)水庫的庫容，造成水位上漲，從而威脅到水庫大壩的安全，而且?guī)r土中所含的部分物質(zhì)甚至會污染水體。此外，如果滑入水中的巖土體積較大，會在進入水中的時刻造成巨大的涌浪，進而對水庫大壩產(chǎn)生作用力，容易發(fā)生漫頂。如果是土石壩滑坡，則可能誘發(fā)裂縫，甚至潰壩。這兩者都會對水庫的質(zhì)量安全造成破壞，同時會對下游百姓的生命財產(chǎn)安全造成威脅[1]。

2 庫岸滑坡的機理分析與防治對策

2.1 庫岸滑坡的產(chǎn)生原因

水庫庫岸滑坡具體可以分為兩種，一種是滑坡，另一種是崩坍。其中滑坡主要是因為岸坡受到地質(zhì)變化失去穩(wěn)定性而滑動，此類滑坡的規(guī)模不大，速度較小，比較容易反復發(fā)生，危害性稍小；崩坍主要是由于庫岸近地表的結(jié)構(gòu)與基巖的聯(lián)系遭到自然或人為因素破壞，然后產(chǎn)生大體積巖土突發(fā)性下滑，此類滑坡的規(guī)模較大，速度很快，而且具有突發(fā)性，并且會產(chǎn)生沖擊荷載，進而破壞水庫大壩的結(jié)構(gòu)。

庫岸滑坡機理分析：（1）剪切力增大。水庫岸坡容易受到外部因素的影響，如超載堆填棄土或者地質(zhì)活動等都可能會對水庫的坡岸施加作用力，造成庫岸剪切力增大，引發(fā)滑坡。（2）庫岸的土體抗剪強度降低，最為直接的原因是水庫在進行蓄水后，水位會不斷升高，庫區(qū)岸坡下部在浮托力作用下，其基礎(chǔ)的重量會降低，土體泡水軟化或在水庫水位迅速降落、岸坡飽和土內(nèi)形成內(nèi)水壓力，或在水庫蓄水后，有的由于繞壩滲透和岸坡地下水位抬高以及岸坡內(nèi)的軟弱泥質(zhì)巖層的夾泥崩解軟化等，都會使岸坡抗剪強度降低。除此以外，還有受暴雨、地震、河流沖淘、風浪作用以及工程削坡、鉆孔爆破等原因，也會加劇其穩(wěn)定性的破壞，引起滑坡，或再次誘發(fā)已經(jīng)穩(wěn)定的古滑坡體[2]。

2.2 庫岸滑坡的防治對策

（1）地質(zhì)勘探。在對庫岸滑坡進行防治時，首先要對水庫的庫岸地區(qū)有著深刻的了解，只有如此才能深入分析坡岸滑坡的形成原因，并且為防治措施的制定提供參考依據(jù)，做到對癥下藥。因此，滑坡防治對策的第一步為地質(zhì)勘探。具體的方法是：通過無人機遙感技術(shù)，采集水庫庫岸的地理信息，并繪制出最新的地形圖，同時結(jié)合人工實地調(diào)查，深入了解庫岸曾經(jīng)發(fā)生滑坡和崩坍的地段，以及軟弱泥質(zhì)巖層的分布情況，以確保庫區(qū)所在的地理位置是否存在順坡滑動面。（2）深入研究滑坡區(qū)以及潛在滑坡區(qū)。在完成地質(zhì)勘探以后，工作人員需要對收集到坡岸滑坡信息進行整理分析，重點是目前存在滑坡現(xiàn)象的地區(qū)以及曾經(jīng)發(fā)生過滑坡事故的潛在滑坡區(qū)，可以利用平硐和鉆孔等手段對此類地區(qū)的滑體進行探測，主要是采集滑體的深度，確定滑動面的具體位置，從而判斷該岸坡的穩(wěn)定性是否可靠。（3）預防滑坡引起的涌浪現(xiàn)象。考慮到庫岸滑坡會導致水庫水位上漲，如果是更為嚴重的崩坍現(xiàn)象，則會引發(fā)涌浪，形成對水庫大壩具有破壞能量的作用力。面對這種威脅，水庫運行管理方可以限制庫水位，從而確?；w涌浪無法超過壩頂，也無法形成過于巨大的沖擊荷載。另外，如果水庫常年遭到庫岸滑坡的威脅，可以在水庫中另行修建一個專門的泄水建筑物，通過降低庫水位開應(yīng)對滑體涌浪現(xiàn)象，降低涌浪的危害。（4）建造擋墻設(shè)施。如果水庫庫岸滑體的范圍較小，而且厚度有限，特別是一些比較松散土層或坡積層可以通過建造擋墻設(shè)施來實現(xiàn)對滑坡的預防，而且擋墻的建設(shè)也比較經(jīng)濟實惠，目前，在防治庫岸滑坡時常用的擋墻有漿砌石、混凝土擋土墻等[3]。（5）錨固措施。如果水庫庫岸滑坡是比較嚴重的不穩(wěn)定巖層或者巖體滑坡，可以采用錨固措施。該方法主要依賴于預應(yīng)力錨索以錨桿。通常情況下，錨索是由數(shù)根直徑為5～7mm的鋼絲組成，然后放入鉆孔里面，下端用高強度水泥沙漿錨固于穩(wěn)定基巖內(nèi)。錨固深度視需要強度而定。下部錨定后，用油壓千斤頂施加預應(yīng)力[4]。

3 土石壩滑坡的機理分析與防治對策

3.1 土石壩滑坡的形成原因

3.1.1 勘察設(shè)計等前期準備不足

很多土石壩滑坡的發(fā)生原因都與其前期準備工作不足有關(guān)，如：（1）筑壩材料是土石壩的基礎(chǔ)，但是很多土石壩在施工時沒有對材料進行大面積的抽樣檢測，造成壩坡質(zhì)量較差，引發(fā)滑坡。（2）設(shè)計的考慮不周，造成壩坡存在過陡的現(xiàn)象，這在一定程度上會降低壩坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，加劇水體對壩體的滲透，降低壩體土料的抗滑力，最后引起滑坡。（3）沒有設(shè)計完整的護坡，在水位的升降活動中，加劇了水體對壩體的沖刷，也使得壩體滑坡的發(fā)生概率大大增加。（4）缺乏成熟的排水系統(tǒng)，遇到長時間的降雨，大壩無法及時將積水排出，容易造成壩坡土含水量達到最大限制，進而提升了壩體的土體重量，導致滑坡出現(xiàn)。

3.1.2 施工不當促使滑坡形成

壩體施工過程中一些錯誤的做法也是造成滑坡的主要原因。如：（1）在碾壓作業(yè)時，沒有嚴格按照相關(guān)標準執(zhí)行，導致壩坡的碾壓質(zhì)量勉強合格，但是卻無法長時間抵御水的侵蝕滲透。（2）在混凝土澆筑中，新舊混凝土之間存在冷縫，致使兩者無法很好的結(jié)合，而且施工人員也沒有對此進行專門的處理，在投入使用浸水飽和以后，使得滑坡的發(fā)生風險大大加劇。

3.1.3 管理不當造成的滑坡

水庫一旦建成投入使用后便不會停用，除非完全損壞。因此，在實際使用過程中，管理不當也會使得水庫出現(xiàn)滑坡的概率增加。如：（1）水庫在向下游放水時，對放水速度的控制不科學，存在庫水位下降過快的問題，使得水體對壩坡的沖刷加重，從而導致了壩坡滑坡。（2）養(yǎng)護工作欠佳，水庫的病害很大程度上取決于養(yǎng)護工作的程度，不少管理方對水庫的養(yǎng)護不重視，如沒有及時進行裂縫修補，降雨過后沒有及時清除積水，使得雨水滲入裂縫，破壞了壩體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

3.2 土石壩滑坡的防治措施

（1）排水問題。對于因排水設(shè)施堵塞而引起的背水坡滑坡，處理時主要是恢復排水設(shè)施效能，將浸潤線納入排水設(shè)施內(nèi)。其處理方案有增設(shè)壩內(nèi)坡防滲層、壩中防滲墻，外坡加壓導滲，重新處理原反濾排水設(shè)施。在處理原反濾排水設(shè)施時，亦應(yīng)注意分段分批地進行，效能不足的，應(yīng)該擴建。在處理排水設(shè)施中，應(yīng)特別注意濾料的選擇和輔壓坡體、壓重臺等固腳設(shè)施[5]。（2）碾壓問題。對于因壩身填土碾壓不實，浸潤線過高而造成的背水坡滑坡，在有條件放空水庫的情況下， 應(yīng)以上游防滲為主， 輔以下游壓坡、導滲和放緩壩坡，以達到穩(wěn)定壩坡的目的。上游防滲措施一般可在迎水坡增建粘土斜墻。當水庫因故不能放空，并經(jīng)過充分論證和分析比較以后認為有利時，可在壩體內(nèi)做混凝土垂直防滲墻。（3）清淤排水。因壩基有淤泥層或軟弱土層引起的滑坡，最徹底的辦法是將淤泥或軟弱土層全部挖除，或采取排水措施，降低淤泥或軟弱土層的含水量。同時在壩腳用砂石或代料壓重固腳，增加抗滑能力[6]。

4 結(jié)束語

綜上所述，由于引起水庫滑坡的因素有很多，所以其滑坡的類型也有很多種。在處理水庫滑坡時，一定要針對性地展開滑坡的機理分析，做到因地制宜，對癥下藥，讓水庫滑坡的防治措施落到實處。其次，在制定防治措施時，也要考慮到成本因素，盡可能做到就地取材，并且要堅持力求根治的思想，不要在治理滑坡應(yīng)付了事，以免留下安全隱患。目前，中國對水利資源的開發(fā)越來越重視，涌現(xiàn)出大量的水庫工程，因此，有關(guān)單位更要加大對水庫滑坡防治的研究力度，為水庫建設(shè)事業(yè)保駕護航。

參考文獻：

[1]唐智德.青獅潭水庫滑坡體機理分析及治理[J].中國水能及電氣化，2016（8）：58-62.

[2]買合木提·巴拉提，王恩志，劉曉麗，等.二塘溝水庫右岸滑坡體穩(wěn)定性分析[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2013（2）：83-87.

[3]張玉民.水庫滑坡的穩(wěn)定性分析及加固設(shè)計研究[J].太原理工大學學報，2013（5）：660-663.

[4]吳杰.某水庫滑坡穩(wěn)定性分析及防治措施研究[J].中國水運（下半月），2015（1）：163-165.

[5]杜霏.都江堰市磨兒潭水庫滑坡失穩(wěn)機理及防治對策研究[D].西南交通大學，2016.

[6]錢靈杰.三峽水庫滑坡變形響應(yīng)規(guī)律及機理研究[D].成都理工大學，2016.