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土石坝工程’2002年第2期
弱夹层，这些层面很容易引起滑坡。如黑龙江青年水库土石坝就是冻土填筑的，造成大面积滑坡。
(6)坝下埋设输水管
由于管壁混凝土质量或周围填土夯压不实，未建截水环，都有可能造成管壁或管壁与土体接触面渗水，土体遭受冲刷；或混凝土和圬工建筑物及大坝两岸山体与土坝接触部位填土质量差或未做截水墙、齿墙，以致被渗水冲刷。这些情况均有可能造成滑坡。 3.3 运行管理方面
(1)库水位骤降
在放水时，库水位降落速度较快，或因放水闸门开关失灵，或开关闸门过程中停电，无法控制，造成上游坝体中的孔隙水压力加大，产生反向渗透压力，引起滑坡。江西七一水库，于1972年11月8日进行隧洞进口水下岩塞体爆破，由于隧洞进口事先未安装动水闸门，对库水位无法控制，降速过快，最大降速近2m/d，平均降速也达到1.15m/d，最大降幅23m，引起上游坝面大滑坡；湖南流光岭水库于1968年冬，输水洞放水，平均降速达1.1m/d，也引起上游坝体滑坡。
(2)处理不及时
在运行期间，由于排水减压设施堵塞，而没有及时处理，以致浸润线抬高，使坝体下游部位浸水饱和，降低了土体的强度，引起滑坡。在统计的83座土石坝下游滑坡垮坝中，因浸润线抬高渗压加大而滑坡的46座，占查明滑坡原因的75座下游滑坡的61.3%。
(3)坝体裂缝和雨水入渗
土石坝因沉陷变形或干缩冻融产生裂缝，坝体结构遭到破坏，恶化受力状态，降低坝体抗滑力。如果裂缝内灌进雨水，将又增加额外的水压力，甚至产生水力劈裂，从而增大滑动力，可能引起滑坡。在统计查明滑坡原因75座土石坝中，有9座是因雨水入渗引起的滑坡，占12%。如湖南古塘、广东罗田、江西象山、四川黑沟和香港溪水沟等土石坝滑坡都是因雨水灌入裂缝引起的。丹江口左岸土石坝、山东狼猫山水库土石坝和湖南流光岭水加土石坝都是因为暴雨集中，渗入坝体和裂缝内引起滑坡。日本统计1226起土石坝事故中，因暴雨滑坡的87起，占总事故的7%。
(4)在下游坝脚附近挖坑塘养鱼
在我国南方地区，由于保护工程用地未能划出合理的范围，在土石坝下游坡脚附近挖坑塘养鱼，势必降低坝坡稳定，应加以禁止。如挖塘养鱼，只能在定出安全范围以外，并限制一定深度，方可进行，以确保土石坝安全。
(5)在坝顶或背水坝坡建引水渠道
有些中小型水库，为了引水灌溉农田，减少过河建筑物，利用土石坝坝顶或下游坝坡开挖渠道，一旦衬砌破损，大量的水渗入坝体，将会引起滑坡，应严加禁止，已做的应予废除，以免造成土石坝滑坡垮坝事故。
此外，还有坝体内孔隙压力或渗透压力问题，它在水库运行期产生，在施工期也会出现。由于孔隙压力的产生，减少了有效应力，从而也减少了坝体抗滑力，降低了坝坡安全稳定，甚至产生滑坡。美国舍德葛伦(H.R.Cedergren)对无粘性土无限坡进行稳定计算和我国毛昶
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水库土石坝滑坡事故经验教训综述
熙教授对岳城水库土石坝上游坡库水位下降时的稳定计算(见表2和表3)，都说明孔隙压力对坝坡稳定性的影响。
表2 无粘性土坡稳定分析结果 情况 安全系数 干坡 1.0 干坡加地震 0.7 渗流饱和 0.5 饱和坡加地震 0.25 表3 粘性土均质坝(岳城)上游坡稳定分析 情况 安全系数 无渗流 1.571 有7度地震 0.932 有渗流 0.928 渗流加7度地震 0.665 由于引起运行期和施工期的孔隙水压因素不同，分别加以说明。
(1)蓄水运行期孔隙压力。水库蓄水后，渗流将在坝体内产生渗透压力，对坝坡稳定影响存在两种不同危险情况。对上游坝坡，最危险情况是库水位骤降；对下游坝坡，最危险情况是最高蓄水位。统计滑坡事故分析，也证实了这一点。在83座下游滑坡垮坝的土石坝中，因浸润线高、渗压大而滑坡的46座，占查明滑坡原因的75座下游滑坡的61.3%。在10座上游滑坡垮坝的土石坝中除4座滑坡原因不详和1座在施工中滑坡外，其余5座全部是因库水位下降引起滑坡的。另据福建省调查14座土石坝滑坡事故中，就有12座因库水位骤降，而产生上游滑坡。
(2)我国土石坝中有一部分水中填土坝和水坠坝。在施工中不断地增长孔隙压力。当施工速度过快，使用的土坝土料含粘量高，含水量大，排水缓慢，随坝体升高，孔隙压力逐渐加大，填土密度小，从而使坝体抗滑力逐渐降低，最后导致滑坡。山西省1958～1961年间修建的33座水中填土坝和水坠坝中，有19座滑坡，占总座数的58%。山西文峪河水库土石坝，在施工中两次滑坡，滑体方量达50万m，造成人员伤亡和经济巨大损失。 3.4 其它方面
(1)地震引起滑坡
地震引起土石坝滑坡主要是坝坡受地震惯性力作用的结果。我国土石坝因地震滑坡的据初步统计共有10座，多发生在上游坝坡，但未引起垮坝失事。如1969年渤海地震，山东的王屋和冶源水库土石坝滑坡；1975年辽南海城地震，汤河水库土石坝滑坡；1976年唐山地震，密云水库白河主坝滑坡等。经分析这些土石坝滑坡，多数是坝体无粘性土受地震振动力产生液化引起的。
(2)爆破引起滑坡
在坝岸附近爆破采石，在坝坡附近炸鱼或在坝顶、坝坡或平台上堆放大量防汛抢险器材和料物等。对坝坡稳定不利，造成局部滑坡。如山东岩马水库土石坝，就是因为在上游坡附近炸鱼，造成局部滑坡。
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4．土石坝滑坡的防止措施
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。 4.1 勘测设计方面
为防止坝体滑坡，应做好以下工作。 (1)正确选用筑坝土料
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应尽可能选用土料级配好、抗剪强度大的优质土料。如当地无优质土料，在坝型、断面、坝体结构等方面要采取相应的措施，以保证坝坡的稳定性。如当地土料含粘量高时，最好不要采用均质坝坝型。如必须采用这种坝型时，则应在坝体断面和结构上采取相应措施，以保证坝坡稳定。在地震区筑坝，应避免在水下部分采用具有液化特性的土料。
(2)合理确定土石坝断面和结构
为防止土石坝滑坡，要设计好土石坝断面和结构，要因地制宜地合理确定出适应各种工作条件下的稳定坝坡，不能过陡。其次，要设置可靠的防渗设施和排水体系，使所建的土石坝在各种运用条件下坝体孔隙水压力低。采用心墙的坝壳和斜墙坝的上游保护层的土料要求透水系数大，只要施工质量较好，是可以满足降低孔隙压力要求的。如采用均质坝，尤其是不透水基础的均质坝，在高水位运行时，一般浸润线高，渗透压力大；在库水位骤降时，上游坝体孔隙压力也较高，此时，设置可靠高效排水设施，对降低渗透压力和孔隙压力是十分必要的。此外，坝基采用截水槽防渗的合理位置，对坝体孔隙压力有一定的影响。如山西文峪河水库土石坝的截水槽太靠下游，如果在库水位下降时，需要向上游排出水量增加，从而延长排水时间，增加了上游坝体孔隙压力，也抬高了坝体浸润线。又如江西七一水库土石坝在上游坝趾处设置截水槽，堵截了透水坝基。在库水位骤降时，坝体向上游排水，对上游坝坡稳定不利。一般情况，坝基截水槽设在蓄水位与上游坝坡交点的正下方，才能取得上下游排水较好的效果。
(3)正确地规定土石坝的运行条件
从滑坡原因分析，不少土石坝迎水坡滑坡是由于库水位骤降引起的。过去有的资料笼统规定库水位降速υ≥3m/d为骤降条件，这是不正确的。南京水利科学研究所对国内一些土石坝滑坡研究分析认为，属于骤降条件，除库水位骤降速度外，还取决于下降幅度和大坝土料渗透特性，得出的结论是：当降速υ大于算孔隙压力。当
10K10K?时为骤降。此时按坝体自由面维持不变计
?大于υ大于
K时，则应按不稳定渗流作流网，依此计算孔隙压力。20?公式中υ为库水位降速，K为渗透系数，μ为土体排水系数。南科所对国内5座土石坝上游坝坡滑坡稳定核算结果见表4。
表4 五座土石坝上游滑坡稳定计算结果 序号 1 2 3 4 5 水库名称 文峪河 七一 红五一 岳城 岭里 库水位平均 下降速度υ (m/d) 1.15 1.0 0.675 0.22 0.16 库水位 下降深度 (m) 16.16 23.81 30.51 17.07 33.0 13.75 比值10K 比值K 20?(m/d) 0.007 0.035 0.174 0.002 0.001 ?(m/d) 1.459 7.03 33.47 0.368 0.284 最小稳定 安全系数 0.785 0.981 0.959 0.947 0.946 由表4可以看出，五座水库水位降速都比3m/d小，最小的只有0.16，却都因水位下降而滑坡，经计入孔隙压力的稳定计算，其安全系数也都小于1，证明了南科所提出标准计算水位下降引起孔隙压力是合理的。
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水库土石坝滑坡事故经验教训综述
(4)通过现场实验，选定计算指标
从一些实例中看出，坝坡过陡的原因之一，是采用经验的计算指标偏高，以致设计坝坡陡于稳定坝坡。在设计前，应在现场进行实地试验，取得指标，作为计算依据，才比较切合实际。
(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
我国一些水库防洪标准偏低，需要提高标准。“戴帽”加高是一项较好的办法，可以减少工程量，节约投资，但不能盲目加高，要事先对坝坡稳定进行复核。如影响安全，就必须培厚下游坡后再加高，以保持坝坡稳定。 4.2 施工方面
为防止滑坡，首先要按设计要求的土料上坝，要严格控制土料的含水量和干容重，防止出现干容重和抗剪强度低的软弱夹层，认真处理扩建加固的新老土体的接缝、土体与刚性建筑物的连接以及与坝基、岸坡的交接等。重视坝基处理质量的要求。在雨季施工，坝面要采取防雨措施。水中倒土坝和水坠坝应注意控制施工进度，加强坝体变形和孔隙压力观测，据此控制施工进度，改时施工措施，防止施工中滑坡。 4.3 运行管理方面
(1)加强土石坝滑坡的检查观测
在一般情况下，土石坝滑坡是一个从量变到质变的发展过程，一旦坝坡发现有明显滑动征兆，滑坡速度会加快。因此，在有迹象滑坡时，即加强检查观测，以便及早发现滑坡的征兆，采取有效的防治措施，尽可能地做到化险为夷，力求防范于未然，以减免损失。
为及早发现滑坡的征兆，对已投入运行的水库土石坝，应在几个关键时期加强检查观测。 ①高水位时期。水库土石坝运行初期，当汛期或蓄水期库水位达到或接近设计正常高水位时，坝体中的最高浸润线即将形成，这时坝体浸润线以下浸水饱和区，坝体安全系数最小。如出现浸润线高出设计计算位置，则难以保证坝坡的稳定，或者坝体下游坡出现大面积湿润、散浸，也可能是坝体中已经形成渗流捷径。为此，在库水位急剧上升时，必须对浸润线的变化、坝坡及绕坝渗漏以及渗漏量等变化情况，加强观测。
②水位骤降时期。由于各种原因，急需降低库水位或放空库容，或因泄水闸门开关失灵，或中途事故停电发生水位骤降时，对土石坝迎水坡稳定影响很大，必须及时加强检查，监视迎水坡是否出现裂缝以及护坡有无变化等情况。如出现裂缝，应观测裂缝发展情况。
③发生持续降雨或特大暴雨和大风浪时期。对土石坝上下游坡无块石护坡、下游坡未设置排水设施，或已设置的遭到破坏的，或已知护坡质量较差已出现过裂缝、局部沉陷的坝段，在特大暴雨和大风浪时，必须认真加强检查，因为原来存在缺陷隐患，又加上坝面雨击浪冲以及坝面雨水排泄不及时，渗入坝体，有可能促使坝坡局部滑坡。
④回春解冻期。我国北方严寒地区，春季解冻后，坝体中的冻土体积膨胀，干容重减低，融化后土体软化，抗剪强度降低，有可能产生滑坡，应加强检查观测。
⑤发生强烈地震后。当发生强烈地震时，由于坝体设计与施工中存在一些缺陷，在地震惯性力与渗透压力的作用下，很可能在迎坡或背水坡出现滑坡，也应加强检查。
(2)进行观测资料分析，对各种观测项目作出滑坡预报
①裂缝观测。经过检查观测，在坝顶或坝坡上出现平行坝轴线的纵向裂缝时，必须尽早
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