国内外土石坝重大事故剖析_对若干土石坝重大事故的再认识

土石坝事故原因的简要分析作者：豆鹏飞来源：《知识力量·教育理论与教学研究》2013年第08期[摘要]土石坝是应用最广泛的坝型，也是发展最快的坝型，因此对土石坝有关知识的掌握很重要。

由于土石坝的筑坝材料等因素造成土石坝有一系列的缺点，使土石坝在溃坝事故中占有极大比例，因此对土石坝事故的了解也是必要的。

[关键词]土石坝简介事故原因分析土石坝是由当地土料、石料或土石混合料填筑而成的坝，又称当地材料坝。

土石坝是历史最为悠久、应用最为广泛的一种坝型，在我国广泛用作水库的拦河坝及江河湖海的防护堤。

在我国建设的8.6万座大坝中，90%以上是土石坝。

随着土力学、土工试验及大型土石方施工机械、岩土理论、计算技术的发展，土石坝得到进一步扩大，成为当今世界坝工建设中发展最快的一种坝型。

一. 土石坝简介（一）土石坝的特点。

1.土石坝之所以得到如此广泛的应用和迅速发展，与其自身优势性密不可分：（1）土石坝的主要建筑材料的、是土石料，可以就地取材，筑坝材料来源直接、方便；（2）土石坝适应地基变形的能力较强，在各种坝型中，对地基要求最低；（3）构造简单，施工容易掌握，工作可靠，使用年限也比较长；（4）运用管理和维修加高均较方便；（5）在交通不便、而当地又有足够土石料的山区，土石坝往往是一种经济的坝型。

2.土石坝应用中的特点、缺陷（1）土石料是透水的，在水库蓄水后水的压力及各种荷载下，坝体和坝基将产生渗流。

在渗流影响下，易产生渗透变形。

渗流也会使浸润线下土体的有效重量降低，内摩擦力和黏聚力减小。

这些对坝体稳定很不利。

（2）在上下游水面附近及其变动区内，坝坡将会受到冲蚀和淘刷，以致产生局部失稳。

以外，雨水的冲刷也可能降低坝体的稳定性。

（3）在坝体自重和各种荷载作用下，坝体会产生不同程度的变形（沉降），过大的不均匀沉陷会导致坝体开裂或使防渗体结构遭到破坏。

此外，土石坝极易因气温骤变而产生不利的影响，动物（如白蚁）在坝身内筑造洞穴而形成集中渗透通道，地震区的坝体会在地震力作用下产生裂缝和坍滑。

浅谈土石坝设计若干问题张胜东（兵团勘测设计研究院，新疆乌鲁木齐830002）摘要：首先对土石坝的基本情况做了介绍，依据土石坝破坏资料的统计分析，大多数属于勘测设计方面的原因，结合勘测设计实践经验，针对土石坝勘测设计方面存在的问题，然后从土石坝的结构设计、土料选取及其发展趋势等方面进行分析，指出问题所在，并提出相应的改进措施。

关键词：土石坝；设计；土料选取；措施1 土石坝的基本情况土石坝是用土、砂、砂砾、石料等当地材料分层碾压而成的拦河坝。

在国内外拦河坝中, 土石坝数量首屈一指。

据不完全统计, 全世界坝高超高15 m 的土石坝有29 000 多座, 我国各种坝高拦河坝共有86 000 多座, 其中土石坝占90 %以上。

土石坝得到广泛发展的理由: ①可就地取材,节省水泥、钢材、木材等；②随着土力学理论发展和土石坝工程经验的积累, 防渗土料已由粘土壤土等传统细料扩展到黄土、坡残积土、砾石土等, 随着大功率振动碾的问世, 坝壳石料的采用也由新鲜坚硬直至软岩, 以及基坑挖出石渣, 均可用振动碾压密实,可避免早期面板堆石坝由于用抛填法填筑堆石料, 蓄水后在水压作用下堆石沉降, 使面板破裂, 产生漏水事故；③对坝基要求相对低, 无论承载力或抗剪强度都比对混凝土坝要求低, 可修在土基、砂砾甚至深厚砂砾基上, 而混凝土坝难以做到；④近年大型土方机械出现, 使修建碾压式土石坝, 从开挖、运输到碾压都能采用大规模机械化施工, 加快施工进度, 缩短建设工期, 提高经济效益；⑤在一般情况下, 尤其在覆盖层较深时, 土石坝造价往往低于混凝土坝。

目前,在美国等发达国家,已建土石坝几乎是砼坝的100倍。

在我国,现有大坝8. 7 万多座,其中90 %以上也是土石坝。

根据对以往土石坝破坏资料的统计分析,属于勘测设计方面原因的在国内外均占40 %以上。

因此,就土石坝设计方面的有关问题展开探讨和交流无疑是有益的。

2 结构设计根据国内外部分已建和在建土石坝的设计、运行情况以及沟后面板坝失事等教训,对土石坝结构设计提出以下几点看法:2.1 简化坝体结构2.1.1 面板坝对这种坝型的设计,国内与国外在结构上差别很大。

土石坝工程’2002年第2期水库土石坝滑坡事故经验教训综述牛运光(水利部建设与管理总站)1．概述土石坝滑坡是土石坝主要事故之一，它不仅使工程遭受重大损失，甚至造成溃坝失事，危及人民生命财产的安全。

为此，长期以来，很多科技工作者对防止和加固土石坝滑坡进行了大量调查研究分析工作，取得了一定的成果。

至2000年，我国已建各类水库8.5万余座，总库容达5180余亿m3。

连同其它水利工程的建成，在防洪、灌溉、发电、航运、供水和水产养殖等方面都发挥了巨大的效益。

但是，由于这些水库，多是在“大跃进”和十年动乱期间建成的，当时缺乏经验，造成水库防洪标准低，工程质量差，有些土石坝发生了滑坡事故，甚至造成垮坝失事。

截止到1980年统计，因滑坡而导致垮坝的有130座，占垮坝总数的4.37%，占全部已建成水库土石坝的0.15%；1981～1990年统计，由于滑坡而垮坝的有13座，占这10年垮坝总数的5%；到1990年止，由于滑坡导致垮坝的总共143座，占垮坝总数4.40%，占全部已建成水库土石坝的0.17%。

又据统计，26个省、直辖市、自治区的241座大型水库先后发生过1000次工程事故，但没有引起垮坝后果，经过修复，继续投入运行，其中导致土石坝滑坡事故的占5.3%。

提高我国水库土石坝工程的科研、设计、施工和运行管理水平，防止土石坝滑坡事故，是当前水利工作者的重要任务之一。

2．滑坡事故的分析为总结我国土石坝滑坡失事的经验教训，提高土石坝设计、施工和运行管理水平，对各类工程事故进行分析是很必要的。

根据滑坡垮坝资料分析，得出如下初步结论。

2.1 按库容大小分析在143座水库土石坝滑坡垮坝失事中，无一座大型水库，中型水库也只有一座，仅占总垮坝数的0.7%；小(一)型有27座，占19.0%；小(二)型有110座，占76.9%；情况不明的5座占3.4%。

由此可见，土石坝垮坝的绝大多数是小型水库，这主要是小型水库在设计、施工和运行管理中都存在一些问题造成的。

土石坝抗震研究的国内外研究现状及现实意义摘要：随着生产和经济的不断发展、人口的不断增长，水和电的需要量都在逐年增加；而科学技术和设计理论的提高，又为水利工程特别是特大型水利水电工程的发展提供了有利条件，一大批的高坝大库型水利水电工程正在或已经兴建。

土石坝是当今世界水利水电工程建设中最常见的一种坝型，也是世界水利水电工程界发展最快的一种坝型。

对地震区的土石坝进行抗震设计并对其安全性做出评价具有十分重要的意义。

关键词：水利水电；土石坝；抗震1土石坝的发展随着生产和经济的不断发展、人口的不断增长，水和电的需要量都在逐年增加；而科学技术和设计理论的提高，又为水利工程特别是特大型水利水电工程的发展提供了有利条件，一大批的高坝大库型水利水电工程正在或已经兴建。

从国外看，近几年来大水库、大水电站和高坝在逐年增加，出现了一批库容在1000亿m3以上的大水库，其中，最大的是乌干达的欧文瀑布，总库容为2048亿m3；100m以上的高坝，1950年以前仅42座，现今已建和在建的有400多座。

如此多的高坝大库，一旦失事，后果不堪设想。

土石坝是当今世界水利水电工程建设中最常见的一种坝型，也是世界水利水电工程界发展最快的一种坝型。

全世界超过15m的土石坝有3万多座，而在我国，各种坝高的拦河坝有86000多座，其中土石坝占95%以上[1][2]。

到目前为止，我国已建库容在10万m3以上的水库达85000多座，高度在15m及以上的大坝有18600多座，其中土石坝占90%以上。

土石坝主要包括均质土坝、心墙坝和混凝土面板堆石坝等[3]。

早在19世纪末，国外的水力冲填坝就己经开始起步和发展，到1900年，国内外土坝总数还不超过116座，最高坝高仅61m.随着固结理论[4]5][6]、击实原理[7]、有效应力原理[8]等的形成，以及碾压机械、原位观测、施工工艺、水文学先后得到应用，世界各地的土石坝建设得到了迅速发展。

20世纪50年代以来，随着大型碾压设备如振动碾的出现以及电子计算机在水利水电工程设计中的应用，各种粒径的土、沙、砂砾石、石渣都能方便的碾压密实，土石坝的高度越来越高，数量也迅速增加[9]，据统计，至80年代末期，世界上已建和在建的百米以上的高坝中，土石坝的比例已达到75%以上。

国外水利工程失稳案例国内外事故原因分析1国内外典型事故1.1板桥、石漫滩水库大坝失事板桥水库位于洪汝河上游，大坝为黏土心墙砂壳坝，坝高24.5m，长2020m。

水库最大库容4.92亿m3。

石漫滩是一座均质土坝，最大坝高25m，坝顶宽5m，长500m，水库最大库容0.47亿m3。

1975年月日，由于洪水远远超过设计标准，位于暴雨中心的板桥、石漫滩、田岗水库相继垮坝失事。

1975年月的这次暴雨在板桥水库上游，3d降雨1030mm，进库洪水比最大库容多2亿m3，最大进库流量m3/s，为水库最大泄洪量的倍。

月7日夜，水位急剧上涨，日零时20分，洪水超过防浪墙，防浪墙被冲倒，板桥大坝砂壳首先被冲走，接着翻过大坝的激流淘空坝脚，最后大坝垮掉。

值得注意的是暴雨发生前的几个月中，河南南部正出现旱情，农田缺水，大部分水库蓄水位很低，不能满足灌溉和供水的需求。

月4日该地区受台风影响开始降雨，各地水库纷纷蓄水，抬高水位。

用于抗旱，这个蓄水过程持续到月7日。

暴雨区内的大中型水库拦蓄洪水4，约为洪水总量的1/3，降低了后续削减洪峰、拦蓄洪量的能力。

三条水系同时出现特大洪水，超过水库蓄洪和河道泄洪能力，板桥水库水位很快上升到最高蓄水位，超过警戒水位，这时需要紧急开启溢洪道闸门，可是水库泄洪道闸门锈死，无法开启，造成失事。

板桥、石漫滩水库大坝失事警示，洪水有不可预见性，严格按调度规定调度，泄洪设施处于良好状况均十分重要。

大坝洪水设计标准、安全超高、水库调度、泄洪设施可靠等因素对大坝防洪安全至关重要。

1.2美国的圣弗兰西斯坝圣弗兰西斯坝位于加利福尼亚州洛杉矶市附近的圣弗兰西斯溪上，水库为洛杉矶市供水，是一座实体重力坝，平面上呈拱形布置。

坝高62.5m，顶宽5m，底宽53.4m，库容4700万m3。

工程于1924年4月开工，1926年5月建成。

192年3月12日午夜突然溃决，约70min内库水全部泄出，滔滔洪水以排山倒海之势推向下游，造成重大损失，该大坝是迄今为止所有失事重力坝中最高的一座。

03土石坝事故案例与预防措施土石坝事故是指在土石坝的建设、运营或维护过程中发生的破坏、倒塌或溃决等意外事件。

这类事故往往造成人员伤亡和财产损失，对社会稳定和经济发展产生严重影响。

为了预防土石坝事故的发生，需要采取一系列有效的措施。

土石坝事故案例分析：1.1963年河南省平原县洪积湖堤坝溃决事故。

这是中国近代发生的最为严重的土石坝事故之一、事故发生后，堤坝顶部附近的堤岸随即崩塌，造成超过26万人死亡，经济损失巨大。

事故原因主要是设计不当、监测不到位以及施工不规范。

2.1975年黄河风洲堤坝溃坝事故。

这是中国经济建设时期发生的一起重大的土石坝事故，造成26万人死亡。

事故主要原因是堤坝抗洪能力不足、设计不规范和建设质量差。

土石坝事故的预防措施：1.合理设计土石坝的设计应满足抗洪、固体、水平和稳定等基本要求。

要根据工程的地质条件、附近河流的水文特征和流量变化趋势等因素，合理确定土石坝的高度、长度和宽度等设计参数。

2.严格施工土石坝的施工要按照设计要求和规范进行，采用先进的施工技术和设备，确保土石的质量和坝体的稳定性。

在施工过程中，要进行严格的质量控制和安全监测，及时发现和排除施工中的问题。

3.健全监测系统土石坝的稳定性与安全性需要通过监测来保障。

要建立完善的监测系统，对土石坝的水位、滑坡、变形、渗流和沉降等进行实时监测，及时发现和处理隐患，确保坝体的稳定和安全。

4.加强维护管理土石坝的维护管理是预防事故的关键。

要制定健全的维护管理制度，明确责任和权限，定期进行巡查和维护，及时修补损坏的部位，防止破损、渗漏和冲刷等问题的发生。

5.加强应急响应在土石坝事故发生后，要能够迅速启动应急预案，组织人员进行救援和抢险，最大限度地减少人员伤亡和财产损失。

因此，要加强应急演练和培训，提高人员应对事故的能力和水平。

总结起来，预防土石坝事故需要从设计、施工、监测、维护和应急响应等方面综合考虑。

只有通过科学规范的建设和管理，才能确保土石坝的稳定和安全，减少事故的发生，保障人民生命财产安全，促进经济社会的可持续发展。