水利工程中土石坝边坡稳定分析和设计.pdfVIP

水利工程中土石坝边坡稳定分析和设计 邓七生， 余启清 身份证号码： ； 身份证号码： 摘 要： 在我国水利工程的建设与施工过程中， 土石坝属于一种极为常见的建筑 结构， 也是十分重要的水工建筑物， 在水利工程建筑中有着举足轻重的 地位。通常而言， 土石坝结构具有较强的稳定性， 其施工工序也比较简 单， 因而在大部分水利工程中获得广泛应用， 特别是北方地区。同时， 土 石坝也存在一定缺点， 土石坝边坡容易出现不稳定现象， 而土石坝边坡 的不稳定现象会影响整体工程的安全性。本文根据水利工程中土石坝 相关知识进行阐述， 并指出存在的问题及原因， 提出水利工程土石坝的 设计与防治要点。 关键词： 水利工程 土石坝 边坡稳定 设计要点 水利工程建设与发展同我国国民经济有直接联系， 同时， 建立并完 善水利工程中土石坝的设计理念和方法， 可有效发挥土石坝结构的有 点， 避免其缺陷。虽然土石坝结构建筑具有取材方便、 施工简单且经济 性良好， 然而其边坡容易发生不稳定现象， 从而对整个水利工程的质量 和安全性造成了严重威胁 。一般而言， 土石坝结构坝体在小型水利 工程中较为常用， 而对于小型水利工程来讲， 以土石坝作核心水利工程 建筑即可满足水利工程的运行需求。土石坝属于一种将石料与土料作 为施工材料修建的大坝， 在长期水流的作用下， 容易出现坝坡不稳定现 象。导致土石坝坝坡不稳定的原因， 除上述作用外， 还有环境作用、 人 为作用等。 土石坝的概念及其在水利工程中的施工优势 土石坝是坝体结构中的其中一种， 属于工程建筑基础设施范畴。 在土石坝的建造过程中， 主要采取土料和石料作为建筑材料。同时， 通 过抛填、 碾压和灌注将其筑成挡水状， 从而使得土石坝发挥其挡水作 用。我国对于水利工程建筑的研究已有多年历史。在土石坝发展初 期， 就已经呈现出其优势。经多年研究， 水利工程事业日益凸显， 逐渐 成为我国国民经济中重要行业。其中， 土石坝技术获得技术人员广泛 推崇与高度青睐， 并将其广泛应用于实际水利工程的建造中。自 世 纪至今， 土石坝结构在水利工程建筑中极度盛行， 并并发挥了极大贡 献。 土石坝在水利工程建筑中具有以下施工优势： 首先， 由于土石坝结 构一向受施工人员重视， 其在技术方面与施工理念上均取得显著成效， 为土石坝建筑工作奠定了坚实基础。由土石坝结构施工材料及建造中 可知， 土石坝施工简单， 其材料较为廉价且容易获得， 因而土石坝结构 的施工成本较低。同时， 如果施工人员对土石坝相关知识认识不足， 容 易造成严重工程事故， 从而影响社会经济的持续发展。虽然土石坝在 施工与管理工作上所涉及的范围比较广阔， 但相反， 经济的发展同样会 促使土石坝结构施工工程的顺利进行， 这是土石坝的另一项施工优势。 土石坝的坝坡稳定问题及原因分析 土石坝的坝坡失去稳定性的影响 在树立工程中， 土石坝的作用是极为重要与关键的。如果土石坝 坝体结构中出现问题， 或者土石坝的坝坡发生滑坡与失稳现象， 会为整 个水利工程造成危害， 甚至发生土石坝垮塌事故， 为中下游的居民财产 及生命安全造成严重威胁。此外， 如果土石坝的坝坡失去稳定， 还会影 响当地地下水的地位， 从而严重破坏水利工程的整体结构。从水利工 程长期发展现状和工程实际情况来看， 土石坝一定发生坝坡失稳， 其所 造成的危害及影响十分严重。因此， 土石坝的坝坡稳定性情况必须得 到高度重视。 土石坝的坝坡失去稳定性的原因分析 土石坝的坝坡失稳现象会引发滑坡等严重事故， 从而造成极为恶 劣的社会影响。然而， 引发土石坝坝坡“ 失稳” 的成因并非单独一种， 而是有许多种因素综合导致的。具体而言， 影响土石坝坝坡失稳的因 素可分为人为因素与自然因素两种。具体分析如下： 人为因素主要包括两方面。其一， 是土石坝的施工与维护方面的 因素； 其二， 是同土石坝没有直接关系的因素。土石坝施工与维护因 素， 指的是在土石坝修建过程中， 其施工技术较差， 施工人员并未严格 根据土石坝的施工质量要求进行作业， 而施工管理人员也未充分发挥 其职能作用， 没有对土石坝施工质量进行严格监控 。施工人员未在 土石坝的运行期间做好相关养护工作与病险修复工作， 导致土石坝长 期保持带病运行的状态， 从而进一步加剧土石坝的坝坡失稳问题严重 性。第二种人为因素指的是， 在土石坝的周围开展某些影响土石坝坝 坡的稳定性的工程活动， 如在土石坝周围建立工厂、 修建公路或者开山 凿洞等， 或者是土石坝所在地的排水量骤然增大， 增加了坝体容重， 或 是在放水的时候未将水速控制好， 导致下位的下降速度过快等， 均会在 一定程度上影响土石坝坝坡的稳定性。 自然因素指的是土石坝所处地区的自然环境中各种因素， 主要包 括风力作用、 地震作用、 水流冲击作用及其他自然因素作用等。此外， 自然因素指土石坝自身结构中存在的问题因素， 如在修建土石坝的过 程中没有确保土石坝内部结构稳定性， 导致土石坝坝坡与坝体存在质 量隐患， 同时降低咯其对于外界各类作用力的抵抗能力， 最终加速了土 石坝坝坡及坝体结构的瓦解， 使土石坝内部土体或者岩石受到一定程 度的软化作用， 从而发生滑坡现象。 水利工程中土石坝边坡稳定性设计与防治要点 因土石坝坝坡失去稳定性会造成恶劣影响， 因而必须加强对于土 石坝的边坡稳定性的管理， 并提高对于土石坝稳定性监测技术水平， 提 高检查力度， 以便于及时发现土石坝边坡的失稳问题， 进而早日预防和 治理， 在最大程度上降低土石坝坝坡失稳所造成的危害性 。 首先， 对于已经建成的水利工程， 需结合最原始的坝基与坝体施 工、 物理学指标、 碾压质量、 筑坝施工材料的控制与接缝处理等数据分 析， 并选取相应计算参数， 在条件允许的情况下进行土石坝现场取样， 获得相关物理学指标做计算参数， 并将其作为设计土石坝时确保坝坡 稳定的相应指标。掌握水利工程中已有的崩塌与滑坡地点， 并查明附 近是否存在断裂或者断层问题， 尤其是软弱的泥质岩石分布， 以便于根 据土石坝实际情况进行整治处理。 其次， 修建支挡工程。如果在修建土石坝的时候， 坝体上半部分的 结构体积比较大， 而坝基体积相对较小时， 容易导致土石坝边坡失稳， 从而出现滑坡现象。对此可采取削减坝坡的方法以减轻其重量， 降低 土石坝中心， 最终提高土石坝边坡稳定性。对于失去支撑且滑动速度 较快的土石坝滑坡， 可通过修建支挡工程， 增加滑坡稳定性。 最后， 改善土石坝滑动地带土石性质。通常采取爆破灌浆法与焙 烧法等手段整治滑坡。因滑坡的成因比较复杂， 需采取综合方法达到 治理目的。施工队伍可采取一定工程技术措施， 改善土石坝边坡的力 学强度， 减小其滑动力， 提高其稳定性。 结语 综上所述， 在我国水利工程中， 土石坝是其重要堤坝形式之一， 确 保土石坝稳定性， 对于我国社会效益及经济效益有重要意义。土石坝 具有寿命长、 结构简单、 造价低、 适应力强、 施工管理方便等优势， 因而 受到广泛应用。同时， 土石坝的稳定是保障水利工程安全性的关键， 因 而在建造土石坝过程中其确保稳定性的相