高壩安全建設與事故

高壩建設

高壩建設一、已建高壩中出現(xiàn)的事故二、強震區(qū)高壩設計思路三、世界三類已建最高壩高壩建設隨著我國西部開發(fā)和清潔能源開發(fā)戰(zhàn)略的實施，我國中西部尤其是西南部的水利水電開發(fā)的力度加大，將建設一批高壩尤其是200m以上的高壩。高壩在勘測、規(guī)劃、設計、施工、運行管理諸方面的難度大、要求高，高壩的成功建設與運行代表了壩工技術發(fā)展的水平。一、已建高壩中出現(xiàn)的事故1、庫岸滑坡意大利瓦依昂雙曲拱壩，壩高262m，（厚高比為0.086，河谷寬高比0.725）壩基基巖為石灰?guī)r，分布有薄層泥灰?guī)r和夾泥層，巖石節(jié)理發(fā)育，岸邊巖層傾向河床，建成3年后，庫岸發(fā)生大規(guī)?；率鹿省Ｒ獯罄咭腊弘p曲壩，壩高262m，（厚高比為0.086，河谷寬高比0.725）壩基基巖為石灰?guī)r，分布有薄層泥灰?guī)r和夾泥層，巖石節(jié)理發(fā)育，岸邊巖層傾向河床，建成3年后，庫岸發(fā)生大規(guī)?；率鹿?。1957年施工時發(fā)現(xiàn)緊靠拱壩左岸岸坡不穩(wěn)定。1960年2月水庫蓄水，10月初，庫水位至高程635m時，左岸地面出現(xiàn)長達1.8~2.0km的裂縫，形狀為“M”形，包圍面積2km2，并有局部崩塌，崩塌量為70萬m3。隨后采取措施：限制庫水位，開挖放水洞，加強巖體蠕動區(qū)監(jiān)測。1963年9月28日～10月9日水庫上游連續(xù)大雨，引起兩岸地下水位升高，使巖體位移速度加快。10月9日達25cm/d，當晚，10點41分，左岸坡發(fā)生整體滑落，范圍長達2.0km，寬1.6km，在“M”形裂縫圈定的滑坡體總量為2.7億m3。

壩前長達1.8km的庫段在30～45s時間內(nèi)全壩淤滿，淤積體高出庫水面150m?；麦w導致涌浪高達250m，下泄洪水流速達280km/h，約有1.15億m3的庫水被掀起，在離壩址1.4km的瓦依昂峽谷出口處波浪立高達70m。

1、庫岸滑坡但大壩施工質(zhì)量高，壩體具有較大的安全富余，壩肩進行了錨固灌漿處理，盡管涌浪對拱壩產(chǎn)生約為4000萬kN的動荷載，相當于8倍的設計荷載，大壩未發(fā)生重大破壞，僅在左壩肩壩頂發(fā)生長約9m、高約1.5m的局部破壞。雖然大壩尚未破壞，但水庫工程已經(jīng)報廢。1、庫岸滑坡左岸滑坡主要原因為：（1）巖層分布的卸荷裂隙、層面裂隙與構(gòu)造斷裂互相交錯切割，構(gòu)成滑動面；（2）長期多次巖溶活動使庫岸地下孔洞與表面落水洞發(fā)育，地下水循環(huán)加劇，引起泥灰?guī)r和夾泥層的軟化，尤其在水庫蓄水后，軟化作用可在較短時間內(nèi)發(fā)生，使其強度急劇降低；1、庫岸滑坡（3）在滑坡前一段時間內(nèi)降雨集中，增大庫岸的浮托效應，減小巖體的抗滑阻力；（4）滑坡區(qū)內(nèi)上部巖層傾向河床，傾角為33°，下部受河水多年沖刷失去穩(wěn)定的支撐。

該壩水庫事故說明，地質(zhì)勘探、地質(zhì)調(diào)查十分重要，運行期監(jiān)測、預警系統(tǒng)的布設與正常運行同樣重要。2、壩體嚴重裂縫奧地利柯恩布萊因雙曲拱壩，壩高200m，厚高比0.18，河谷寬高比3.1，1977年建成。1978年庫水位到1860～1890m時，大壩發(fā)生嚴重裂縫。上游壩踵先后出現(xiàn)深度為8～9m的垂直裂縫和貫穿到基礎的斜裂縫，裂縫從基礎中部開始，逐步發(fā)展到上游面，上游的壩基以上18m處裂縫長度達100m。壩基揚壓力上升至全水頭，大壩失去原有的承載能力。

經(jīng)分析，壩體破壞除了厚高比較小外（瓦依昂拱壩的厚高比只有0.086），與河谷較寬有關。這屬于在設計荷載和壩基無重大缺陷情況下發(fā)生大面積裂縫破壞的事故。加固措施：在壩后修建支撐壩，為重力拱壩，高70m，混凝土方量為原拱壩的1/3，分擔原拱壩總推力的20％。3、施工圍堰漫水沖毀

前蘇聯(lián)羅貢斜心墻土石壩，壩高335m。上游圍堰高40m，在圍堰未完成前，一條導流隧洞經(jīng)多年過流排砂后發(fā)生2萬m3巖石塌落，隧洞被堵塞。在未修復前于1993年5月在下游遇暴雨和泥石流，總量達110萬m3，迫使水位上升13.5m，造成另一條隧洞泄量急劇下降。至5月8日，洪水流量增加到3800m3/s時，上游圍堰漫水沖毀，土石方達300萬m3，堆積在基坑內(nèi)，半小時后，洪峰流量達7700m3/s時，又沖毀施工橋2座，地下廠房和施工開挖機械全部被水淹沒。4、泄班洪建怒筑物全空蝕前破壞美國刮胡佛題重力棒拱壩幼，壩奮高22維1m，19鑼36年建倍成。該壩拿左右描岸各欺設1條泄嚇洪隧婦洞，慢直徑15豪.2插m，混窯凝土辦襯砌爽。位于綱美國堅內(nèi)華悉達州踐與亞清利桑該那州笨交界處的絲式黑峽西峽谷煮之中立，壩嗚高22表1.時4米，19記31年開叉工，19跌36年建幻玉成，志以美晉國當屆總搬統(tǒng)胡汁佛的惹名字巡壽命名誕，至參今仍貴為世界上徹最高斤的混涉凝土捐重力拐拱壩蒸該壩攔是美款國綜合嫂開發(fā)指科羅改拉多橫（Co肉lo眠ra鞠do）河好水資優(yōu)源的關估鍵性覆工程水，是脊世界勤上最央早建照造的忙高度超暢過20雨0米的梢大壩久。壩感體設貧計采存用了榜當時美荷國剛晴提出灑的試歐載法河，并舒在混言凝土幟壩施工于機械租和施丸工工耀藝等古方面挎（如冶柱狀日澆筑、擇預埋潛冷卻潑水管作等）椒積累稼了成翅功的潔經(jīng)驗，貍對現(xiàn)貢代混除凝土殊壩設或計和捷施工逝技術推的形成窮和發(fā)彩展具銀有劃洋階段匪的影扯響。捏此外敬，因該侵壩的剛巨大窄效益李，對境當時忘的美選國經(jīng)濟從立蕭條鼠轉(zhuǎn)為廟復蘇撤發(fā)揮精了顯梅著作路用。當泄剝量連鈴續(xù)達10鄭70伴m3希/s幾小閃時后選，隧遇洞彎所段處真的底窮部發(fā)約生空鴿蝕破央壞，徐該處糾混凝顧土厚度深為7.椒5m，并耕有7年多競齡期過的后注期強饒度，嚇空蝕挽不僅稈擊穿欠了混邁凝土針，并店在基梳巖上形成悉了一透個深13躬.7礙m、長35程m、寬9.炕5m的大徹坑，蟻從坑型內(nèi)沖探走混未凝土德和巖隙石45呢00餃m3。5、防樓滲帷鵝幕設顫計不謊足還是濫美國像胡佛耗重力爹拱壩勾，基行礎帷女幕設魔計深婆度不留足，藥導致倆重新堂再設感置深防度更津大的凈帷幕堂和新礦的排澇水系辯統(tǒng)。原帷篇幕深45異.7疫m，新表的帷耐幕深14歲6.扛3m。設計嗎有誤鐮的原吹因：對壩匯基的磁水文服地質(zhì)劇和工屠程地屢質(zhì)未論作詳必細研笛究。6、消洪力池販沖刷許破壞印度冰巴克板拉混撞凝土袍重力求壩，趙高22稍6m，壩輛頂溢案流底拿流消徹能，19健63年建成。帳經(jīng)過武最大債泄量28信30近m3幸/s的78除d運行須后發(fā)作生消憐力池基底板沖嚴重優(yōu)沖蝕破壞婆，某索些部召位沖臘深70撇cm。后縱采用績環(huán)氧懶樹脂暈混凝溫土回震填及徐灌漿課與錨筋加斥固。二、慣強震伐區(qū)高婦壩設擊計思男路1、土慘石壩（1）防胡滲體斯土料多數(shù)咸已建移高土轟石壩委的心枝墻采秘用礫責質(zhì)土盞，其圾具有鬼較高欠的變形蒼模量勿，減拼少心工墻的條沉降勤量，男也減邁少了遠與壩壯支撐拴體堆幫石的沉蕩降差恩，從洪而減吊少拱趣效應葵，避欠免心討墻產(chǎn)床生水冷平裂勻縫。也有助采用娛當?shù)責挶兗芡?，繩抗?jié)B叫性好轉(zhuǎn)，抗宅剪強愧度高產(chǎn)，裂剝縫自愈義能力舟強。1、土嬌石壩（2）加姥厚反黑濾層加厚汪心墻征下游鼓反濾銳層，遵有的音做成亞雙層無。（3）設己置專父門的槽加筋助抗震悲層為了眉減少伸壩坡達的地親震殘貨余變氣形，租提高投土體輪的強揪度，前蘇篩聯(lián)努領列克期在壩銀體內(nèi)霧設置霞數(shù)層雕加筋離抗震口層，喪并與壩體袍上下艱游棱訊體結(jié)喇合在香一起埋。經(jīng)引振動幟臺試舅驗和郊原型觀測杯，證想明措辮施有紋效。2、混議凝土梅拱壩（1）設能置抗岸震鋼鄰筋為了窩提高檔抗震鑄安全筑度，誕前蘇丹聯(lián)英糧古里可壩在捷壩體烏內(nèi)設們置2.央2萬t抗震夢筋。（2）設劑置周休邊縫刺和墊持座根據(jù)益已建禿拱壩噸發(fā)生艘裂縫叮沿周搶邊分代布的愧特點未，作嬌為結(jié)接構(gòu)措但施，攀設計周除邊人喊工縫抵取代勁。英擔古里狀、瓦錦依昂杰等壩忙都設犬有周賣邊縫希和墊紗座。周邊陪縫可蜻減少舊壩體酒傳給察墊座唱的彎拉矩，惠減少糟墊座捉與壩粉基之蛛間的或拉應力選，避勇免由挨于壩察基接斷觸面鄭上受蜓拉，腐導致仰防滲但帷幕圓破壞略。2、混論凝土優(yōu)拱壩（2）設楚置周采邊縫哪和墊潑座應指揉出，村周邊籍縫的上位置約不能欠離壩姓基面借太近輛，墊催座應有一杠定的工高度哭；縫關面應鄭平滑盼，能收靈活幸張開跪。19礎86年建咐成的產(chǎn)奧地龜利滋勒證格倫喂特拱壩排，高18截6m，離壩鑄基高2～3m處設攝置周亂邊縫姜，蓄喘水位助離壩射頂11體m時，懂在周邊端縫上岡部不姨遠處共產(chǎn)生扣一條允水平罰裂縫晃，后條作了煎修補纖處理。2、混供凝土很拱壩（3）加濾固拱受壩兩握岸壩定肩巖扇體瓦依訴昂壩拖具有眾巨大潛承載騰潛力惕，與陵加固痛兩岸幣壩肩削巖體老，提高怎大壩啊整體幻玉能力圓有關揮，共援布設色了15池0根預量應力謎錨索換，每根錨繩索長55蹈m，施聰加的客預應快力為10互00鞠kN。3、混提凝土合重力件壩（1）壩暑頂措占施盡量虧減輕童壩頂握重量接，提高長混凝倘土標集號，處理盾好施臉工縫阿，壩未頂表道面體郊型采積用平癥緩弧那線連嚷接，麥如瑞蟲士大狄鑼克桑葬斯壩曬。（2）橫切縫灌對漿提高章壩體欠整體毫性，犧增加泳抗震隨能力擋。運次行期脈橫縫踢因收滔縮而擔脫開，貌下游啦夏季匪日照船影響肢也有辱局部旗膨脹襪，但窩深度搬僅1～2m，所鍵以橫縫給灌漿縣不會翻引起殖沿壩將軸線機的擠樹壓。三、將世界偏三類寸最高浸壩1、瑞齡士大逼狄克樂桑斯華重力宅壩位于巾瑞士折狄克隊斯河鎮(zhèn)上，庫容4億m3。實體揀重力新壩，因壩高28吳5m，壩頂叫長69諒5m，上游徐壩面券在高剪程22按00鳥m以上為垂槍直面烏，以下跌為1：0.避03的倒總坡，下游戲壩坡尸從上槳至下分別蹤蝶為1：0.犁29旦7，1：0.包68和1：0.嫩81泳m惹3。19鐮51年開柜工，19泄61年建膠成。1、瑞襯士大顛狄克無桑斯道重力肉壩采用汁實體蝴重力頃壩的主要戰(zhàn)原因:分期隙施工武，加門高方通便，避免費復雜腹的模窄板施皆工。上游默下部老采用兇倒坡姥，也是歲改善廈分期拉施工的應聚力條供件。2、英盤古里慈雙曲臟拱壩前蘇她聯(lián)（采格魯鄉(xiāng)豐吉亞探）位于佳德日駛瓦里灣市附她近的響英古且里河艱上，清壩址賢為不以對稱峽谷踩右岸石岸坡45蛛°，左壤岸岸漁坡35禿°，河盼谷底誼寬50～70慘m，壩廣基地寫質(zhì)條取件復熱雜，稀由各莊種裂賭隙發(fā)宜育的攏石灰?guī)r、掌白云敗質(zhì)石狼灰?guī)r臺構(gòu)成忌，派己生構(gòu)磚造斷尖裂斜風斷層柏在右壩肩器下約10尸0m處，供傾角75?！恪?0濁°，地議震烈價度為8°。庫容11剩.2億m3，壩高27艦1.湊5m，壩頂鹿長72好8m（包耗括左上右重革力墩長12帖3m），壩體胳混凝候土方暈量39膊6萬m3，壩體奴厚高盤比0.睜33蠶2，河谷薦寬高岡比2.多22隙8。拱壩宜設有動周邊估縫，將墊騾座與劣壩體辛拱圈促部分惜分開接。中央偉懸臂湊梁處蒙壩頂沉厚為10霉m，沿周臉邊縫卡壩體罷厚度50制m，墊座勤與基塵礎接棚觸處活的厚悼度為90限m。2、英唇古里消雙曲脖拱壩設計建原則鉛為：（1）大答壩體貓形按際壩體畢連貫劇優(yōu)化什選定儉，無虧論供史還是俯懸臂直梁都解具有準確跟的雙齡曲面跨，中養(yǎng)央曲牲率?？爻植粺嶙?。（2）拱夫圈厚想度自稈拱冠殊向拱群座增檔大，旗接近異周邊勝縫處族厚度頸增加問較大青。墊座度在河寧床部務分分玩成3個柱喝狀，尼其余霜部分您分為2個柱疏狀塊挖。墊座戰(zhàn)在岸謹坡段攻高15～20情m，在鑒河床果部位糠高60蓬m?？p內(nèi)跌設置禮止水天設施。2、英謎古里愚雙曲償拱壩設計憑原則耍為：（3）設互計地癢震烈艘度為8°，整糕體?？坌推浦貕脑嚲潋烇@畫示，寧地震死無論駐縱向悅還是蛙橫向奇，壩毒體破襲壞都谷是從券壩頂貢先出礦現(xiàn)近貓似垂術直裂頂縫，膠隨后這向下勒發(fā)展拉形成法水平季裂縫雀，直筒至變帽形不含能恢竊復而灰破壞勿。采用箱壩體縫內(nèi)配蒼置抗震震鋼兔筋網(wǎng)輛，由急穿過桌橫縫石的水侄平鋼胃筋（級為40洗cm紐奉×4蘆0c敲m的鋼怕筋骨拖架，忠鋼筋趨直徑70也mm，中燦心距15行0c魚m）和智垂直栽鋼筋凡（為妨寬40霉cm鋼筋奧骨架誰，鋼案筋直潮徑40小mm，中促心距15缸0c揉m）組諷成。2、英愁古里洪雙曲咐拱壩需要知指出筑，設計軍成果維不論貞應力監(jiān)發(fā)生誦的部岔位還竄是應退力值廁大小陷，與實好測的宋成果同相差抵很大教。3、努囑列克乳土石疲壩前蘇虜聯(lián)（晚塔吉絨克斯帳坦）位于苦瓦赫蹈什河呈中游幅，水庫聰庫容10性5億m3，壩址喪地形遮為峽銳谷狀堂，深達30碼0m以上膊，河床亦寬40這m，河稿床沖積杠層深13～20柏m，壩址宅為多掀發(fā)性市強震區(qū)黃，基覆本烈句度為9°。3、努蓋列克翻土石胃壩壩體丹布置航：直心辨墻土妙石壩狂高30西0m，壩著頂長74啄4m，壩盆頂寬20較m，上壁游壩避坡1：2.徐25，下飼游壩程坡1：2.供2。直喂立心愛墻設脆置在低大壩靜中央康。壩體雀布置脫：心墻奇基礎板面設噴置混挪凝土貨墊座粘，長15朵7m，河毫床處厲寬23閥m，兩援岸處浩寬30純~6由0m，墊座貞表面容覆蓋2層土薯工膜駕，墊優(yōu)座內(nèi)貫布置4.甚2m掘×3羅.8仆m的灌叛漿及不檢查栽廊道節(jié)。心墻虹與壩慎殼之械間的累下游邊設2層反崇濾，呢上游營側(cè)從襖壩頂吹至正坦常水妥位之庫間也劈燕設反射濾層2層，憤以下饅僅設涂單層的反濾趙。壩體乖上下嚼游面蹤蝶附近報用大叮塊石杯壓重怖座保節(jié)護層譜，上英游厚嚼度20間~4范0m，下游航厚度5~駁10杏m，壩體告總體橋積58挑00危m3。3、努魯列克伶土石窩壩筑壩柔材料殿：心墻弓料為別壤土嚷、砂背壤土傾及小墻于20漿0m享m碎石愈的混貸合料棉；反濾始料由孟天然畝礫卵打石混兇合物的由過息篩加婆工制著成；壩殼予料用會天然然礫卵懇石混嘴合料膛，粗芝卵石