浅谈土石坝防渗技术

中图分类号：TU761 文献标识码： A 文章编号：

摘要: 土石坝是历史最为悠久的一种坝型。其优点包括：就地取材，节省钢材、水泥、木材等重要建筑材料，减少了建坝过程中的远途运输；结构简单，便于维修和加高、扩建；土石坝的坝身是土石散粒体结构，有适应变形的良好性能，因此对地基的要求低；施工技术简单，工序少，便于组合机械快速施工。其缺点是坝身一般不能溢流，施工导流不如混凝土坝方便，粘性土料的填筑受气候条件影响较大等。土石坝建设最大的病害即是渗流。如何控制和预防渗流是土石坝工程建设中最主要的工作之一。

关键词:土石坝;渗流;防渗技术

Abstract: the earth dam is history as a type of the dam. The advantages including: use local materials, save steel, cement, wood, and other important building materials, reduce the dam in the process of the long transport; Simple in structure, convenient in maintenance and heightening, expansion; The earth dam including is scattered grain of body structure was, have to adapt to the good performance of deformation, so the foundation of low demand; Simple construction technology, process less convenient combination rapid construction machinery. Its defect is generally not including the overflow, construction diversion as concrete dam is convenient, cohesive soil of the reclaimed materials by climate conditions such as greater influence. Earth dam construction is the biggest disease namely seepage. How to control and prevent seepage is earth dam engineering construction of one of the main job.

Keywords: earth dam; Seepage; Impervious technology

0 引言

土石坝是历史最为悠久的一种坝型。土石坝是目前世界坝工建设工程中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。与其他坝型相比较，无论从经济方面还是从施工方面，土石坝具有绝对的优势，据不完全统计世界土石坝占大坝总数的82.9%，而在中国土石坝数量占到大坝总数的93%。

土石坝概述

土石坝是目前世界坝工建设工程中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。与其他坝型相比较，无论从经济方面还是从施工方面，土石坝具有绝对的优势，据不完全统计世界土石坝占大坝总数的82.9%，而在中国土石坝数量占到大坝总数的93%。因土石坝的施工所用材料一般采用就地开采，同时在施工中充分利用各种开挖料，包括当地土料、石料或混合料，土石坝的施工即是将这些材料经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝，故土石坝又称作当地材料坝，对于坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝；以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材料均占相当比例时，称土石混合坝。土石坝按施工方法的不同，土石坝可分为：碾压式土石坝、冲填式土石坝、水中填土坝和定向爆破堆石坝等。其中应用最为广泛的是碾压式土石坝，其主要特点是对基础要求低、适应基础变形强。土石坝按坝高可分为：低坝、中坝和高坝。而高坝筑坝技术是近代才发展起来的。碾压式土石坝按照土料在坝身内的配置和防渗体所用的材料种类，又可分为均质坝、土质心墙坝、土质斜墙坝、多种土质坝、人工材料心墙坝、人工材料面板坝等。土石坝是历史最为悠久的一种坝型。其优点包括：就地取材，节省钢材、水泥、木材等重要建筑材料，减少了建坝过程中的远途运输；结构简单，便于维修和加高、扩建；土石坝的坝身是土石散粒体结构，有适应变形的良好性能，因此对地基的要求低；施工技术简单，工序少，便于组合机械快速施工。其缺点是坝身一般不能溢流，施工导流不如混凝土坝方便，粘性土料的填筑受气候条件影响较大等。土石坝建设最大的病害即是渗流。如何控制和预防渗流是土石坝工程建设中最主要的工作之一。

土石坝坝坡变化规律

土石坝的坝坡变化一般遵守以下规律:（1）上游坝坡长期浸水，水库水位又有可能迅速下降，所以当上下游边坡用同种土料填筑时，上游坝坡常比下游坝坡为缓。（2）土质斜墙坝的上游坡比心墙坝缓，而下游坡可比心墙坝为陡。 （3）砂壤土、壤土的均质坝坡比砂或砂砾组成的坝坡要缓些。（4）粘性土料坝的坝坡与坝高有关，坝高越大则坝坡越缓；而砂或砂砾料坝体的坝坡缓坝坡，相邻坡率差值为0.25~0.5。砂或砂砾料坝体可不变坡，但一般也常采用变坡形式。例如密云水库白河主坝为斜墙土坝，由坝顶到坝基，上游坝坡分别1:2.65,1:3,1:3.25,下游坝坡为1:2.2,1:2.5。辗压式堆石坝的坝坡比土坝陡。对于斜墙堆石坝，其下游坝坡可用堆石的自然坡，一般为1:1.3~1:1.4,上游坝坡则由斜墙的稳定而定，一般1:2~1:3。对于心墙坝则上下游坝坡均用1:1.5~1:2。位于地震式的辗压式堆石坝的边坡，应相应的改缓。辗压式土坝的下游坡常沿高程每隔0~15米设置一条宽1.5~2.0米的马道，以便拦截坝、坡雨水，防止冲刷坝面，同时也可兼作交通，检修、观测之用。马路常设在坝坡变化处。辗压式土坝的上游坝面一般有较好的护坡，不怕雨水冲刷，一般最多设置1~2道马道。辗压工堆石坝的上下游坝坡亦均只设置个别的马道。

土石坝渗流原因

3.1在防渗体系当中, 反滤层起着十分重要的作用,如果反滤层工作正常,前面的防渗体出现裂缝,整个土石坝的渗漏现象不会太严重,所以如果坝体填土与排水体之间的反滤层设计错误

则导致反滤层失效,引起渗漏.

3.2在土石坝施工时,如果有错断混层现象或者土石坝填土不够密实,导致填土流失,引起较大渗流问题.

3.3在土石坝施工中,因为自然地理条件的限制使的防渗体无法到达坚固的岩层或粘土层.如果后期出现渗硫现象,无法正常控制.

4.土石坝防渗新技术

针对土石坝常规防渗技术存在的弊端，通过总结以往土石坝防渗技术经验和教训，经多次论证和研究，当前行业中出现采用刚柔性相结合的新型防渗技术，即采用单管高压旋喷防渗墙（或射水法防渗墙）和铺土工膜防渗相结合的新型防渗技术。主要特点：(1)适用不同类型的土石坝。新型防渗技术采用刚性和柔性相结合，施工时不放空水库，受坝体和坝基地质因素影响小，能适用于不同类型的土石坝；(2)适应土石坝沉陷变形。新型防渗技术柔性材料施工时，即铺土工膜施工时，都留有一定的形变量，能适应土石坝坝体沉陷变形量大的特点，而刚性防渗多数用在坝基，一般不受变形的影响，因此新型防渗技术能适应土石坝变形大的特点；(3)新型防渗技术防渗效果好。新型防渗技术应用新材料、新技术、新工艺，防渗效果好；(4)新型防渗新技术工艺可靠，施工速度快。新型防渗新技术刚性材料施工，由于采用新设备、新工艺，施工造孔比较稳定，喷射的砼防渗墙质量也都满足要求；(5)新型防渗技术造价低。新型防渗技术采用刚性和柔性材料相结合，集刚性和柔性优点于一身，因此工程造价较低。

5.结语土石坝是目前世界坝工建设工程中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。与其他坝型相比较，无论从经济方面还是从施工方面，土石坝具有绝对的优势. 针对土石坝常规防渗技术存在的弊端，通过总结以往土石坝防渗技术经验和教训，经多次论证和研究，当前行业中出现采用刚柔性相结合的新型防渗技术，即采用单管高压旋喷防渗墙（或射水法防渗墙）和铺土工膜防渗相结合的新型防渗技术。新型防渗技术采用刚性和柔性材料相结合，集刚性和柔性优点于一身，工程造价较低,为土石坝防渗施工工作提供了更大的便利.

参考文献：

[1] 罗福午,土木工程质量缺陷事故分析及处理,中国建筑工业出版社,2008 [2] 江见鲸,建筑工程事故分析与处理,中国建筑工业出版社,2008转

[3] 卢有杰、王勇译.项目管理知识体系指南(第3版).电子工业出版社2004年1月.

作者简介：杨玉猛(1974-)男, 籍贯：河北省盐山县望树乡前店村，职称：工程师，研究方向：建筑工程、市政工程等工作单位：沧州市黄骅港务局