1、一、病险水库一、病险水库 病险水库一般是指工程实际洪水标准未达到规定要求的标准，或虽达到规定洪水的标准，但工程存在较严重的质量问题，影响大坝安全，不能正常运行的水库。二：分类标准 大坝安全状况分为三类，如下：一类坝：实际抗御洪水标准达到防洪标准（GB50201-94）规定，大坝工作状态正常；工程无重大质量问题，能按设计正常运行的大坝。二类坝：实际抗御洪水标准不低于部颁水利枢纽工程除险加固近期非常运用洪水标准，但达不到防洪标准（GB50201-94）规定；大坝工作状态基本正常，在一定控制运用条件下能安全运行的大坝。三类坝：实际抗御洪水标准低于部颁水利枢纽工程除险加固近期非常运用洪水标准，或者工程
2、存在较严重安全隐患，不能按设计正常运行的大坝。19542003年历年溃坝数量统计 三、土石坝病险水库存在主要问题 土石坝病险水库存在主要问题：防洪标准低；工程质量存在严重问题；自然灾害（地震震害）以及其他土石坝病害与破坏(包括波浪对护坡的破坏、掘穴动物破坏等方面)(一)防洪标准问题 为了提高险库防洪标淮，从除险加固工程措施来看。主要是：适当加高大坝，增加调蓄能力；加大泄洪设施增加泄量；适当加高大坝与加大泄洪设施并举。(二)工程质量的问题 土石坝具体表现在渗漏、滑坡和裂缝。土石坝坝坡丧失稳定时，滑坡体沿着一个最弱滑动面发生滑动，这就是滑坡。渗流破坏又可分为流土、管涌、接触流失和接触冲刷四种形式，
3、前两种发生在单一土层，而后两种发生在成层土 土石坝滑坡的影响因素是多方面的，因此防止的措施也应从多方面着手。A：勘探设计方面 1正确选用筑坝土料 2合理确定土石坝断面和结构 3正确地规定土石坝的运行条件 4通过现场实验，选定计算指标 5为提高水库防洪标准，“戴帽”加高，要复核坝坡稳定，不能盲目加高 B：施工方面 C：运行管理方面 1加强土石坝滑坡的检查观测 2对各种观测项目作出滑坡预报，必须进行观测资料分析工作 土石坝滑坡的抢护与处理土石坝滑坡的抢护与处理 采取以下的紧急抢护措施：1土石坝上游坡由于库水位骤降而引起的滑坡 (1)要考虑迅速停止放水，使库内保持一定水位，有利于避免滑坡体继续下滑。
4、(2)将滑坡体上部松软土体挖掉，修整成比较平缓的坡度，裂缝上侧的陡坝也应适当进行削坡，以防因坡度过陡而继续坍滑，其下部应做成缓坡倾斜面，以利排水。(3)潜水或用其他方法摸清水下滑坡体的前缘位置，据以采用抛石或沙袋等临时性的压重固脚。2土石坝下游坡由于水库蓄水渗漏而引起的滑坡 (1)对较大的坡度，宜尽可能适当降低库水位，以免下游坝体的浸润线继续抬高，扩大浸润区，增加滑动力，减低抗滑力。(2)在坝体质量很差、渗漏严重、又不能降低水位的情况下，可在迎水坡抛土，以减少通过坝体的渗漏量。(3)在滑坡体的坡面上开沟导渗，使滑坡体中的积水能很快排除。(4)在滑坡体上部挖除松软土体，并对裂缝上侧陡坎部分进行削
5、坡。(5)如滑坡体底部前缘达到或超过坝趾，应采取抛石压重固脚措施。滑坡稳定后的处理 当滑坡稳定后，为确保水库安全，应对土石坝提出彻底的处理措施，一般应包括以下内容。1开挖回填 2放缓坝坡 3压重固脚 4防渗设施 5排水设施 在抢护和处理时应注意的几个问题 (1)造成滑坡的原因不同，采取的处理措施也有区别。但任何一种滑坡，都需要采取综合性的处理措施，如开挖回填、放缓坝坡、压重固脚和防渗排水等措施，而非单一方法所能解决的。(2)在滑坡处理中，特别是在抢护过程中，一定要做到在确保人身安全的情况下进行工作。(3)在迎水坡滑坡的抢护过程中，一定要摸清水下滑坡的位置，然后进行抛石或沙袋固脚，防止滑坡继续发
6、生。切不可在滑坡体上抛石或沙袋，这样既不能固脚，又加大了滑动力，反而会促使滑坡继续发展。(4)对滑坡性的裂缝，原则上不应采取灌浆方法处理。因为浆液中的水分，将会降低滑坡体与坝体之间的抗剪强度，对滑坡稳定不利，而且灌浆压力也会加速滑坡体下滑。如必须采用时，一定要有充分论证，确保滑坡体的稳定。(5)滑坡体上部与下部的开挖与回填，应该符合“上部减载”与“下部压重”的原则。开挖部位的回填，要在做好压重固脚以后进行。下部开挖，要分段进行，切忌全面同时开挖，以免引起再次滑坡。(6)不宜采用打桩固脚的方法处理滑坡，因为桩的阻滑作用很小，不能抵挡滑坡体的推力，而且打桩震动反而会助长滑坡的发展。一、坝体裂缝的类
7、型一、坝体裂缝的类型(一)裂缝类型 按其方向可分为：平行坝轴线的纵向裂缝；垂直坝轴线的横向裂缝；分布不规则的龟状裂缝；按其产生的原因可分为沉陷裂缝、滑坡裂缝以及干缩和冰冻裂缝；按其所在部位可分为表面裂缝及内部裂缝等。二、坝体裂缝原因分析二、坝体裂缝原因分析(一)纵向裂缝 纵向裂缝一般分为纵向沉陷裂缝和纵向滑坡裂缝两类。纵向沉陷裂缝产生的部位：1坝基压缩性大的坝段 2坝体心墙和斜墙与透水料结合处 3坝体分区分块施工的纵向结合面 4坝顶与坝基截合槽对应处 5跨骑在小山脊上的坝顶部 6坝体新老断面结合处纵向裂缝的成因：(1)坝基防渗措施处理不彻底或防渗措施失效，持续时间长，坝体浸润线抬高。(2)坝基
8、有淤泥层或坝身有软弱夹层。在坝基施工中，有淤泥层未清除或清除不彻底；在坝体施工中，土料含水量较高，有冻土块上坝或遇降雨，未做好防雨设施，土料含水量加大，干容重小，抗剪强度低。(3)在大坝施工中，为了减少拦洪工程量，采用临时断面，边坡较陡，汛后补做原断面；或已建大坝，提高防洪标准，加高培厚大坝，新老土体间未处理好，致使结合部质量差。(4)水中填土坝，土料含水量大，排水固结慢，施工速度快，孔隙水压力未能及时消散，抗剪强度低。(5)在水库运行中，由于操作运用不当，水位下降较快，坝坡土体排水较慢，形成较大的反向渗透压力。(二)横向裂缝 横向裂缝 1坝体与岸坡接头坝段结合坡度达不到要求；2坝基局部有压缩
9、性大的土层 3坝体与刚性建筑物接合坝段 当坝体与刚性建筑物接合处未处理好时，因不均匀沉陷引起横向裂缝。在坝体内埋设较大直径的输水洞坝段，由于输水洞顶部与其两侧的坝体填土高度不同，也常出现不均匀沉陷，在相应部位的坝顶处，出现横向裂缝。4坝体分段施工的结合部位 坝体合龙段或施工时土料上坝道路，或坝体采取分段施工的各段结合处(小型水库土石坝较多采用这种办法施工)，往往由于结合处坡度过陡，或坝体填筑高差过大，或各段坝体碾压密实程度不同，甚至结合坝段漏压，引起不均匀沉陷，产生横向裂缝。(三)内部裂缝 1坝体窄心墙内部 2坝体与刚性建筑物相邻部位 3狭窄河谷高压缩性地基上坝体 4局部高压缩性坝基上的坝体底
10、部 5坝体内压应力小于该处库水压力部位 由于不均匀沉陷变形的结果，可能造成坝体内某些平面上的压应力小于该处库水压力，使水得以进入坝体中的闭合裂缝，形成新的裂缝。(四)龟裂缝 龟裂缝即干缩和冰冻裂缝。这种裂缝的产生，主要受气候影响。当坝体土料含粘量较高，含水量较大，在施工期间，工序衔接不好，坝面保护层或护坡垫层未能及时跟上，以及坝面碾压后，暴露时间过长，遇炎热或严寒的天气，因表层土料含水量迅速蒸发或土层迅速冻结，都会产生干缩或冰冻裂缝。三、土石坝裂缝的防止和处理措施 为防止裂缝的产生，应加强设计、施工和管理运行，这是根本的措施。在处理方法上，一般有封闭、翻筑、灌浆、放缓坝坡、加做戗台及加保护层等
11、措施。(一)裂缝的防止 1设计方面应做好的工作 (1)在设计前，对坝基进行必要的地质勘探工作，了解地基覆盖层及岩层的情况。(2)坝坡不能过陡。目前有的水库土石坝坝坡为减少坝体工程量，设计坝坡过陡；有的为提高水库防洪标准，戴帽加高坝体，造成坝坡过陡；(3)处理坝端与两岸接坡。两岸山坡上的树木、草皮、乱石、腐殖土(含松土)等应全部予清除。(4)筑坝土料的选择。在粘土心墙坝下游坝壳浸润线以下部位采用风化料(风化土、风化砂、风化砾石)时，须论证其有无发生渗透变形的可能性。当使用软化系数较低的水成岩风化料，在选择抗剪强度指标时，应考虑浸水后可能降低的因素。(5)在大孔性黄土地基上筑坝，应考虑其浸水湿陷，
12、在设计时应提出处理措施。2施工方面应做好的工作 (1)坝面填筑应尽量平起，以免造成过多的接缝，如不能平起时，力争填筑高差不要过大，并认真做好接缝工作；(2)在冬季填筑坝体时，防止大量冻土块填入坝体。(3)水中倒土坝填筑期间，应密切观测孔隙水压力的消散情况，校核坝坡的稳定。(4)严格控制碾压质量和土料含水量。(5)为防止干缩和冰冻裂缝，在坝体施工过程中，应随时做好粘土的保护层，既可防止土料含水量迅速蒸发，又可避免越冬时土层冻结裂缝。(6)在大孔性黄土地基上筑坝时，可考虑地基浸水沉陷。在筑坝前，用大直径钻孔钻孔，然后注水，使土自下而上浸湿，在其自重的作用下沉实，以增大坝体的塑性。一般认为在黄土地区
13、采用水中倒土法筑坝，对解决大孔性黄土不均匀沉陷有很大好处。3管理运行方面 (1)限制库水位降落过快。(2)土坝建后，在运行期间，发现坝基有淤泥层未处理，出现坝体滑坡裂缝，可以采取放缓坝坡或在坝脚加做戗台，亦可二者兼用。(3)当地基处理不彻底，渗透稳定遭到破坏，产生流土、管涌时，则应在坝的上游加强防渗措施；在下游做好反滤导渗减压设施，以控制坝基渗流稳定，防止产生裂缝坍陷。(4)坝面上不得堆存大量料物，特别是上下游马道上，以免造成裂缝滑坡。(5)防止坝下游坡脚滤水坝址被淤塞，排水不畅，坝体浸润线抬高，坝坡渗水，土料抗剪强度减低，出现裂缝，影响坝坡的稳定。（二）土坝裂缝处理措施 处理裂缝的措施一般有
14、开挖回填和灌浆。如裂缝较深，开挖回填工程量大，可以采用灌浆的方法，其主要内容如下：(1)钻孔布置；(2)浆液的选择和配制。提堂坝 提堂坝位于美国爱达荷州斯内克提堂坝位于美国爱达荷州斯内克(Snake)(Snake)河支流提堂河支流提堂(Teton)(Teton)河上。心墙土河上。心墙土石坝，最大坝高石坝，最大坝高93m(93m(自河床至坝顶自河床至坝顶)，水库总库容水库总库容3.63.6亿亿m3m3，装有，装有1 1台台1.61.6万万kWkW的水轮发电机组，灌溉面积的水轮发电机组，灌溉面积6.56.5万万hm2hm2，兼有防洪作用。工程于兼有防洪作用。工程于19711971年开工，年开工，1
15、9751975年年1010月大坝建成并开始蓄水。月大坝建成并开始蓄水。19761976年年6 6月月5 5日发生溃坝失事。日发生溃坝失事。基础防渗措施基础防渗措施 在河床冲积层中开挖截水齿槽，齿槽最大深度达30m，要求将冲积层全部探除，使心墙直接置于基岩上。齿槽在基岩处的宽度为9.1m。从高程1554m至两岸坝头设置键槽。键槽深21m、底宽9.1m。施工时，心墙下的岩石表面用高压水气冲洗。对键槽和截水齿槽底部的部分张开节理和裂隙进行了灌浆处理。在高程15541586m之间，键槽的侧坡面和相邻的坝头岩石表面的张开裂隙，用重力法灌粘土浆，或用心墙土料填充压实。沿坝基全长设置灌浆帷幕。除1554m高
16、程以下某些透水性比较小的地区用单排孔外，其余部位均设有3排灌浆孔。3排孔的孔距为3m，最大孔深为79m。溢洪道部位的最大孔深增至79m。孔的方向，下游侧的一排铅直，中间及靠上游侧的一排孔则与铅直线呈30角斜向两岸。先灌下游排孔，然后灌上游排孔，最后灌中间排孔。溢洪道基础除帷幕灌浆外，还进行固结灌浆，并对张开节理进行了处理。灌浆孔总长36000m，耗水泥21000t，砂2330m3，膨润土60t，氯化钙190t。对心墙底部两岸岩基表面进行处理，自高程1533m以上心墙底部的薄层坡积物全部挖除，直达良好的基岩，并对表面大的节理作了专门处理。失事经过失事经过 19751975年年1010月月3 3日
17、，水库开始蓄水，至日，水库开始蓄水，至19761976年年5 5月月1313日蓄日蓄水至溢洪道堰顶高程，平均上升速度为水至溢洪道堰顶高程，平均上升速度为90cm/d90cm/d，最大为，最大为1.3m/d1.3m/d。19761976年年6 6月月3 3日发现右岸坝头坝脚下游日发现右岸坝头坝脚下游400m400m和和460m460m两处渗出清水，渗水量约为两处渗出清水，渗水量约为0.230.23和和0.15m3/min0.15m3/min。当时库。当时库水位为水位为1615.4m1615.4m。6 6月月4 4日右岸坝脚下游日右岸坝脚下游464660m60m处发现有处发现有清水渗出，渗水量约清
18、水渗出，渗水量约0.075m3/min0.075m3/min。6 6月月5 5日上午日上午745745，发现右岸近坝脚发现右岸近坝脚1537.7m1537.7m高程处漏水，至高程处漏水，至830830，估计渗，估计渗流量为流量为0.570.570.85m3/s0.85m3/s，至，至930930渗流量即达渗流量即达1.131.131.42m3/s1.42m3/s。10301030在坝体下游面在坝体下游面1585m1585m高程离右坝头高程离右坝头4.56m4.56m处出现湿斑，很快发展成处出现湿斑，很快发展成0.280.280.42m3/s0.42m3/s的渗漏水，的渗漏水，并将坝面块石护坡料
19、冲走，听到流水声和巨响。至并将坝面块石护坡料冲走，听到流水声和巨响。至11001100在上游水库内右岸近处出现一个漩涡，直径迅速扩大，在上游水库内右岸近处出现一个漩涡，直径迅速扩大，11501150坝体下游面坝体下游面1620m1620m出现陷洞，随即坝顶破坏，至出现陷洞，随即坝顶破坏，至11571157，大坝溃决。，大坝溃决。失事后，坝体失事后，坝体1/31/3土料被冲走。发电厂土料被冲走。发电厂房上部建筑、开关站和仓库全部破坏。厂房房上部建筑、开关站和仓库全部破坏。厂房下部结构、水轮机、尾水渠等被泥沙埋没，下部结构、水轮机、尾水渠等被泥沙埋没，但溢洪道等建筑物基本未受损失。溃坝流量但溢洪道
20、等建筑物基本未受损失。溃坝流量相当于密西西比河洪水期流量。提堂河和斯相当于密西西比河洪水期流量。提堂河和斯内克河下游内克河下游130km130km，面积，面积780km2780km2的地区全的地区全部或局部遭受溃水泛滥。部或局部遭受溃水泛滥。4 4万万hm2hm2农田被淹，农田被淹，冲毁铁路冲毁铁路52km52km，11 11人死亡，人死亡，2500025000人无家人无家可归。可归。原因分析原因分析 右岸坝基键槽处心墙因内部冲蚀右岸坝基键槽处心墙因内部冲蚀(管涌管涌)而而破坏。具体破坏模式为渗水由截水槽上游张开破坏。具体破坏模式为渗水由截水槽上游张开节理渗入，沿灌浆帽顶部与粉土接触而流入下节
21、理渗入，沿灌浆帽顶部与粉土接触而流入下游张开节理，通过槽内填土的渗透比降为游张开节理，通过槽内填土的渗透比降为710710，此比降远远高于粉土的破坏比降，且槽内填土此比降远远高于粉土的破坏比降，且槽内填土因拱作用易于发生水力劈裂，又由于有分散性因拱作用易于发生水力劈裂，又由于有分散性粉土易被冲蚀崩解，湿化的填土塌入张开节理，粉土易被冲蚀崩解，湿化的填土塌入张开节理，加剧了槽底附近填土的渗流，使渗透比降更增加剧了槽底附近填土的渗流，使渗透比降更增大，因而冲蚀成孔洞。通过截水槽的渗水进入大，因而冲蚀成孔洞。通过截水槽的渗水进入下游的斜节理，一部分渗水通过十分破碎的流下游的斜节理，一部分渗水通过十分
22、破碎的流纹岩和山麓堆积，流进坝体下游部位底面节理纹岩和山麓堆积，流进坝体下游部位底面节理发育的岩石，因而在坝趾处出现漏水，逐渐使发育的岩石，因而在坝趾处出现漏水，逐渐使截水槽填土冲成大洞穴，导致大坝完全溃决。截水槽填土冲成大洞穴，导致大坝完全溃决。提堂坝失事在设计上的教训是对不透提堂坝失事在设计上的教训是对不透水心墙土料的内部冲蚀没有提供充分的水心墙土料的内部冲蚀没有提供充分的保护。截水槽底面和侧面基岩的节理裂保护。截水槽底面和侧面基岩的节理裂缝没有很好地封闭；底面过窄；两侧开缝没有很好地封闭；底面过窄；两侧开挖的岩坡过陡，对槽中填土起拱作用，挖的岩坡过陡，对槽中填土起拱作用，引起水力劈裂。引
23、起水力劈裂。渗透破坏与防治 渗透破坏的类型有：管涌、流土、接触冲刷和接触流失。这四种破坏模式都先肇始于渗流的出口，继而向内部和上游发展，最后形成渗流通道。渗流控制的基本内容：（1 1）控制坝体、坝基和两岸坝座内的水力比）控制坝体、坝基和两岸坝座内的水力比降或渗水流速，使之小于其允许值，以保证渗降或渗水流速，使之小于其允许值，以保证渗透的稳定性。透的稳定性。（2 2）控制下游的剩余水头或水位，也即尽早）控制下游的剩余水头或水位，也即尽早释放渗透压力，以增强下游坝坡和坝基的静力释放渗透压力，以增强下游坝坡和坝基的静力稳定性。稳定性。（3 3）控制渗流水量，这在缺水地区尤为重要。）控制渗流水量，这在
24、缺水地区尤为重要。（4 4）渗流现场观测。及时掌握坝和地基内渗）渗流现场观测。及时掌握坝和地基内渗流场的状态，包括浸润线、渗流出口的坡降和流场的状态，包括浸润线、渗流出口的坡降和漏水量以及渗流带出物等，并做好记录和分析。漏水量以及渗流带出物等，并做好记录和分析。出现渗流失控的先兆：A:埋入坝体和坝基中的测压管读数异常；B:下游坝面出现湿斑，或水流不从排水体而从坝体流出；C:坝体出现沉陷、塌坑等异常变形；D:渗出水流中有悬浮土粒；E：渗出流量过大或变化失常。一：坝体的渗流控制 土石坝的坝体由三个不同功能的区域组成。1.防渗：采用渗透系数很小的材料，如混凝土、沥青、土工膜和土料作为防渗体。心墙与基
25、岩接触面得处理，是渗流控制的重点。有效地控制措施：A:用高压水冲洗墙基岩面所有松散岩块；B:用混凝土填塞表面孔洞和局部倒悬岩石；C:用灰浆抹面，再在其上填筑土料；D:铺填一层高塑性土料，堵塞基岩裂隙；E:用成片水泥灌浆来封闭和固结破碎基岩。2.排渗：采用透水性良好的材料，如土工织物、砾卵石或块石作为排水体，布置在坝内水力比降较大的部位，以汇集渗流和释放压力，使渗水畅顺、自由地排出。3.防排的过渡和协调 采用具有滤土和排水双重功能的材料，构成反滤过渡层布置在防渗体和排水体之间，即防止前者在渗流出口发生渗流破坏，又保证后者不致被堵塞而能减压排水。二：坝基的渗流控制 一般分为水平防渗和垂直防渗两大类
26、。1.水平防渗 a:必须对坝基覆盖层和基岩进行水文和工程地质勘查，掌握其分布范围、厚度和渗透系数等；b:铺盖的渗透系数应小于10-6cm/s的量级，一般至少要为透水地基的1/1000以下；c:铺盖的长度应大于坝前水头的10倍；d:铺盖与透水地基之间应设置反滤层；e：铺盖不应只覆盖河床部分，也应覆盖两岸坝座部分，以形成整体防渗，避免绕坝渗透破坏；f：铺盖应与下游排水设施联合作用；g：铺盖的裂缝处理方法是先向缝中灌土灌砂或表面堆填土料，让蓄水后裂缝自愈；h:应尽量避免放空水库，从而导致铺盖干缩开裂。2.垂直防渗：对于透水地基，垂直防渗比水平防渗更为有效，特别在减少渗流量方面。a:截水槽 1）深而窄
27、的截水槽体形，会使填土内形成起拱作用，减少土内垂直正应力，容易引起水平裂缝；2）截水槽与基岩的结合面是最容易发生渗透破坏的部位，尤其在基岩节理裂隙发育甚至裂开的情况。b:混凝土防渗墙 1）混凝土墙上部与坝体斜墙或心墙连接处，是渗流控制的关键部位；2）混凝土墙与防渗体处渗流出口的反滤层保护是防止渗流破坏的重要条件；3）混凝土墙与基岩而连接要紧密。c：其他防渗墙 1）自凝灰浆防渗墙；2）泥浆槽防渗墙；3）板桩灌浆防渗墙。d:国内发展的新防渗措施 1）劈裂灌浆；2）高压定向喷射灌浆；3）坝基岩溶投反滤料灌浆；4）冲抓套井防渗墙；5）倒挂井防渗墙；6）射水造孔混凝土墙。谢菲尔德坝 谢菲尔德坝位于美国加
28、州圣巴巴拉市北的一个峡谷内，是该市供水系统中引水隧洞末端一座调节水库的挡水坝，1917年冬建成。最大坝高7.63m，坝顶宽6.1m，长219.6m，上下游坝坡均为1:2.5。坝体由粉砂和含卵石的砂质粉土组成。土料取自库区的河床冲积层，上坝填筑时利用施工机械施压。坝的上游面盖有一层混凝土面板，按当时的技术水平，面板系用尺寸为6m*6m、厚1015cm的预制混凝土板拼接而成的，板与板之间的接缝成楔形，缝宽从表面的12mm减小到地面的6mm。缝内用沥青麻丝堵塞止水。面板下另有一层厚1.2m的粘土防渗垫层。该垫层的下端与粘土截水墙联接，直达基岩，形成一连续的防渗体。坝基为一层厚1.23.0m的台地冲积
29、层。其下为砂岩层。冲积层的材料构成与坝体土料相同。此外，在河床内坝的最高断面底部，埋有一条长60m的引水管道，铺设在坝基内开挖的槽内，并用粘土回填夯实。引水道上游端的坝址上游4.5m处建有一座进水塔，内设钢闸门控制启闭。地震和坝的破坏 1925年6月29日凌晨，发生了圣巴巴拉地震，主震发生在6:42，随后又有6次余震。据远处地震站的记录，确定其震级为6.3级。震中距坝11.2km，历时15s。地震时，水库水深4.65.5m，坝的中部长约128m的坝段整体绕其左端滑向下游。水库内11.3万m3的水从缺口处涌出，有许多坝体土料被水冲失，但滑动段得主体仍残留在坝的下游左侧，其上游面板已散乱，但下游坝
30、面的植被仍完好无损。失事几天后，工程人员检查后认为地面运动必定使上游防渗面板的接缝张开，因为附近的木屋都沿地基移动了10cm。该坝的下部一定早已被渗漏水饱和，所以尽管库内水深不足6m，竟然有长达近100m的坝体滑向下游30m远。并认为如果坝的下游部位设有良好的堆石排水体或排水井；上游的混凝土面板接缝处，设有宽60cm厚20cm的混凝土支撑系统；坝内引水管又不布置在河床最高坝段而布置在两岸坝座部位的开挖槽或随洞内，则坝的稳定情况将有大的改善。通过档案调查，发现该坝在地震前坝的下游面底部和坝址以外的下游地区都有渗水出现的记录，但失事后的调查表明：库水并非是穿过坝的上游防渗体进入坝内，而是绕过坝基截
31、水墙的底部及其两端进入坝和地基，使坝体的下部和坝基的土料饱和。坝基已饱和，地震使坝上形成一批张开裂缝，从坝基直到坝面，水从这些裂缝中向上涌出，同时将坝分段浮起。40年代，陆军工程师 钻探查明：坝基冲积层主要由粉砂和含有粒径7.515cm卵石的砂质粉土组成，并夹有一些粘质砂土和含砾的砂质粘土薄层。其上部60cm厚较松散，干容重约1.44t/m3，相对密度0.350.4。下部的土略为密实，干容重为1.76t/m3。土的颗粒分析表明：粒径大于0.02mm的约占40%60%。土石坝的抗震措施 抗震措施包括定量分析和工程措施 1 定量分析 用定量方法考虑地震的影响是从20世纪20年代开始。在3070年代
32、，将地震对土石坝的影响简化为坝的水平惯性力，作为地震荷载加入荷载组合中进行坝的稳定和应力分析。此法被称作拟静力法。用这种方法设计的坝，经过地震考验，也都是安全的，但是也有坝用这种分析是安全的，结果发生破坏。所以促使动力分析法得到开发和应用。动力分析法的关键在于地震输入、土样代表性，以及从试验求得的计算参数和破坏标准等的可靠性，如果这些参数不可靠，那么不管计算如何精细，其结果仍不可靠。2 工程措施 我国总结出来的措施 a：地址选择和勘探 b：坝基处理 c：坝的体型方面 d：筑坝材料 e：施工质量 美国对土石坝的抗震设计做出的规定 a：采用当地的最大可信地震进行大坝抗震分析；b：当遇到最大可信地震
33、时，抗震目标是保持大坝的安全运行；c：采用二维有限元方法分析坝的稳定性；d：要求将坝建在可靠的基岩上，将坝基内松散冲积物挖出；e：要求坝体填筑时，压实达到最小相对压实度为95%；f：安排足够的坝顶宽度；g：布置适当的超高；h：布置比较平缓的坝坡（上游为1:3，下游为1:2.5或更缓）；i：规定按太沙基的反滤设计准则，并用截水槽控制坝体及地基的渗流，设置内部排水系统，以提高动力稳定性；j：内部排水要分区布置，以便隔断裂缝，防止由于地震震动使坝体开裂，造成库水迅速流失；k：要求进行基础和两岸坝座的灌浆，以封闭期中的节理带、裂隙和洞穴；l：坝下所有管道应予封裹，并于沿线设置防渗截水措施；m：对较小的
34、水库，规定要有足够的泄空能力，使其在7天内能排空一般库容的水量；n：应设置仪器监控大坝性态，同时还应有水库管理人员的巡视监督。（仪器包括渗水管、观测井、倾斜仪、应力计、位移和沉陷测点、孔隙压力计、地震仪、强震加速度量测仪和加速度峰值记录仪）青海沟后水库溃坝 黄河上游龙羊峡水电站的修建，其水库淹没了青海省海南藏族自治州共和县2.5万亩农田。为使淹没区280户、2000人的移民重建家园后，恢复生产，解决土地灌溉和共和县城3万多人的供水问题，1984年9月，经国家计委同意兴建沟后水库。水库1985年4月批准初步设计。同年8月动工兴建，1989年9月下闸蓄水，1990年10月完工。1992年9月竣工验
35、收，施工被评为优良工程。水库和大坝 水库位于共和县黄河支流恰卜恰河上游，地处青藏高原东北缘，海拔3200余m。水库下游13km的恰不恰镇既是州府，又兼县城。恰不恰河长36.4km。全河流域面积700km2，坝址控制流域面积198km2，占27.3%。水库最大库容330万m3，属于四等小（一）型水库。库区少水干旱，多年平均降雨量为311.8mm，多年平均径流量约1286万m3，每年平均流量为0.4m3/s。坝址处河谷宽2050m，由于坝高达71m，大坝按三级建筑物设计。洪水标准按50年一遇设计、500年一遇校核。地震设防烈度定为6度。坝址上游有夏拉小（二）型水库，属于病险水库。恰不恰河注入龙羊峡
36、水库。枢纽工程包括大坝和位于左岸的输水隧道。大坝为钢筋混凝土面板砂砾石坝，坝顶长265m，宽7m，坝顶高程3281m。设计、校核洪水位和正常蓄水位均为3278m，汛期水位为3276.72m，相应库容310万m3.上下游坝坡分别为1：1.6和1:1.5，输水隧洞洞长390.7m。直径3.8m，设计最大泄量208m3/s，最大流速23.3m/s。隧洞周围岩石破碎，施工中曾发生塌方，直达山坡顶面。全洞采用钢筋混凝土衬砌，并进行了回填灌浆和固结灌浆。隧洞进口设有3.5m*4.5m检修平板钢闸门，由卷扬机操纵。出口设有3.4m*3.4m的弧形钢闸门，由液压电力装置启闭，采用挑流消能。在隧道出口附近还设有
37、直径500mm引水钢岔管，最大引水流量1.2m3/s。坝和地基的防渗 1 坝基：坝址河床为洪积、冲积沙砾石覆盖层，最大厚度约13m。原设计将坝基上游1/3范围内的覆盖层挖至基岩，再填筑坝体。在施工中，进行覆盖层探坑试验，测得平均干容重达2.35t/m3，最小为2.30t/m3，压缩系数仅为0.020.04MPa-1。在室内击实干容重为2.14/m3的状态下测得渗透系数为1.3*10-21.7*10-3cm/s，不均匀系数为391，认为覆盖层具有充分的透水性和密实性，级配良好，决定仅将址板与垫层区的覆盖层挖除，坝基范围内其余部分不再挖除。址板基岩进行固结和帷幕灌浆，进尺共计1.5万m。在断层处开
38、挖宽约10m、深约5m的槽，用200号混凝土回填。然后进行灌浆固结。钢筋混凝土面板和趾板：面板混凝土设计要求28天龄期的抗压强度为20MPa，抗渗表号为S8，抗冻标号为D250，面板面积2.2万m2，混凝土方量1.2万m3。防浪墙：在坝顶设一L形防浪墙，高5m，出露1m。坝体堆石：初步设计中定位开采爆破石料填筑，但开工后，鉴于开采、运输等困难，改用天然砂砾石料。但并未为此在坝内设置专门排水设施，而依靠自身砂砾石排水。工程管理运行情况 管理情况：管理人员编制15人，实际10人，行政干部1人，技术干部2人，其余为工人，制定沟后水库管理局各项工作守则水库管理运行规程闸门启闭机操作规程机电操作规程等工
39、程管理制定。实际情况是坝下游设管理房，原有两个工人看管，其中一人于1992年退休后，只有一人专管。除每天观测水位外，只是看看坝。运行情况：水库于1989年9月28日下闸蓄水，到10月7日库水位达3258m时发现：1）在坝的左岸下游坡高程3223m处出现集中渗漏，并沿坝坡下流，后对出逸点处的坝址作坝料换填处理；2）在坝中偏右的坡脚附近出现四处微渗；3）左岸隧洞出口的喷锚表面也有几处渗漏痕迹。但除上述集中渗漏处约有0.01m3/s的渗漏量外，其余各点的渗漏量很小，且为清水。大坝观测：1渗流量观测。位于下游坝址附近，平行坝轴线开挖一条纵向集渗沟，深约1.5m。2基岩地下水位观测。基岩测压管4个，设置
40、在坝下游左右岸各2个，观测两岸基岩的绕渗情况。3面板变形观测。标点共12个，分布于坝顶与下游坝坡的马道上。有些观测数据过小，规律性差，可信度差。4面板周边缝与板间缝的变位观测。由于采用的是普通机械测缝装置，不适于水下检测。溃坝情况 1溃坝过程：1993年8月27日晚大坝溃决。7月14日至8月27日12点，水库水位从3261m逐渐上升到3277m。溃坝后从库水位痕迹实测确定，溃坝时最高水位为3277.25m左右，低于正常水位0.75m，当时水库蓄水量为318万m3。晚上八点，有人发现高程3260m处有水流渗出。约到了九点，管理员听到坝上有似闷雷声的巨响，立即跑到坝下游观察，听到流水和滚石声音，看
41、到坝上石块向下滚动，并有撞击的火花，位置在坝的中央偏上部。十点四十分左右，大坝溃决。2溃坝后残留坝体情况 残留坝的剖面形态表明大坝基本上是一座砂砾石均质坝。由于砂砾石料的不均匀系数较大，经过料场开挖、运输、上坝，易于分离，坝体的填筑层次分明。坝体浸润线很高，全部被渗水饱和。残留坝体内有遗留的孔隙水，从残留体的临空面大量逸出、垂直向下流淌，形成很多条冲沟。位于坝轴线附近的冲沟起点几乎与水库水位齐平。溃坝10天后，在大坝右岸下游高程3260m以下，还可见到残留坝体中有孔隙水成滴渗出。在左岸剖面高程3240m以下也有类似情况，到了高程3230m处，由于逸渗流集中，在临空面形成三个渗流逸出洞，洞内砂砾
42、石中的细颗粒已被渗水带出。在右岸残留坝体的下游坡面上，高程32653270m间，护坡石缝中的砂层被掏蚀，呈明显空洞。在右岸残留体高程3260m的下游坡马道上，可以看到排水沟中堆满了渗流从坝体中带出的砂粒。水与战争3、巴以和谈水是重大难题 1967年第3次中东战争后，以色列占领了大片阿拉伯领土，并宣布那里的水资源为“战略资源”。据统计，目前加沙和约旦河西岸80以上的水资源被以色列霸占，以色列近40的水资源来自约旦河西岸。西岸有3个天然地下蓄水池，水资源十分丰富。以色列占用了其中两个。尽管加沙和约旦河西岸大部分地区已实行巴勒斯坦自治，但巴勒斯坦土地上的“水龙头”仍在以色列的控制之下。巴勒斯坦人拥有
43、的水资源只相当于以色列人的15。在巴以最后阶段谈判中，水资源问题是双方讨论解决的一项重要内容。巴勒斯坦在一系列谈判中似乎已经悟出这样一个事实：如果以色列能够在土地问题上让步的话，那么它决不会在水的问题上让步。根据1993年达成的奥斯陆协议，以色列应把2680万立方米的水转交给巴勒斯坦方面，但以色列只转交了约700万立方米。据巴方披露，巴2000年的用水需求达35亿立方米，而约旦河西岸现有水资源总共不过65亿立方米，加沙地带4500万立方米，其中以色列人使用着80。除此之外，以色列还禁止巴勒斯坦人使用约旦河和耶尔穆克河的河水。以色列把这些水蓄入太巴列湖，用于农田灌溉和土壤改良。为了控制和掠夺更多
44、的阿拉伯水资源，以色列于1999年7月成立了一个由60名专家组成的地质工作队，其任务是根据美国和一些欧洲国家卫星提供的资料，用先进技术研究阿拉伯地区水源、阿拉伯河流发祥地和阿拉伯国家的水库。4、叙以戈兰高地之争症结是水 叙以问题的症结在戈兰高地，而解决戈兰高地问题的关键是水资源问题。戈兰高地水资源丰富。数条河流注入太巴列湖，因而戈兰高地被称为以色列的水库。太巴列湖南北长23公里，东西最宽处约14公里，面积为165平方公里，平均水深为45米，储水量30亿40亿立方米。以色列每年将45亿6亿立方米的湖水用水泵抽送到比太巴列湖高475米的巴图夫水库，经该水库将湖水输送到各地区。抽水所需的电量占以色列
45、全国用电量的18。以色列40的用水靠太巴列湖水源。对于水资源严重短缺的以色列来说，太巴列湖具有涉及国家生存的利害关系。因此，以色列要求完全控制太巴列湖。在这个问题上让以色列作出让步是非常困难的。以色列还要求控制巴尼亚斯河和哈斯巴尼河的一段。在这个问题上，如果叙利亚同意以色列控制太巴列湖的要求，以色列是可以作出让步的。在历史上，叙利亚从来没有利用过太巴列湖的湖水。因为该湖低于海平面21 0米，抽水所需的费用是昂贵的。叙利亚的农业区主要集中在沿海地区和北部地区以及幼发拉底河流域。因此，太巴列湖水源对叙利亚来说，并不十分重要。如果美国能够促使土耳其同意向叙利亚增加幼发拉底河河水的份额，叙利亚可能会在
46、水源问题上作出一些让步。我在戈兰高地采访时，以色列司机马可特地把车停在太巴列湖边，指着距离高地仅百米之遥的湖边说，以色列坚持1923年的国际边界，这条边界线距离湖边数十米到数百米不等，而叙利亚则声称应以1967年中东战争前的停火线为界，该界线直达湖边。实际上，叙以谈判就是因为在这块长约10公里、宽不过数十米的地方僵持不下。马可说，作为以色列人，他不反对归还戈兰高地，但他不希望太巴列湖与叙利亚直接接壤，使以色列重要的水资源受到叙利亚的直接威胁。如果叙利亚坚持寸土不让，他赞成用以色列边界的另一块土地与叙利亚交换，以确保以色列对太巴列湖的绝对控制权。5、黎以为水又起争执 1982年，以色列占领黎巴嫩
47、，表面上是为了打击巴勒斯坦游击队，而实际上是为了夺取利塔尼河的河水。以色列占领黎巴嫩南部期间，每年从利塔尼河取水 5亿立方米。它挖了一条20公里长的地下水渠，与通往纳格布沙漠的水渠联结起来。最近，以色列同黎巴嫩围绕哈斯巴尼河的用水问题又发生争执。哈斯巴尼河源于黎巴嫩的雪山，经约旦流向以色列的太巴列湖，向太巴列湖提供2025的水源。2000年5月以色列从黎巴嫩南部撤军后，联合国把哈斯巴尼河划为以色列与黎巴嫩的界河。无论是撤军前还是撤军后，以色列一直在抽取该河的河水。近年来，黎巴嫩在河边兴建了扬水站，并铺设了管道，准备向边界的一些村庄供水。这立刻引起了以色列的强烈反应。以方认为黎巴嫩的这一举动企图
48、改变该河的水道，减少流入以色列的水量，并以武力相威胁，扬言如果黎巴嫩不停止这一举动，就炸毁抽水设施。最近，以外长佩雷斯警告黎巴嫩此举可能导致“战火”。以色列武装直升机连日来几乎每天都到该河上空盘旋，进行侦察飞行。黎巴嫩一方面否认有关河流改道一说，另一方面表示，哈斯巴尼河源于黎巴嫩，因此黎巴嫩有权使用该河河水。黎总统拉胡德强调，黎巴嫩决不会屈服于以色列的威胁和压力。现在，黎以水资源争执仍未结束。此间人士担心，黎以目前的水资源纠纷有可能引发两国边界的紧张局势。6、约以和平还是为了 约旦是中东水源最紧缺的国家之一，每年23的水源依靠降雨，与正常需求相比，年缺水30，再过10年，缺水可达70。据统计，
49、约旦用水1988年为55 5亿立方米。随着经济发展、人口增长，2001年约旦用水将超过11亿立方米。199 9年1月，约旦宣布全国进入干旱状态，并采取了一系列削减用水的紧急措施，一度被迫动用“战备用水”。在约旦采访时，我发现首都安曼按区每周供水一次，每家每户都要在这一天贮足一周用水，否则只好到专门地方买水。我漫步安曼街头，不时看到一辆辆水罐车迎面驶过，它们的后面都写着“可饮用水”的字样。安曼部分城区的供水，每天就靠这些水罐车从城外很远的地方拉来，然后走街串巷送入千家万户的贮水箱。在约旦河谷，一些地段的干线渠道两旁都安有铁丝网，处于全封闭状态。这也从一个侧面说明水对于约旦是多么重要！约旦水利灌溉
50、部的一位官员说：“19 67年中东战争的导因是水，现在约以和平还是为了水。”根据约以双方1994年10月签署的和平条约以及3年后签署的有关水资源分配的协议，以色列每年应向约旦供水5500万立方米。但以色列1999年1月14日向约旦提出，为共同应付水源短缺问题，它打算把向约旦的供水量减少一半。对于以色列的提议，约旦政府断然拒绝，称其违反了以约有关协议。约旦官员指出，以向约旦的供水量是条约中明文规定的，没有任何修改的余地，以色列不应将自己目前面临的问题转嫁到约旦头上。双方围绕供水问题的谈判陷入僵局。尽管约旦同以色列已签署和约和建立外交关系，但双方时常围绕约旦河水的分配问题发生纠纷，并导致两国关系一
