湛江市水利水电勘测设计院
摘要：土石坝是我国现存最古老也是应用最广泛的坝型之一，但我国的土石坝仍然存在着许多的问题，如滑坡、裂缝和渗漏等，这些都与水库土石坝的设计不到位有直接关系，因此，水库土石坝的设计很有必要。本文就我国的土石坝存在的问题进行分析，针对性的提出土石坝的有关设计要点，从根本上保证土石坝的质量，希望给予广大同行们以借鉴和参考。
关键词：土石坝；险情；渗流
0引言
我国是一个农业大国，农业人口所占的比重非常高，水利工程作为农业发展的命脉，特别是水库在我国的农业生产中起到了至关重要的作用。所以，水库土石坝的设计是很有意义的。下面会对我国现存土石坝存在的问题进一步分析，找出设计重点，从抗洪、抗震、坝基、防滑坡等多方面完善土石坝的设计，确保水库土石坝的质量。
1我国水库土石坝的现状
土石坝是由土料和石料经过拋填和碾压堆筑的挡水坝，土石坝主要靠的是就地取材，因而成本低、适应性强，再加上有良好的抗震性能，寿命比较长，我国得到了广泛的应用。但在现存的土石坝中，因为设计不当错设抗洪数据，不能抵抗洪水的土石坝占三分之一；因为勘测滞后以及施工超前的原因，导致很多土石坝出现问题，严重的发生溃坝。
2 我国土石坝险情分析
2.1土石坝渗漏
土石坝渗漏是我国土石坝经常发生溃坝的主要原因，发生渗漏的种类主要有坝身渗漏、坝基渗漏、接触渗漏、绕坝渗漏。分析现象得到的原因有以下几点：
2.1.1材质不过关。
由于土石坝大多采用就地取材，筑坝的材料很多不过关，存在杂质多且水溶性强的问题，如果材料在施工中碾压的不够紧，也不会得到充分的使用。
2.1.2坝身设计不过关。
坝身设计不过关是导致土石坝渗漏的关键原因，如果坝身设计不够厚导致渗径短，或者排水槽与坝基对冲都会加剧渗漏。
2.1.3排水体不过关。
土石坝通常都会设置排水槽，但如果设计出现问题会使得排水槽堵塞而失效。
2.1.4坝基不过关。
坝基不过关则会通过导致地基沉陷不均匀，坝基挤压变形，进而发生土石坝渗漏。
2.1.5放水设施不过关。
放水设施是指截水槽的尺寸不符合规定，碾压不实或者内部没有压涵管，使得不能和岸坡结合。
2.2土石坝坝体裂缝
坝体裂缝主要是因为清淤不彻底、坝基防渗措施失效、泄洪操作不合适以及结合部质量差引起的。
2.3土石坝坝体滑坡
坝体滑坡原因主要是勘验设计、建设以及碾压的不到位。
3 土石坝设计关键点
3.1 复核洪汛数据
由于我国水库土石坝建设的不规范，导致常出现预测洪水不准确的情况，所以，在设计的过程中非常注重复核洪汛数据。
复核洪汛数据要注意以下方面：第一，要注重实际监测。在复核洪汛数据时，不仅要充分利用修建土石坝地区的历史水文资料，更要实际监测，监测内容主要指洪水汛期、年降水量和暴雨量。第二，要保持数据合理。我们可以根据得到的基本资料，使用有关计算方法得出相关参数，参数需要通过不断地分析检查来论证其合理性。后来补充的洪汛资料也要进行论证，保证其有重现期，但也需要与实际得到的洪汛数据相对应，保证资料的合理性。第三，
进行数据复核。对于洪汛资料这种会对最终的数据影响很大的内容，尽量不发生系统性错误。第四，要选取相应的抗洪标准。在确保洪汛数据合理的情况下，把洪汛数据与建筑物级别相比照，选取合适的抗洪标准。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这个步骤要严格按照国家规定的指标来完成。第五，兼顾当地的环境。在复核过程中，不仅要参考相关的数据，还要注意与当地的自然与人文环境相结合。如果说发生溃坝将会对下游的地区造成特别大的影响，那么就要选取可能最大洪水（PMF）的级别作为洪水标准，来保证地区的安全。例如，设计建筑物的标准为2~4级，就要提高1~2级。
3.2 提高抗震性
地震对于土石坝的影响也很大，后果也是相当严重的，所以，抗震性也是水库土石坝设计中的关键内容。
提高抗震性的关键点在于以下几个方面：第一，对地质条件进行复核。地质资料主要是通过监测当地的地质环境（地震带、断层交界带、密集缝隙区）来取得。首先由于土石坝主要是就地取材，要对当地的土石质量进行测定，观察是否有水溶性岩石，然后还要考虑河床条件，例如河床是否缓倾、河床的土质以及是否架空等等。第二，要注重分析。获得上述所说的地质材料后，要对土石坝的抗震性进行静动力分析，主要有动力法和拟静力法。动力法是通过考虑震前坝体初始状态，分析非线性应力的关系得出结果；而拟静力法主要考虑到条块水平地震惯性、设计烈度和动态分布系数。在此过程中还要注意土石坝地震作用下的永久变形与残余变形。第三，数据要复核准确。数据得到后一定要严格按照国家规定的标准进行设计，确定建筑物的防震等级，以此确保数据的合理性。第四，采用合适性能的材料。如果要改善土体抗液化的性能，就要避开采用易液化的土体，采用抗液化的结构。第五，结构设计要考虑抗震性。主要从坝高、地基、坝轴线和水库防控设施方面来着手。
3.3 确保坝体防漏与排水
上述所说的土石坝坝体渗漏主要包括坝基渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏以及接触渗漏。
相关措施有以下方面：第一，如果必要，采用防渗墙的设计。若坝体本身设计的空隙比较大，采用其他的防渗方式无法满足要求时，可以采用沿着坝轴线设计防渗墙。防渗墙设计时要保证其底部深入到二层的基岩，建材最好采用混凝土材料，而制造方法选用灌浆的形式。第二，可以做到排水与防渗漏相结合。在排水方面，做到与防渗漏相结合可以有效排走坝体的少量渗水，降低湿润线。第三，注意多重结合，上堵下排。在进行土石坝设计时，可以在上游、坝体和下游都采取措施来确保防渗漏，采用粘土铺盖与开挖导渗沟的形式来水平防渗，多多采用灌浆的方法填补坝体缝隙。在上游地区还可以铺设防渗层保证防渗效果。第四，设计科学合理。进一步加强对坝面的排水设计，将放水涵道移开，使得不会直接对冲坝脚。
3.4 坝坡的加固与防滑
坝坡的加固和防滑措施有以下方面：第一，充分考虑地理环境。与抗震性相似，有地质条件的考察和材料问题的考察，也要结合当地的水文条件选取相应的建设标准。第二，选择坝型也很重要。根据自重、耗材、施工工艺、抗震性和渗水性等方面，结合实际条件，选择坝型，如混凝土拱坝坝型、混凝土重力坝坝型、土坝坝型。第三，保证坝型的实际生成。选择相应的坝型后，就要保证所选坝型的优势能够得到充分体现。如施工条件，要确保当地的自然条件不会阻碍施工。
3.5 确保枢纽布置合理
保证枢纽布置合理主要从以下方面考虑：第一，选取正确的坝址。选择坝址时要考虑很多条件，尽量做到施工方便、交通便利、自然环境稳定，能够充分保证土石坝的寿命。第二，保证枢纽的全面性。枢纽的设施内容要通过当地的自然经济和社会情况来确定，只有这样才能考虑到枢纽运行时的可能发生的各种情况，使得枢纽可以在任何条件下正常运行。第三，降低运作成本。在保证枢纽稳定的前提下，合理的降低枢纽的维护费用、运作费用和总造价。第四，考虑布局紧凑。尽量在小的空间内布置多的枢纽，减少之间连接的建筑，保证安全。
4结束语
总而言之，通过对水库土石坝存在的风险进行系统的分析，考虑到当地的地理人文环境，与实际情况相结合，并满足相关规范和国家标准，可以逐步完善对土石坝的设计。进而在节约运行成本的基础上，提高水库土石坝的质量，为我国水利工程的发展奠定良好的基础。
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论文作者:冯刚
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/4/7
标签：土石论文; 水库论文; 坝基论文; 抗震性论文; 数据论文; 枢纽论文; 防渗墙论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;