第1章 绪论
1.1 引言
1.1.1 土石坝数量统计
新中国成立以来,我国共修建各类水库近十万座,在所建坝型中土石坝占的比重最大。这些工程在防洪、灌溉、发电、航运、城镇供水和水产养殖等方面都产生了巨大的经济效益和社会效益。据20世纪80年代的国际大坝委员会议的统计,截至1986年底,全世界共建15m以上的大坝36235座,其中土石坝29974座,占82.7%;而在土石坝中,中国有17473座,占半数以上,达58.3%(表1.1)。此外,在250m以上的9座高坝中,土石坝5座,占总数的55.6%;230m以上的高坝15座,其中土石坝9座,占总数的60%。
表1.1 已建坝型的分类及各国土石坝的数量
世界上土石坝得到迅速发展的主要原因如下:
(1)地基适用条件强。土石坝能广泛适用于各种不同地质情况的地基,可以说,几乎所有的不良坝址地基(不透水地基、透水地基、深厚透水地基甚至是软基等)只要经过合理的处理后均可填筑土石坝。
(2)可就地取材。土石坝又叫当地材料坝,最突出的特点就是可以就地取材。随着设计、施工技术的不断发展,放宽了对筑坝材料的要求,几乎所有的土石料都可以分区上坝,充分发挥就地取材的优势,为大方量开挖创造了条件。
(3)经济效益好。这一优点是基于上述“可就地取材”的特点,由于可以就地取材,节省了大量的钢筋、木材和水泥,从而减少了运输成本,大幅度地缩短工期和降低造价。经过分析论证,土石坝工程的综合经济指标比其他各类坝型要低,工程造价最经济。
1.1.2 土石坝事故原因统计分析
土石坝的功能是壅高水位,拦蓄河水,有计划地利用河水。在河水壅高后,上下游的水头差会引起水库蓄水渗过坝体、坝基及两岸坡,流向下游。土石坝的渗流问题与水库的经济效益和大坝安全运行密切相关。根据国内土石坝事故统计资料显示(表1.2),在241座大型水库的1000次事故中,由于渗透变形造成的约占总事故的31.7%;在2391座水库溃坝事故中,由于渗透变形而造成的事故约占30%。
表1.2 我国土石坝事故破坏比例
此外,国外此类统计数据显示(表1.3),美国的206座土石坝失事中,由于渗透变形而造成的事故占总数的39%;日本土石坝失事调查分析中,由于渗透变形而造成的事故占总数的40%;瑞典对其119座土石坝失事分析中,由于渗透变形而造成的事故占总数的39%;西班牙对其117座土石坝事故分析中,由于渗透变形而造成的事故占总数的39%。
从国内外统计数据来看,由于渗透变形而造成的事故或溃坝,约占事故总数的30%~40%,所以近二三十年中各国都特别重视土石坝的渗流破坏问题。
表1.3 国外垮坝原因调查分析表