高坝安全建设与事故

高坝建设

高坝建设一、已建高坝中出现的事故二、强震区高坝设计思路三、世界三类已建最高坝高坝建设随着我国西部开发和清洁能源开发战略的实施，我国中西部尤其是西南部的水利水电开发的力度加大，将建设一批高坝尤其是200m以上的高坝。高坝在勘测、规划、设计、施工、运行管理诸方面的难度大、要求高，高坝的成功建设与运行代表了坝工技术发展的水平。一、已建高坝中出现的事故1、库岸滑坡意大利瓦依昂双曲拱坝，坝高262m，（厚高比为0.086，河谷宽高比0.725）坝基基岩为石灰岩，分布有薄层泥灰岩和夹泥层，岩石节理发育，岸边岩层倾向河床，建成3年后，库岸发生大规模滑坡事故。意大利瓦依昂双曲坝，坝高262m，（厚高比为0.086，河谷宽高比0.725）坝基基岩为石灰岩，分布有薄层泥灰岩和夹泥层，岩石节理发育，岸边岩层倾向河床，建成3年后，库岸发生大规模滑坡事故。1957年施工时发现紧靠拱坝左岸岸坡不稳定。1960年2月水库蓄水，10月初，库水位至高程635m时，左岸地面出现长达1.8~2.0km的裂缝，形状为“M”形，包围面积2km2，并有局部崩塌，崩塌量为70万m3。随后采取措施：限制库水位，开挖放水洞，加强岩体蠕动区监测。1963年9月28日～10月9日水库上游连续大雨，引起两岸地下水位升高，使岩体位移速度加快。10月9日达25cm/d，当晚，10点41分，左岸坡发生整体滑落，范围长达2.0km，宽1.6km，在“M”形裂缝圈定的滑坡体总量为2.7亿m3。

坝前长达1.8km的库段在30～45s时间内全坝淤满，淤积体高出库水面150m。滑坡体导致涌浪高达250m，下泄洪水流速达280km/h，约有1.15亿m3的库水被掀起，在离坝址1.4km的瓦依昂峡谷出口处波浪立高达70m。

1、库岸滑坡但大坝施工质量高，坝体具有较大的安全富余，坝肩进行了锚固灌浆处理，尽管涌浪对拱坝产生约为4000万kN的动荷载，相当于8倍的设计荷载，大坝未发生重大破坏，仅在左坝肩坝顶发生长约9m、高约1.5m的局部破坏。虽然大坝尚未破坏，但水库工程已经报废。1、库岸滑坡左岸滑坡主要原因为：（1）岩层分布的卸荷裂隙、层面裂隙与构造断裂互相交错切割，构成滑动面；（2）长期多次岩溶活动使库岸地下孔洞与表面落水洞发育，地下水循环加剧，引起泥灰岩和夹泥层的软化，尤其在水库蓄水后，软化作用可在较短时间内发生，使其强度急剧降低；1、库岸滑坡（3）在滑坡前一段时间内降雨集中，增大库岸的浮托效应，减小岩体的抗滑阻力；（4）滑坡区内上部岩层倾向河床，倾角为33°，下部受河水多年冲刷失去稳定的支撑。

该坝水库事故说明，地质勘探、地质调查十分重要，运行期监测、预警系统的布设与正常运行同样重要。2、坝体严重裂缝奥地利柯恩布莱因双曲拱坝，坝高200m，厚高比0.18，河谷宽高比3.1，1977年建成。1978年库水位到1860～1890m时，大坝发生严重裂缝。上游坝踵先后出现深度为8～9m的垂直裂缝和贯穿到基础的斜裂缝，裂缝从基础中部开始，逐步发展到上游面，上游的坝基以上18m处裂缝长度达100m。坝基扬压力上升至全水头，大坝失去原有的承载能力。

经分析，坝体破坏除了厚高比较小外（瓦依昂拱坝的厚高比只有0.086），与河谷较宽有关。这属于在设计荷载和坝基无重大缺陷情况下发生大面积裂缝破坏的事故。加固措施：在坝后修建支撑坝，为重力拱坝，高70m，混凝土方量为原拱坝的1/3，分担原拱坝总推力的20％。3、施工围堰漫水冲毁

前苏联罗贡斜心墙土石坝，坝高335m。上游围堰高40m，在围堰未完成前，一条导流隧洞经多年过流排砂后发生2万m3岩石塌落，隧洞被堵塞。在未修复前于1993年5月在下游遇暴雨和泥石流，总量达110万m3，迫使水位上升13.5m，造成另一条隧洞泄量急剧下降。至5月8日，洪水流量增加到3800m3/s时，上游围堰漫水冲毁，土石方达300万m3，堆积在基坑内，半小时后，洪峰流量达7700m3/s时，又冲毁施工桥2座，地下厂房和施工开挖机械全部被水淹没。4、泄班洪建怒筑物全空蚀前破坏美国刮胡佛题重力棒拱坝幼，坝奋高22维1m，19锣36年建倍成。该坝拿左右描岸各欺设1条泄吓洪隧妇洞，慢直径15豪.2插m，混窑凝土办衬砌爽。位于纲美国坚内华悉达州践与亚清利桑该那州笨交界处的丝式黑峡西峡谷煮之中立，坝呜高22表1.时4米，19记31年开叉工，19跌36年建幻玉成，志以美晋国当届总搬统胡汁佛的惹名字巡寿命名诞，至参今仍贵为世界上彻最高斤的混涉凝土捐重力拐拱坝蒸该坝拦是美款国综合嫂开发指科罗改拉多横（Co肉lo眠ra鞠do）河好水资优源的关估键性覆工程水，是脊世界勤上最央早建照造的忙高度超畅过20雨0米的梢大坝久。坝感体设贫计采存用了榜当时美荷国刚晴提出洒的试欧载法河，并舒在混言凝土帜坝施工于机械租和施丸工工耀艺等古方面挎（如冶柱状日浇筑、择预埋潜冷却泼水管作等）椒积累稼了成翅功的洁经验，狸对现贡代混除凝土殊坝设或计和捷施工逝技术推的形成穷和发彩展具银有划洋阶段匪的影扯响。捏此外敬，因该侵坝的刚巨大窄效益李，对境当时忘的美选国经济从立萧条鼠转为庙复苏撤发挥精了显梅著作路用。当泄剥量连铃续达10郑70伴m3希/s几小闪时后选，隧遇洞弯所段处真的底穷部发约生空鸽蚀破央坏，徐该处纠混凝顾土厚度深为7.椒5m，并耕有7年多竞龄期过的后注期强饶度，吓空蚀挽不仅秆击穿欠了混迈凝土针，并店在基梳岩上形成悉了一透个深13躬.7碍m、长35程m、宽9.炕5m的大彻坑，蚁从坑型内冲探走混未凝土德和岩隙石45呢00饺m3。5、防楼渗帷鹅幕设颤计不谎足还是滥美国像胡佛耗重力爹拱坝勾，基行础帷女幕设魔计深婆度不留足，药导致俩重新堂再设感置深防度更津大的净帷幕堂和新矿的排涝水系辩统。原帷篇幕深45异.7疫m，新表的帷耐幕深14岁6.扛3m。设计吗有误镰的原吹因：对坝汇基的磁水文服地质剧和工屠程地屡质未论作详必细研笛究。6、消洪力池贩冲刷许破坏印度冰巴克板拉混撞凝土袍重力求坝，赵高22稍6m，坝辆顶溢案流底拿流消彻能，19健63年建成。帐经过武最大债泄量28信30近m3幸/s的78除d运行须后发作生消怜力池基底板冲严重优冲蚀破坏婆，某索些部召位冲腊深70撇cm。后纵采用绩环氧懒树脂晕混凝温土回震填及徐灌浆课与锚筋加斥固。二、惯强震伐区高妇坝设击计思男路1、土惨石坝（1）防胡渗体斯土料多数咸已建移高土轰石坝委的心枝墙采秘用砾责质土盏，其圾具有鬼较高欠的变形苍模量勿，减拼少心工墙的条沉降勤量，男也减迈少了远与坝壮支撑拴体堆帮石的沉荡降差恩，从洪而减吊少拱趣效应葵，避欠免心讨墙产床生水冷平裂匀缝。也有助采用娱当地炼冰碛架土，绳抗渗叫性好转，抗宅剪强愧度高产，裂剥缝自愈义能力舟强。1、土娇石坝（2）加姥厚反黑滤层加厚汪心墙征下游鼓反滤锐层，遵有的音做成亚双层无。（3）设己置专父门的槽加筋助抗震悲层为了眉减少伸坝坡达的地亲震残货余变气形，租提高投土体轮的强揪度，前苏筛联努领列克期在坝银体内雾设置霞数层雕加筋离抗震口层，丧并与坝体袍上下艰游棱讯体结喇合在香一起埋。经引振动帜台试舅验和郊原型观测杯，证想明措辫施有纹效。2、混议凝土梅拱坝（1）设能置抗岸震钢邻筋为了窝提高档抗震铸安全筑度，诞前苏丹联英粮古里可坝在捷坝体乌内设们置2.央2万t抗震梦筋。（2）设剂置周休边缝刺和垫持座根据益已建秃拱坝吨发生艘裂缝叮沿周抢边分代布的愧特点未，作娇为结接构措但施，攀设计周除边人喊工缝抵取代劲。英担古里状、瓦锦依昂杰等坝忙都设犬有周卖边缝希和垫纱座。周边陪缝可蜻减少旧坝体酒传给察垫座唱的弯拉矩，惠减少糟垫座捉与坝粉基之蛛间的或拉应力选，避勇免由挨于坝察基接断触面郑上受蜓拉，腐导致仰防渗但帷幕圆破坏略。2、混论凝土优拱坝（2）设楚置周采边缝哪和垫泼座应指揉出，村周边籍缝的上位置约不能欠离坝姓基面借太近辆，垫催座应有一杠定的工高度哭；缝关面应郑平滑盼，能收灵活幸张开跪。19础86年建咐成的产奥地龟利滋勒证格伦喂特拱坝排，高18截6m，离坝铸基高2～3m处设摄置周乱边缝姜，蓄喘水位助离坝射顶11体m时，懂在周边端缝上冈部不姨远处共产生扣一条允水平罚裂缝晃，后条作了煎修补纤处理。2、混供凝土很拱坝（3）加滤固拱受坝两握岸坝定肩岩扇体瓦依诉昂坝拖具有众巨大潜承载腾潜力惕，与陵加固痛两岸币坝肩削岩体老，提高怎大坝啊整体幻玉能力圆有关挥，共援布设色了15池0根预量应力谜锚索换，每根锚绳索长55蹈m，施聪加的客预应快力为10互00鞠kN。3、混提凝土合重力件坝（1）坝暑顶措占施尽量亏减轻童坝顶握重量接，提高长混凝倘土标集号，处理盾好施脸工缝阿，坝未顶表道面体郊型采积用平症缓弧那线连嚷接，麦如瑞虫士大狄锣克桑葬斯坝晒。（2）横切缝灌对浆提高章坝体欠整体毫性，牺增加泳抗震随能力挡。运次行期脉横缝踢因收滔缩而担脱开，貌下游啦夏季匪日照船影响肢也有辱局部旗膨胀袜，但窝深度搬仅1～2m，所键以横缝给灌浆县不会翻引起殖沿坝将轴线机的挤树压。三、将世界偏三类寸最高浸坝1、瑞龄士大逼狄克乐桑斯华重力宅坝位于巾瑞士折狄克队斯河镇上，库容4亿m3。实体拣重力新坝，因坝高28吴5m，坝顶叫长69谅5m，上游徐坝面券在高剪程22按00鸟m以上为垂枪直面乌，以下跌为1：0.避03的倒总坡，下游戏坝坡尸从上桨至下分别踪蝶为1：0.犁29旦7，1：0.包68和1：0.嫩81泳m惹3。19镰51年开柜工，19泄61年建胶成。1、瑞衬士大颠狄克无桑斯道重力肉坝采用汁实体蝴重力顷坝的主要战原因:分期隙施工武，加门高方通便，避免费复杂腹的模窄板施皆工。上游默下部老采用凶倒坡姥，也是岁改善厦分期拉施工的应聚力条供件。2、英盘古里慈双曲脏拱坝前苏她联（采格鲁乡丰吉亚探）位于佳德日驶瓦里湾市附她近的响英古且里河艰上，清坝址贤为不以对称峡谷踩右岸石岸坡45蛛°，左壤岸岸渔坡35秃°，河盼谷底谊宽50～70惨m，坝广基地写质条取件复热杂，稀由各庄种裂赌隙发宜育的拢石灰岩、掌白云败质石狼灰岩台构成忌，派己生构砖造断尖裂斜风断层柏在右坝肩器下约10尸0m处，供倾角75牛°～80浊°，地议震烈价度为8°。库容11剩.2亿m3，坝高27舰1.凑5m，坝顶鹿长72好8m（包耗括左上右重革力墩长12帖3m），坝体胳混凝候土方晕量39膊6万m3，坝体奴厚高盘比0.睁33蚕2，河谷荐宽高冈比2.多22隙8。拱坝宜设有动周边估缝，将垫骡座与劣坝体辛拱圈促部分惜分开接。中央伟悬臂凑梁处蒙坝顶沉厚为10霉m，沿周脸边缝卡坝体罢厚度50制m，垫座勤与基尘础接棚触处活的厚悼度为90限m。2、英唇古里消双曲脖拱坝设计建原则铅为：（1）大答坝体猫形按际坝体毕连贯剧优化什选定俭，无亏论供史还是俯悬臂直梁都解具有准确跟的双龄曲面跨，中养央曲牲率保控持不热变。（2）拱夫圈厚想度自秆拱冠殊向拱群座增档大，旗接近异周边胜缝处族厚度颈增加问较大青。垫座度在河宁床部务分分玩成3个柱喝状，尼其余霜部分您分为2个柱疏状块挖。垫座战在岸谨坡段攻高15～20情m，在鉴河床果部位糠高60蓬m。缝内跌设置礼止水天设施。2、英谜古里愚双曲偿拱坝设计凭原则耍为：（3）设互计地痒震烈艘度为8°，整糕体模扣型破重坏试句验显画示，宁地震死无论驻纵向悦还是蛙横向奇，坝毒体破袭坏都谷是从券坝顶贡先出矿现近猫似垂术直裂顶缝，胶随后这向下勒发展拉形成法水平季裂缝雀，直筒至变帽形不含能恢窃复而灰破坏勿。采用箱坝体缝内配苍置抗震震钢兔筋网辆，由急穿过桌横缝石的水侄平钢胃筋（级为40洗cm纽奉×4芦0c敲m的钢怕筋骨拖架，忠钢筋趋直径70也mm，中灿心距15行0c鱼m）和智垂直栽钢筋凡（为妨宽40霉cm钢筋奥骨架谁，钢案筋直潮径40小mm，中促心距15缸0c揉m）组讽成。2、英愁古里洪双曲咐拱坝需要知指出筑，设计军成果维不论贞应力监发生诵的部岔位还窜是应退力值厕大小陷，与实好测的宋成果同相差抵很大教。3、努嘱列克乳土石疲坝前苏虏联（晚塔吉绒克斯帐坦）位于苦瓦赫蹈什河呈中游幅，水库聪库容10性5亿m3，坝址丧地形遮为峡锐谷状堂，深达30码0m以上膊，河床亦宽40这m，河稿床冲积杠层深13～20柏m，坝址宅为多掀发性市强震区黄，基覆本烈句度为9°。3、努盖列克翻土石胃坝坝体丹布置航：直心辨墙土妙石坝狂高30西0m，坝著顶长74啄4m，坝盆顶宽20较m，上壁游坝避坡1：2.徐25，下饲游坝程坡1：2.供2。直喂立心爱墙设脆置在低大坝静中央康。坝体雀布置脱：心墙奇基础板面设喷置混挪凝土货垫座粘，长15朵7m，河毫床处厉宽23阀m，两援岸处浩宽30纯~6由0m，垫座贞表面容覆盖2层土薯工膜驾，垫优座内贯布置4.甚2m掘×3罗.8仆m的灌叛浆及不检查栽廊道节。心墙虹与坝慎壳之械间的累下游边设2层反崇滤，呢上游营侧从袄坝顶吹至正坦常水妥位之库间也劈燕设反射滤层2层，愤以下馒仅设涂单层的反滤赵。坝体乖上下嚼游面踪蝶附近报用大叮块石杯压重怖座保节护层谱，上英游厚嚼度20间~4范0m，下游航厚度5~驳10杏m，坝体告总体桥积58挑00危m3。3、努鲁列克伶土石窝坝筑坝柔材料殿：心墙弓料为别壤土嚷、砂背壤土倾及小墙于20浆0m享m碎石愈的混贷合料棉；反滤始料由孟天然亩砾卵打石混凶合物的由过息筛加婆工制着成；坝壳予料用会天然然砾卵恳石混嘴合料膛，粗芝卵石