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摘要：土石坝的建筑自古以来就一直存在，土石坝作用是挡水，但大坝的挡水和渗流是并列存在的。从无数的工程实践中得知，水闸以及土坝的破坏大多是由渗流引起的，渗流已经成了安全问题的直接隐患，给人民财产造成巨大损失，因此渗漏的破坏作用造成的损失不得不引起我们的重视。所以，找出合理的解决办法，是十分必要的。本文详细分析了土石坝存在的安全隐患及成因，提出了土石坝除险加固措施。
关键词：土石坝；安全隐患；处理措施
1.造成安全隐患的原因
1.1 规划、勘测、设计方面
1.1.1基本资料不切实际。
1.1.2设计计算采用的基础数据不准确。
1.1.3工程设计布局方面存在缺陷。
1.2运行存在的问题
1.2.1大多数土坝的迎水坡为干砌石护坡，因施工铺砌不牢、厚度和重量不够，加上经几十年风浪的冲刷、侵蚀，导致护坡变形、滑落，甚至大面积被冲毁，严重影响大坝安全。
1.2.2大部分土坝因长期缺乏必要的养护，普遍存在白蚁和鼠害问题，蚁窝、鼠洞一定程度上造成了贯穿坝体上、下游的洞穴，形成渗漏通道，危及大坝安全。
1.2.3大部分水库因管理人员不落实和经济效益等问题，对放水涵管及其开关设备、溢洪道建筑物和闸门启闭设备等，几乎从建成至今未进行岁修和养护，使原本小问题的缺陷经日积月累的冲刷、气蚀、渗漏等而成为较大的安全隐患。
2.土石坝存在的安全隐患问题
从土石坝的安全检查情况表明，存在如下几个主要问题：
2.1护坡质量差。迎水坡多为干砌石护坡，背水坡为草皮护坡。由于历史条件所限和管理工作滞后，造成大多数小型水库迎水护坡残缺不全，或零乱不整齐，有的甚至没有干砌石护坡。因缺乏岁修，迎水坡和背水坡杂草丛生，有的坝面生长的小树高达3～4m；
2.2放水涵管及开关设备问题。小型水库放水涵管结构形式多为瓦管、浆砌石方涵、或少筋混凝土管等，管径多在30～100cm；放水开关设备多为转动门盖或斜放管。因当时物质条件和施工技术条件所限，涵管普遍存在蜂窝、老化、不均匀沉陷、断裂、破裂等现象，因而引至涵管内外渗漏、淘空、跌窝、放水开关启闭不灵，有的开启不了或开启后关不了或关闭后漏水严重，斜放管普遍存在沉陷、裂缝、破裂、缺口，管口密封性差，渗漏量大等问题；
2.3溢洪道建筑物不完善。绝大部分水库溢洪道的泄洪能力不能达到设计要求，土溢洪道或半土石溢洪道，抗冲刷和泄洪能力差，有的生满杂草，有的溢洪道进口段、陡坡段高度不够， 消能设施设置不合理或不完善，混凝土、浆砌石质量差，有些还存在不均匀沉陷而导致边墙失稳、倾斜、裂缝等，有些溢洪道出口的归河段淤积严重，或无明显的归河段使洪水归槽，一旦泄洪，洪水多数会冲刷坝脚，或涌水漫坝危及大坝安全；
2.4有相当部分水库存在洪水标准偏低，缺乏必要的坝体浸润线、渗流量和沉陷、位移等的观测设施，有些水库的集雨面积、库容、水位等基本资料数据与实际不符，甚至相差甚远；
2.5经抽查选取具有代表性的土坝，通过坝体坝坡稳定计算分析，结果表明，抽查计算的坝体安全系数在0.8～1.0，均小于最小安全系数1.15的要求。
3.土石坝除险加固措施
3.1鉴于水库普遍存在基本数据不清、不全或洪水标准偏低的问题。在处理病险水库时应首先通过调查研究，核实、校验、补充、修正集雨面积、库容和水文、水力计算等有关参数，执行现行洪水标准，按我省新颁布的洪水计算方法复核洪水和调洪演算，结合坝坡稳定分析计算，确定坝顶高程、坝坡坡比和溢洪道、输水涵的有关边界尺寸。
3.2处理坝基和坝体渗漏问题，有针对性地采取相应措施：
3.2.1处理坝基渗漏，一般可采用粘土截水墙、粘土防渗铺盖、土工膜防渗、惟幕灌浆等截水措施，同时可采用排水井、反滤排水体、反滤盖重、反滤排水体和盖重结合等排水措施。
3.2.2对迎水坡偏陡、库水位易于放空的土坝可采取防渗土工膜截渗。而对局部洞隙或因填土土质差、填土松散而引起渗漏的坝体，一般宜采用充填式灌浆或劈裂灌浆。土工膜防渗效果良好，施工方便，比较经济。后者施工技术要求高，设备较复杂，但对坝体整体渗漏处理，其防渗效果也很好。导渗措施，可采用坝坡开沟导渗、坝坡培厚导渗、反滤体排渗等。对坝面散浸、牛皮涨，但未引起坝坡失稳时可采取开沟导渗措施，而对因散浸、牛皮涨等引起失稳的坝坡可采用培厚导渗措施，而对渗漏逸出点较低的坝坡脚渗漏可采取反滤体排渗措施。
3.3可采用迎水坡坝头粘土铺盖防渗法、坝头山体与坝体间设截水墙法、坝头
坝体灌浆截渗法等。在做“上堵”措施同时可在下游岸坡浇坝渗流的出口段，设置导渗排水反滤层或反滤沟，当采取坝后坡培厚加固坝体时，宜在原坝下游坝端与山体交接处设置排水反浊暗沟，以排除浇坝渗水。
3.4对坝体单薄，坝坡稳定安全系数还不到规范要求的坝，应在进一步搞清坝体物力学参数后，通过渗流和稳定分析计算，确定坝体加固方案。坝坡加固，一般要采取坝后坡培厚加固方案。当前坡和后坡稳定系数达不到要求时，可采取前坡削坡、后坡培厚的加固措施。对仅前坡稳定系数未达要求时，可结合前坡护坡加固综合考虑采用上半坡适当削坡，下半坡适当加厚反滤料和块石的措施来解决边坡稳定。
3.5放水涵管存在问题的处理：
3.5.1进水口空蚀问题。空蚀主要是由水流边界不合理、突变陡落、结构表面粗糙和通气不足引起的。因此，应在加固处理病变部位时，采取相应的措施，如尽量改善流态，使建筑物边界和水流平顺，尽量采用曲线形弯道，减少突变，增加材料表面强度和光滑度，合理设置通气管，管径不宜太小，安装要牢固，管口要有防护罩网等；
3.5.2管身渗漏、裂缝、断裂处理：涵管渗漏、裂缝可采用充填灌浆法、管内衬钢管或玻璃钢补强等措施。如果断裂严重，应考虑更换涵管，施工可采用顶管法或破坝重建。对伸缩缝老化渗漏、局部裂缝、断裂程度较轻者可采取内衬钢圈或玻璃钢补强处理。
4.防渗措施
4.1水平防渗
在对小型土石坝的坝基进行防渗时，通常会采用这种方式，主要的方法就是用粘土铺盖上游河床，将铺盖后的河床与坝身相连结，目的是可以延长渗径，从而降低渗漏的损失，减小渗流坡度。但是当坝基的覆盖层很厚时，就很难采用垂直的防渗设施，并且造价也很昂贵，所以这个时候适宜使用铺盖防渗的方法。
4.2垂直防渗
4.2.1帷幕灌浆这种方法在岩石坝基的防渗中经常被使用，实施前要考虑周遭的地质条件，并且要经过试验验证，来决定孔距深度和排距深度，还要计算坝基的可灌性和浆液的渗入范围。
4.2.2高压喷射灌浆这种方法利用喷射装置喷射出具有高压的水柱，先破坏要进行灌浆的地层结构，同时将浆液按照预先射击的方向以及厚度灌入，务必使浆液和地基能密切的连结，二者形成一个连续体，作为防渗的帷幕体。
4.2.3土工合成材料这种合成材料主要用于坝体或者岸坡的防渗。所谓的土工合成材料，即为那些土工织物以及土工膜，在土石坝的上游面铺设这种材料，再加以粘土做垫层，用土工膜和垫层的摩擦系数来控制坝坡的坡度。
4.2.4混凝土防渗墙这种方法适用于坝基较厚的情况，利用器械在坝体或者坝基上挖槽、孔，深度要适中，在用砂石或者是砾石筑成的坝基和坝体上，深度以达到基岩的若风化层为准，然后向槽或者孔内浇筑浆液，一般采用混凝土，将二者连结，形成一体的混凝土墙，可以很好的起到防渗作用。
4.2.5土质防渗体土质防渗体是土石坝防渗中使用最为普遍的一种防渗结构，这种防渗体多采用粘土进行填筑，因为粘性土的渗透系数相对于建筑坝壳的材料来说，要小得多，可以使坝体的渗透量降低，稳定渗流。
5.结束语
土石坝因其具有就地取材，施工简单，价格低廉而应用广泛，但由于自身强度低，抗剪能力小、颗粒间空隙大等原因，极易发生裂缝、渗漏、及护坡破坏等现象。
参考文献：
[1] 汝乃华；大坝事故与安全-土石坝[M]中国水利水电出版社.
[2] 牛运光.试论病险水库加固措施[J].中国水利，2002，（6）：56-591.
关键词：土石坝；安全隐患；处理措施
1.造成安全隐患的原因
1.1 规划、勘测、设计方面
1.1.1基本资料不切实际。
1.1.2设计计算采用的基础数据不准确。
1.1.3工程设计布局方面存在缺陷。
1.2运行存在的问题
1.2.1大多数土坝的迎水坡为干砌石护坡，因施工铺砌不牢、厚度和重量不够，加上经几十年风浪的冲刷、侵蚀，导致护坡变形、滑落，甚至大面积被冲毁，严重影响大坝安全。
1.2.2大部分土坝因长期缺乏必要的养护，普遍存在白蚁和鼠害问题，蚁窝、鼠洞一定程度上造成了贯穿坝体上、下游的洞穴，形成渗漏通道，危及大坝安全。
1.2.3大部分水库因管理人员不落实和经济效益等问题，对放水涵管及其开关设备、溢洪道建筑物和闸门启闭设备等，几乎从建成至今未进行岁修和养护，使原本小问题的缺陷经日积月累的冲刷、气蚀、渗漏等而成为较大的安全隐患。
2.土石坝存在的安全隐患问题
从土石坝的安全检查情况表明，存在如下几个主要问题：
2.1护坡质量差。迎水坡多为干砌石护坡，背水坡为草皮护坡。由于历史条件所限和管理工作滞后，造成大多数小型水库迎水护坡残缺不全，或零乱不整齐，有的甚至没有干砌石护坡。因缺乏岁修，迎水坡和背水坡杂草丛生，有的坝面生长的小树高达3～4m；
2.2放水涵管及开关设备问题。小型水库放水涵管结构形式多为瓦管、浆砌石方涵、或少筋混凝土管等，管径多在30～100cm；放水开关设备多为转动门盖或斜放管。因当时物质条件和施工技术条件所限，涵管普遍存在蜂窝、老化、不均匀沉陷、断裂、破裂等现象，因而引至涵管内外渗漏、淘空、跌窝、放水开关启闭不灵，有的开启不了或开启后关不了或关闭后漏水严重，斜放管普遍存在沉陷、裂缝、破裂、缺口，管口密封性差，渗漏量大等问题；
2.3溢洪道建筑物不完善。绝大部分水库溢洪道的泄洪能力不能达到设计要求，土溢洪道或半土石溢洪道，抗冲刷和泄洪能力差，有的生满杂草，有的溢洪道进口段、陡坡段高度不够， 消能设施设置不合理或不完善，混凝土、浆砌石质量差，有些还存在不均匀沉陷而导致边墙失稳、倾斜、裂缝等，有些溢洪道出口的归河段淤积严重，或无明显的归河段使洪水归槽，一旦泄洪，洪水多数会冲刷坝脚，或涌水漫坝危及大坝安全；
2.4有相当部分水库存在洪水标准偏低，缺乏必要的坝体浸润线、渗流量和沉陷、位移等的观测设施，有些水库的集雨面积、库容、水位等基本资料数据与实际不符，甚至相差甚远；
2.5经抽查选取具有代表性的土坝，通过坝体坝坡稳定计算分析，结果表明，抽查计算的坝体安全系数在0.8～1.0，均小于最小安全系数1.15的要求。
3.土石坝除险加固措施
3.1鉴于水库普遍存在基本数据不清、不全或洪水标准偏低的问题。在处理病险水库时应首先通过调查研究，核实、校验、补充、修正集雨面积、库容和水文、水力计算等有关参数，执行现行洪水标准，按我省新颁布的洪水计算方法复核洪水和调洪演算，结合坝坡稳定分析计算，确定坝顶高程、坝坡坡比和溢洪道、输水涵的有关边界尺寸。
3.2处理坝基和坝体渗漏问题，有针对性地采取相应措施：
3.2.1处理坝基渗漏，一般可采用粘土截水墙、粘土防渗铺盖、土工膜防渗、惟幕灌浆等截水措施，同时可采用排水井、反滤排水体、反滤盖重、反滤排水体和盖重结合等排水措施。
3.2.2对迎水坡偏陡、库水位易于放空的土坝可采取防渗土工膜截渗。而对局部洞隙或因填土土质差、填土松散而引起渗漏的坝体，一般宜采用充填式灌浆或劈裂灌浆。土工膜防渗效果良好，施工方便，比较经济。后者施工技术要求高，设备较复杂，但对坝体整体渗漏处理，其防渗效果也很好。导渗措施，可采用坝坡开沟导渗、坝坡培厚导渗、反滤体排渗等。对坝面散浸、牛皮涨，但未引起坝坡失稳时可采取开沟导渗措施，而对因散浸、牛皮涨等引起失稳的坝坡可采用培厚导渗措施，而对渗漏逸出点较低的坝坡脚渗漏可采取反滤体排渗措施。
3.3可采用迎水坡坝头粘土铺盖防渗法、坝头山体与坝体间设截水墙法、坝头
坝体灌浆截渗法等。在做“上堵”措施同时可在下游岸坡浇坝渗流的出口段，设置导渗排水反滤层或反滤沟，当采取坝后坡培厚加固坝体时，宜在原坝下游坝端与山体交接处设置排水反浊暗沟，以排除浇坝渗水。
3.4对坝体单薄，坝坡稳定安全系数还不到规范要求的坝，应在进一步搞清坝体物力学参数后，通过渗流和稳定分析计算，确定坝体加固方案。坝坡加固，一般要采取坝后坡培厚加固方案。当前坡和后坡稳定系数达不到要求时，可采取前坡削坡、后坡培厚的加固措施。对仅前坡稳定系数未达要求时，可结合前坡护坡加固综合考虑采用上半坡适当削坡，下半坡适当加厚反滤料和块石的措施来解决边坡稳定。
3.5放水涵管存在问题的处理：
3.5.1进水口空蚀问题。空蚀主要是由水流边界不合理、突变陡落、结构表面粗糙和通气不足引起的。因此，应在加固处理病变部位时，采取相应的措施，如尽量改善流态，使建筑物边界和水流平顺，尽量采用曲线形弯道，减少突变，增加材料表面强度和光滑度，合理设置通气管，管径不宜太小，安装要牢固，管口要有防护罩网等；
3.5.2管身渗漏、裂缝、断裂处理：涵管渗漏、裂缝可采用充填灌浆法、管内衬钢管或玻璃钢补强等措施。如果断裂严重，应考虑更换涵管，施工可采用顶管法或破坝重建。对伸缩缝老化渗漏、局部裂缝、断裂程度较轻者可采取内衬钢圈或玻璃钢补强处理。
4.防渗措施
4.1水平防渗
在对小型土石坝的坝基进行防渗时，通常会采用这种方式，主要的方法就是用粘土铺盖上游河床，将铺盖后的河床与坝身相连结，目的是可以延长渗径，从而降低渗漏的损失，减小渗流坡度。但是当坝基的覆盖层很厚时，就很难采用垂直的防渗设施，并且造价也很昂贵，所以这个时候适宜使用铺盖防渗的方法。
4.2垂直防渗
4.2.1帷幕灌浆这种方法在岩石坝基的防渗中经常被使用，实施前要考虑周遭的地质条件，并且要经过试验验证，来决定孔距深度和排距深度，还要计算坝基的可灌性和浆液的渗入范围。
4.2.2高压喷射灌浆这种方法利用喷射装置喷射出具有高压的水柱，先破坏要进行灌浆的地层结构，同时将浆液按照预先射击的方向以及厚度灌入，务必使浆液和地基能密切的连结，二者形成一个连续体，作为防渗的帷幕体。
4.2.3土工合成材料这种合成材料主要用于坝体或者岸坡的防渗。所谓的土工合成材料，即为那些土工织物以及土工膜，在土石坝的上游面铺设这种材料，再加以粘土做垫层，用土工膜和垫层的摩擦系数来控制坝坡的坡度。
4.2.4混凝土防渗墙这种方法适用于坝基较厚的情况，利用器械在坝体或者坝基上挖槽、孔，深度要适中，在用砂石或者是砾石筑成的坝基和坝体上，深度以达到基岩的若风化层为准，然后向槽或者孔内浇筑浆液，一般采用混凝土，将二者连结，形成一体的混凝土墙，可以很好的起到防渗作用。
4.2.5土质防渗体土质防渗体是土石坝防渗中使用最为普遍的一种防渗结构，这种防渗体多采用粘土进行填筑，因为粘性土的渗透系数相对于建筑坝壳的材料来说，要小得多，可以使坝体的渗透量降低，稳定渗流。
5.结束语
土石坝因其具有就地取材，施工简单，价格低廉而应用广泛，但由于自身强度低，抗剪能力小、颗粒间空隙大等原因，极易发生裂缝、渗漏、及护坡破坏等现象。
参考文献：
[1] 汝乃华；大坝事故与安全-土石坝[M]中国水利水电出版社.
[2] 牛运光.试论病险水库加固措施[J].中国水利，2002，（6）：56-591.