土石坝溃坝研究
3) 洪水－洪水不能安全下泄－溢洪道冲毁－冲淘溢洪道基础－库水无控制下泄－回流冲刷下游坝脚－下游坡滑动－大坝溃决
4) 洪水－大坝下游坡滑坡－坝顶高程降低－坝顶高程不足－漫顶－冲刷坝体－干预无效－大坝溃决
5) 洪水－闸门全部开启－上游水位下降过快－上游坡滑坡－坝顶高程不足－漫顶－冲刷坝体－干预无效－大坝溃决
6) 洪水－持续降雨－上部坝体饱和－纵向裂缝－坝体局部失稳－坝顶高程降低－人工抢险干预－干预无效－大坝溃决
7) 洪水－坝体深层横向贯穿性裂缝－集中渗流破坏－人工抢险干预－干预无效－大坝溃决
第三类：汛期坝体坝基或坝下埋管渗透破坏导致溃决。
1) 洪水－坝体集中渗漏－管涌－人工抢险干预－干预无效－大坝溃决 2) 洪水－坝基集中渗漏－管涌－人工抢险干预－干预无效－大坝溃决 3) 洪水－坝下埋管发生接触冲刷破坏－人工抢险干预－干预无效－大坝溃决
4) 洪水－下游坡大范围散浸－浸润线抬高－坝体失稳－坝顶高程降低－漫顶－人工抢险干预－干预无效－大坝溃决
5) 洪水－坝体渗流管涌破坏－坝体失稳－坝顶高程降低－漫顶＋管涌－人工抢险干预－干预无效－大坝溃决
第四类：非汛期坝体坝基或坝下埋管发生渗透破坏
1) 坝体、坝基集中渗漏－管涌－人工抢险干预－干预无效－大坝溃决 2) 坝下埋管发生接触冲刷破坏－人工抢险干预－干预无效－大坝溃决 3) 坝体渗流管涌破坏－坝体失稳－坝顶高程降低－漫顶＋管涌－人工抢险干预－干预无效－大坝溃决
第五类：由于地震引起的大坝溃决，实际溃坝记录上并无此类记录
1) 地震－坝体横向裂缝－漏水通道－管涌－人工抢险干预－干预无效－大坝溃决
2) 地震－坝体纵向裂缝－坝体滑动－坝顶高程降低－漫顶－人工抢险干预－干预无效－大坝溃决
3) 地震－基础液化－大坝破坏（坝顶高程降低、滑动、裂缝）－漫顶或管涌－人工抢险干预－干预无效－大坝溃决
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1.4 研究课题的提出
建国以来，在我国已修建的8万余座水库中，土石坝占90%以上，21世纪随着社会经济的发展，水资源可持续战略对水库防洪提出更高的要求，特别是承担着城市生活供水，工业生产供水的水库，面临着巨大的供水压力，直接影响着当地经济的发展和人民生活的安全。本文主要课题是在调查分析研究的基础上，依据土石坝溃坝的机理和专家经验综合分析了我国土石坝溃坝的主要原因，分别探讨了土石坝的渗漏、土石坝的漫顶、土石坝的滑坡、土石坝结构破坏特征及产生原因，为土石坝除险加固提供了基础；为大坝及时采取相应的预防、维修、加固、改造措施提供了科学依据。
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2 土石坝溃坝的基本原因
2.1 土石坝的渗漏
2.1.1 土石坝渗漏的原因
一、坝体渗漏的原因
土石坝常因斜墙、心墙等防渗体裂缝形成渗流的集中通道，导致管涌的发生，甚至引起坝体的失事破坏。
引起坝体渗漏产生的主要原因有:
（1）坝身尺寸单薄，特别是塑性斜墙或心墙由于厚度不够，使渗流水利坡降过大，容易造成斜墙或心墙被渗流击穿。
（2）坝体施工质量控制不严，如碾压不实或土料含砂砾太多，透水性过大；或者施工过程中在坝身内形成了软弱夹层和漏水通道，从而造成管涌塌坑；或溢出点和浸润线抬高，造成集中渗漏。
（3）坝体不均匀沉陷引起横向裂缝；或坝体与两岸接头不好而形成渗漏途径；或坝下压力涵管断裂造成的渗漏，在渗流作用下，发展成管涌或渗漏通道。
（4）下游排水设施尺寸过小不起作用，或因施工质量不好，或由于下游水位过高，洪水期泥水倒灌，使反滤层被淤塞失效，造成溢出点和浸润线抬高。
（5）反滤层质量差，未按反滤原理铺设，或未设反滤层，常成为管涌塌坑和斜墙和心墙遭到破坏的重要原因。
（6）管理工作中，对白蚁、鼠等动物在坝体内的空穴未能及时发现，以致发展成为集中渗漏通道。
二、坝基渗漏的原因
坝基渗漏通常是由于强透水性的坝基处理不当，或坝基未作防渗处理，或坝基防渗设施失效而产生的。特别是对于强透水性的砂砾石或砂层的地基，地层的渗流出逸坡降较大，若坝后没有采取排水、减压设施，出逸坡降往往会超出表层的临界坡降，渗水通过坝基的透水层，从坝侧或坝脚外的覆盖层较弱处出逸，使坝后形成沼泽，严重的可产生变形、流出浑水或翻砂。
引起坝基渗漏产生的主要原因有： （1）清基不彻底，引起接触而渗水。
（2）铺盖裂缝产生的渗漏，铺盖裂缝一般是由于施工时防渗土料破坏， 不到所要求的容重或铺土时含水量过大，固结时干缩而产生裂缝；或基础不均匀沉
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陷时铺盖被拉裂；或铺盖时没有做好反滤层，水库蓄水后在高扬压力下被顶穿破坏；也有施工时就已经破坏了覆盖层作为天然铺盖的防渗作用。
（3）心墙下截水墙与机车接触冲刷破坏，在截水墙下游与基础接触边界处设置反滤层失效，导致接触冲刷产生，造成坝体严重破坏。
三、绕坝渗漏
水库的蓄水，不仅可能通过土坝坝身和坝基渗漏，而且也可能绕过土坝两端的岸坡渗往下游，这种渗漏现象称为绕坝渗漏。绕坝渗漏可能沿着坝岸结合面（引起集中渗流）、也可能沿着坝端山坡土体的内部渗往下游。绕坝渗漏将使坝端部分坝体内的浸润线抬高，岸坡背后出现洇湿、软化和集中渗漏，甚至引起滑坡。
产生绕坝渗漏的主要原因如下： （1） 两岸地质条件过差
造成绕坝渗漏的内因是由于坝端两岸地质条件过差，如覆盖层薄，且有砂砾和卵石透水层；风化岩层透水性过大；岩层破坏严重，节理裂隙发育以及有断层、岩溶、井泉等不利地质条件，而施工中未能妥善处理，均可能成为渗漏的通道。
（2） 岸坡接头防渗处理措施不完善
部分水客由于客观条件的限制，对两岸地质条件缺乏了解，因此未能提出合理的防渗措施。如岸坡接头截水槽方案，有时不但没有切入不透水层，反而挖掉了透水性较小的天然覆盖，暴露出强透水层，加剧了绕坝渗漏，也有的甚至没有进行防渗处理，以致形成渗漏通道。
（3）施工质量不符合要求
施工中由于开挖困难或工期紧迫等原因，没有根据设计要求进行施工，例如岸坡坡度开挖过陡；截水槽回填质量不好，形成渗漏通道。
（4）岩溶、生物洞穴以及植物根茎腐烂后形成的空洞等
建坝时坝肩未能很好地清基和作防渗处理，水库蓄水后就会产生绕坝渗漏。 2.1.2 土石坝渗漏的特征
按渗漏的部位可分为坝体渗漏、坝基渗漏、接触渗漏、绕坝渗漏；按渗漏的心智可分为正常渗漏和异常渗漏；按渗漏现象可分为散浸和集中渗漏。其特征见下表所示。
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渗漏的种类和特征
分类 渗漏类别 特 征 坝体渗漏 渗漏的逸出点在背水面坡或坡脚，其逸出现象有散浸和集中渗漏两种 坝基渗漏 渗水通过坝基的透水层，从坝脚或坝脚以外覆盖层的薄弱部位逸出 按渗漏 接触渗漏 的部位 绕坝渗漏 下游岸坡逸出 坝体渗漏部位呈湿润状态，随时间延长可使土体饱和软化，甚至在坝散 浸 按渗漏 的现象 集中渗漏 或射流两种；有清水也有浑水 下游坡面形成细小而分布较广的水流 渗水在坝体、坝基和两岸山包的一个或几个空穴集中流出，有无压流后相应逸出 渗水通过坝端山包为挖出的坡积层、岩石裂缝、溶洞和生物洞穴等‘从渗水经坝体、坝基、岸坡的接触面或坝体与刚性建筑物的接触面在坝2.1.3 土石坝渗漏对溃坝的影响分析
根据我国早期的土石坝工程的资料统计，由渗流而引起的破坏事故率约占31.7%。其中大型水库占11座，而对于中小型水库而言，漫坝冲垮者最多，占51.5%，其次就是渗漏导致垮坝，占29.1%，由此可见渗漏造成的溃坝问题是相当严重的。因此确保对坝体和坝基的渗流控制是保证土石坝安全的一项重要措施。 水库蓄水后，在水压力的作用下，水流必然会沿着坝身土料、坝基土体和坝端两岸地基中的孔隙渗向下游，造成坝身、坝基和绕坝的渗漏。若这种渗流是在设计控制之下，大坝任何部位的土体都不会产生渗透破坏，则为正常渗流，此时渗流量一般较小，水质清澈透明，不含土壤颗粒，对坝体和坝基不致造成渗透破坏；反之对能引起土体渗透破坏，或渗流量过大且集中，水质浑浊，透明度低，使坝体或坝基产生管涌，流土和接触冲刷等渗透破坏，这种影响蓄水兴利的渗流则为异常渗流。对于已建坝，如何确定异常渗流极其危害性是一个比较复杂的问题，首先要对坝址的工程水文地质有比较充分的了解，坝的设计及施工完善程度也与渗漏有密切的联系，可是由于地质勘探的有限钻孔只能揭示坝址地层的有限情况，局部的弱点，例如节理、裂隙，溶洞、断层及强透水带的情况往往难以弄清；另外，坝的防渗体和排水设施设计的正确程度，以及施工质量难以达到理想的境界，由于施工而引起的渗流薄弱环节更非人们所能预料，而且，土石坝内防
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