关于水利工程事故地质诱因的统计分析.doc

关于水利工程事故地质诱因的统计分析【摘要】水利工程是我国的基础性设施之一， 水利工程事故不仅直接影响水利工作功能的实现，也 给人民生命财产安全带来威胁从地质因素方面统计 分析，可以得出，大多数水利工程事故是由于坝基渗 透变形所致，本文主要就此方面进行探讨，并提出解 决措施，为我国水利工程建设提供一定的参考关键词】水利工程事故；地质诱因；分析；渗 透变形水利工程是我国重要的基础设施之一，在供水、 发电、农田灌溉、防洪、抗旱以及改善生态环境等方 面，都发挥着积极的作用，为我国社会经济的发展起 到了极大的促进作用水利工程功能的实现，都离不 开蓄水这一基本条件，一些具有复合功能的大型水利 工程的蓄水量甚至会非常大，因此，对水利工程的安 全性要求也越来越高但是，由于地质条件、设计问 题、施工问题、运行和养护管理不当等问题，都很容 易导致水利工程产生缺陷，甚至造成溃坝等重大事故 以大坝水库为例，因为巨大的蓄水量和水压而引发的 地应力的改变及水体的下渗，都会给附近的水文地质 带来影响如果工程建设地的岩石相对较碎，而且也 未进行加固处理，一旦所蓄水荷载产生的超孔隙水压 力大到一定程度，就可能会诱发事故，而且这种事故 的破坏性通常都是巨大的，损失也是相当严重的，以 往国内、外已均由有先例发生。

一、对水利工程事故地质诱因分析的意义 水利工程事故中地质方面的诱因主要有：区域稳定问题、岩体稳定问题、与地下渗流有关的问题和与 侵蚀淤积有关的工程地质问题等四个方面具体来讲， 可分为11类：活断层、地震、水库诱发地震、砂土液 化、地面沉降与地裂缝、斜坡岩土体稳定、地下洞室 围岩稳定、地基岩体稳定、渗透变形、岩溶及岩溶渗 漏等通过分析国外内近500个水利工程事故案例， 可以看到诱发事故的因素很多，而且是互相作用之下 产生的，仅从地质因素角度进行统计分析，受地质条 件诱因影响的案例是248个，占案例总数的49.6%， 其中，多数为坝基渗透变形导致工程实践表明，地 基渗透变形可使岩土体的孔隙增大，承载能力降低， 甚至出现管道空洞，导致地基失稳，这在在闸、坝、 堤防事故中占有很大比例因此，研究坝基岩渗透变 形及其防治措施，是关系到水利工程能否安全运行的 关键问题之一二、导致坝基渗透变形的主要原因及形式 所谓坝基渗透变形，就是指坝基在长期的渗流作用下，土体颗粒流失，导致地基变形，甚至破坏的现 象在一定的地质条件下，水库蓄水期间及蓄水后会 产生渗漏，使堤坝、围堰土体饱和，降低坝体的有效 应力，从而降低抗剪强度，可能导致坝坡失稳。

造成 坝基渗透变形的主要原有两个：（1）由于水库蓄水而 形成的巨大压力差2）有过水通道存在一般来说， 坝基渗流是不可能绝对消除的，只是大小而己，但是， 渗流量大也并不是导致水利工程事故的直接原因，有 许多坂的渗流破坏和事故，是在几乎观察不到有渗流 的情况下发生的，如法国的马尔帕塞薄拱坝和我国的 梅山连拱坝，水库蓄水造成地基中孔隙水压力过高、 地基承载力降低等因素共同作用，是其发生的原因水利工程坝基的渗透变形，主要发生在砂砾石层 和胶结不良的断层破碎带中坝基渗透变形的主要形 式有管涌、流土、接触冲刷，其中以管涌和流土最为 常见一）管涌在砂砾石层中，渗流将土体中细颗 粒带走的现象，在未胶结的断层破碎带中也常发生 当岩层的胶结物是易溶的岩盐、石膏时，在渗流作用 下，胶结物被溶解带走，这种情况称为化学管涌管涌可分为发展性管涌和非发展性管涌，前者破坏性较 大二）流土渗流动水压力使土体表层颗粒呈现 浮动的现象坝基往往由于排水失效，致使下游边坡 逸出部位的动水压力大于土体自重，而导致流土发生 流土一般多发生在表层为弱透水层，下部为强透水的 砂砾石层组成的双层地质结构中此外，工程因素也是导致坝基渗透变形的重要因 素。

比如，在大坝渗流出口处设置反滤层，使渗流技 能顺畅逸出，土层也不会被破坏防治坝基渗透的措施与对策根据坝基渗透变形产生的原因来看，如果要预防 砂土类渗透变形，通常从两方面进行预防，首先是降 低水力梯度；其次是保护渗流出口降低水力梯度可 采用加长渗流途径和排水减压两类措施，渗流出口则 采用特殊结构的反滤层进行保护一）“上堵”措施1、垂直防渗措施防渗墙：（1）混凝土防渗墙在强透水坝基中建 造混凝土防渗墙，彻底截断坝基渗漏通道，是常用的 坝基渗漏处理方法槽段接头处理是防渗墙施工的关 键部位和技术难点，特别是在埋藏深度大、承受水头高、地质条件复杂的深厚覆盖层中，应加以注意2） 粘土防渗墙其抗渗强度较低，在中高坝工程中应用 不多，在处理中低水头土石坝渗漏中，粘土防渗墙具 有造价低、防渗效果较好等优势，广泛应用3）塑 形混凝土防渗墙具有低强低弹高抗渗特性，能适应 较大坝基、坝体变形，有效改善防渗墙整体应力状态 及与其他防渗设施联结部分的应力集中和差异变形 （4）高强混凝土防渗墙适用于高水头、高应力条件 的高项深基础防渗，具有高强低弹高抗特性，保证墙 体具有较高的强度及一定的柔性5）自凝灰浆防渗 墙造孔用水泥和膨松土为主要材料拌合泥浆固壁，造孔完成后，？L （槽）内固凝壁泥浆会自动硬化，形 成防渗墙，因不用清孔，不存在槽孔之间的搭接质量 问题。

灌浆：（1）高压喷射灌浆，优点是机动灵活，可 以直接在地基的某一深度建造符合设计要求的防渗体， 不需要对地基进行开挖2）充填式灌浆利用灌浆 浆液的重力，使浆液注入到坝体的孔隙及空洞内，可 以有效处理坝基渗漏、坝下建筑物渗水、坝坡裂缝 （3）劈裂灌浆将坝体沿坝轴线最小主应力面劈开， 灌注泥浆，形成竖直连续的防渗帷幕，提高坝体的渗 透稳定性和变形稳定性4）膏状稳定浆液具有较 大黏性和较好稳定性，在透水体灌注时浆液扩散范围 可以控制，可避免浆液过多流失，形成的结石强度高， 防渗性好，抗化学溶蚀能力强2、水平防渗措施（1）铺盖广泛用于覆盖层厚，但可灌性差、无 大的集中渗流的地基上，通过增加渗径、减小比降、 减小渗流量达到防渗目的，其防渗效果随着坝使用年 份的增长、库区淤积的增多而逐渐增大2）水下抛 土壤土、粘土等所抛土料在水下浸透、崩解、固结， 形成具有一定防渗能力、抗冲刷能力、满足渗透稳定、 边坡稳定要求的防渗体二）“下排”措施1、 导渗砂槽法适用于散浸严重，浸润线逸出点 较高的均质土坝以及具有铺垫式反滤设备，有造孔机 械，可以适当降低水位施工的土石坝2、 导渗培厚法对坝身渗漏比较严重，散浸面积 大，浸润线逸出点明显高于排水设施且坝身明显单薄 的，可用导渗培厚法处理。

3、 背水侧渗压盖重对覆盖层较薄，坝基渗透压 力较大的坝段效果明显4、 反滤层近年来反滤层材料中应用较为广泛的 为非织造型土工织物，它既可挡土又能排水，它发挥反滤功能主要是由于它能促进天然滤层形成四、结语总而言之，我国水利工程的除险加固工作依然任 重道远因地质因素诱发的事故虽然不是频繁，但是 一旦发生，破怀性就会很大尽管其中的因素错综复 杂，但是渗透变形无疑使最重要的，一旦发现，必须 严格以对，及时处理，防止演变成巨大事故参考文献】[1] 韩斌.刍议水利工程质量管理中存在的问题及对策[J].黑龙江水利科技，2014, 11： 294-296.[2] 杨庆伟.水利工程管理及养护问题的探讨[J]. 河南科技，2014, 24： 203-204.[3] 杜琳琳.水利工程建设中的地质问题分析[J]. 吉林农业，2014, 22： 46.。