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[摘要]本文将以某土石坝工程为例，通过对该工程基本概况的了解，分别从坝体防渗、坝基防渗a、渗流稳定分析三个方面，对该工程防渗技术的应用展开深入探讨。
[关键词]水利工程 土石坝 防渗技术
[中图分类号] TV641 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-9-317-1
1案例土石坝工程基本概况
某土石坝工程分为主坝、左副坝、右副坝3个部分，其中主坝布置于附近河谷的内部，其建基高程、坝顶高层、坝顶高度、坝顶宽度、坝顶长度分别为168.4m、210m、40.4m、7m、1547.20m，并以 和 的比例设置上游坝坡、下游坝坡，同时为了保证坝体的稳定性，在下游坝坡131m×25m范围内加压坝体，以及在坝基修筑 厚的混凝土防渗墙和采用振冲加固法，提高坝基的防渗水平和减少其上部石层震动液化现象；左副坝以粘土和沙砾作为主材料，布置于左岸，规格为高22m、长1285.48m，分为上游坝坡和下游坝坡，其中心墙设有厚度3m的反滤层，而坝基反滤层为 ，以及在坝脚设有以碎石块为材料，规格为厚2.4m、宽4m的护趾，具有排水和防冻的功能，另外由于左幅坝基分布密实性大而渗透系数小的壤土和粘土，大面积分布在上游和下游，形成了坝基的天然防水层，因此坝基不需要进行防渗施工；右副坝的结构形式基本与左副坝一致，但在设置上游和下游压重时，要将压重顶的高程控制在200m左右，而且出于对右副坝复杂地基岩性的考虑，要以振孔高喷的防渗方法，处理地基中含有粘土和壤土的强透水土层。
2土石坝工程防渗技术的应用方法
根据案例土石坝工程的基本情况，笔者认为该工程具体的防渗技术，分为坝体防渗、坝基防渗、渗透及渗流稳定分析三个部分探讨，具体的应用方法如下所述：
2.1坝体防渗
坝体的防渗，包括主坝坝体防渗和副坝坝体防渗，其中主坝坝体需要兼顾混凝土心墙的结构型式、材料配比、渗透系数等，而副坝坝体防渗要重点关注防渗材料的应用方法：
（1）主坝坝体防渗。主坝坝体的心墙采用沥青混凝土，通过碾压和浇筑，形成坝顶高200m、宽6m的二级坡心墙，其中上游为1：2.2的抛石护坡，下游为 的碎石护坡。主坝坝体的防渗，根据《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计标准》规范要求，在高出洪水位的设计标准内，将坝顶高差定位2.5m左右，以及采用复合结构，按照0.15m×0.2m×0.12m的规格预制混凝土块。除此之外，沥青混凝土心墙的材料配比和渗透系数，也是主坝坝体防渗的关键，其中碾压式沥青混凝土的配合比，是按照细骨料、粗骨料、矿粉、沥青筛孔尺寸和重量确定的，其渗透系数在10-8cm/s以内；浇筑式沥青混凝土配合比，是按照细骨料、粗骨料、矿粉、掺配沥青的重量确定的，其渗透系数在10-9cm以内。案例工程对这两种碾压式沥青混凝土心墙和浇筑式沥青混凝土心墙进行比选，发现后者能够节约1200万元左右，并且在施工效果方面没有明显的差异性，因此除了导流明渠部位的施工应用碾压式沥青混凝土心墙外，其他部位的施工均用浇筑式沥青混凝土心墙。
（2）副坝坝体防渗。副坝坝体的粘土心墙规格为高207.4m、厚2m，与坝顶保持2.4m的高差，墙体两边为1：0.02的边坡。案例工程副坝防渗所需要的土料参数，分别为压缩系数、渗透系数、压缩模量、凝聚力、内摩擦角、最大干容量、最优含水量，土料场的设置，秉着“就地取材”和“因地制宜”的基本原则，分别以沿江和溢洪道位置作为土料场，其中沿江位置的土料作为填筑左副坝防渗心墙的材料，溢洪道的土料用于填筑右副坝，经检测，本工程所需土量粘粒含量为36%-60%、塑性指数为14.6%-24.8%、天然含水量在5%以上，要求控制好土料的抗剪强度。除此之外，在利用达标土料填筑时，要检验土料填筑的实度和干容量，这两个参数的最佳值分别为0.98和16.18KN/m3。
2.2坝基防渗
坝基防渗同样分为主坝和副坝两个部分，两者的防渗是根据现场的地质条件，其中主坝防渗是通过坝基砂砾石层防渗方式的选择，控制好基岩帷幕灌浆质量，而副坝分为左副坝和右副坝针对性探讨。
（1）主坝坝基防渗。案例工程的主坝坝基含有松散的砂卵砾石和含泥沙砾石，渗透系数属于中等-强透水，透水率为19Lu-1Lu，由于砂砾石层位于表层，不能够采用高喷灌浆的方式，因此建议在距离上游轴线的2m位置，建设混凝土防渗墙，其混凝土设计标号为18Mpa，防渗墙厚度和槽孔最大深度分别为0.6m和36.4m，并与主坝坝体的沥青混凝土心墙相连。至于基岩的帷幕灌浆，主要针对中等透水岩层位置的岩体，在相对较破碎的主帷幕下部，设置孔距和孔深分别为2m、5m的辅助帷幕，形成与溢洪道帷幕相连的整体帷幕。
（2）副坝坝基防渗。左副坝坝基的位置顶部和中部分别含有厚度6-10m的黄土状壤土和厚度 的黄土状粘土，坝基的最小厚度为16m，不仅土质的密实水平较佳，而且坝基的防渗量达到1075m3/d，因此不需要防渗处理。至于右副坝坝基，土层含有砾石粘土，仅有个别位置需要进行水平防渗处理，并设置混凝土薄防渗墙，即结合现场地质条件，设置厚度0.2m、渗透系数10-6cm/s的防渗墙，并将墙体分别伸入到不透水土层和岩石层的2m、0.5m位置。
2.3分析渗透与渗流的稳定性
主坝渗透和渗流的分析，以渗流场的水头函数、渗透压力、水容重、距基面高度、渗透系数等作为计算参数，求出主坝的渗流量，其中计算域和计算假定，主要根据正常蓄水位的主坝建基高程、坝脚计算高程、下游排水高程，并假定下游的浸润线在下游排水体之外，然后选择沥青混凝土心墙、砂卵砾石层、含泥沙砾石层、含泥碎块石层、浅层基岩、深层基岩、基础混凝土防渗墙、基础帷幕灌浆的渗透系数，通过计算得出主坝无帷幕工况和有帷幕工况渗漏量分别为864万m3/年、314万m3/年，基于水资源利用的角度，工程的防渗采用有帷幕灌浆的方案，至于浸润线和渗透坡降，计算参数为水头损失、溢出点水头值、浸润线长度。副坝的渗透和渗流分析，分别对左副坝和右副坝的渗透稳定和渗漏量进行计算，结果确定左副坝具有较好的防渗效果，右副坝的主渗效果也比较好，渗漏量分别为39.76万m3/年、390.81万m3/年，基本能够满足水资源充分利用的要求。
3结束语
综上所述，土石坝工程的防渗技术应用方法较为复杂，文章以某土石坝工程为例展开全面探讨，从坝体防渗、坝基防渗、渗透与渗流稳定性分析三个方面，总结了防渗技术的应用方法和效果，但出于不同土石坝工程施工条件差异性的考虑，其他土石坝工程在应用本文总结防渗技术的时候，还需要结合实际工程的情况，选择性调整防渗技术的内容，以求在保证坝体和坝基稳定性的同时，提高土石坝的防渗功能质量水平。
参考文献
[1]迪力达·和木别克.浅析土石坝渗漏成因及处理措施[J].大陆桥视野，2013，（16）：135-136.a
[2]姜海波.高土石坝粘土心墙和复合土工膜防渗性能研究[J].水资源与水工程学报，2013，（4）：90-93.
[3]李煊明.土石坝低弹模混凝土防渗墙设计关键技术[J].水利水电技术，2013，（9）：61-63.
[关键词]水利工程 土石坝 防渗技术
[中图分类号] TV641 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-9-317-1
1案例土石坝工程基本概况
某土石坝工程分为主坝、左副坝、右副坝3个部分，其中主坝布置于附近河谷的内部，其建基高程、坝顶高层、坝顶高度、坝顶宽度、坝顶长度分别为168.4m、210m、40.4m、7m、1547.20m，并以 和 的比例设置上游坝坡、下游坝坡，同时为了保证坝体的稳定性，在下游坝坡131m×25m范围内加压坝体，以及在坝基修筑 厚的混凝土防渗墙和采用振冲加固法，提高坝基的防渗水平和减少其上部石层震动液化现象；左副坝以粘土和沙砾作为主材料，布置于左岸，规格为高22m、长1285.48m，分为上游坝坡和下游坝坡，其中心墙设有厚度3m的反滤层，而坝基反滤层为 ，以及在坝脚设有以碎石块为材料，规格为厚2.4m、宽4m的护趾，具有排水和防冻的功能，另外由于左幅坝基分布密实性大而渗透系数小的壤土和粘土，大面积分布在上游和下游，形成了坝基的天然防水层，因此坝基不需要进行防渗施工；右副坝的结构形式基本与左副坝一致，但在设置上游和下游压重时，要将压重顶的高程控制在200m左右，而且出于对右副坝复杂地基岩性的考虑，要以振孔高喷的防渗方法，处理地基中含有粘土和壤土的强透水土层。
2土石坝工程防渗技术的应用方法
根据案例土石坝工程的基本情况，笔者认为该工程具体的防渗技术，分为坝体防渗、坝基防渗、渗透及渗流稳定分析三个部分探讨，具体的应用方法如下所述：
2.1坝体防渗
坝体的防渗，包括主坝坝体防渗和副坝坝体防渗，其中主坝坝体需要兼顾混凝土心墙的结构型式、材料配比、渗透系数等，而副坝坝体防渗要重点关注防渗材料的应用方法：
（1）主坝坝体防渗。主坝坝体的心墙采用沥青混凝土，通过碾压和浇筑，形成坝顶高200m、宽6m的二级坡心墙，其中上游为1：2.2的抛石护坡，下游为 的碎石护坡。主坝坝体的防渗，根据《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计标准》规范要求，在高出洪水位的设计标准内，将坝顶高差定位2.5m左右，以及采用复合结构，按照0.15m×0.2m×0.12m的规格预制混凝土块。除此之外，沥青混凝土心墙的材料配比和渗透系数，也是主坝坝体防渗的关键，其中碾压式沥青混凝土的配合比，是按照细骨料、粗骨料、矿粉、沥青筛孔尺寸和重量确定的，其渗透系数在10-8cm/s以内；浇筑式沥青混凝土配合比，是按照细骨料、粗骨料、矿粉、掺配沥青的重量确定的，其渗透系数在10-9cm以内。案例工程对这两种碾压式沥青混凝土心墙和浇筑式沥青混凝土心墙进行比选，发现后者能够节约1200万元左右，并且在施工效果方面没有明显的差异性，因此除了导流明渠部位的施工应用碾压式沥青混凝土心墙外，其他部位的施工均用浇筑式沥青混凝土心墙。
（2）副坝坝体防渗。副坝坝体的粘土心墙规格为高207.4m、厚2m，与坝顶保持2.4m的高差，墙体两边为1：0.02的边坡。案例工程副坝防渗所需要的土料参数，分别为压缩系数、渗透系数、压缩模量、凝聚力、内摩擦角、最大干容量、最优含水量，土料场的设置，秉着“就地取材”和“因地制宜”的基本原则，分别以沿江和溢洪道位置作为土料场，其中沿江位置的土料作为填筑左副坝防渗心墙的材料，溢洪道的土料用于填筑右副坝，经检测，本工程所需土量粘粒含量为36%-60%、塑性指数为14.6%-24.8%、天然含水量在5%以上，要求控制好土料的抗剪强度。除此之外，在利用达标土料填筑时，要检验土料填筑的实度和干容量，这两个参数的最佳值分别为0.98和16.18KN/m3。
2.2坝基防渗
坝基防渗同样分为主坝和副坝两个部分，两者的防渗是根据现场的地质条件，其中主坝防渗是通过坝基砂砾石层防渗方式的选择，控制好基岩帷幕灌浆质量，而副坝分为左副坝和右副坝针对性探讨。
（1）主坝坝基防渗。案例工程的主坝坝基含有松散的砂卵砾石和含泥沙砾石，渗透系数属于中等-强透水，透水率为19Lu-1Lu，由于砂砾石层位于表层，不能够采用高喷灌浆的方式，因此建议在距离上游轴线的2m位置，建设混凝土防渗墙，其混凝土设计标号为18Mpa，防渗墙厚度和槽孔最大深度分别为0.6m和36.4m，并与主坝坝体的沥青混凝土心墙相连。至于基岩的帷幕灌浆，主要针对中等透水岩层位置的岩体，在相对较破碎的主帷幕下部，设置孔距和孔深分别为2m、5m的辅助帷幕，形成与溢洪道帷幕相连的整体帷幕。
（2）副坝坝基防渗。左副坝坝基的位置顶部和中部分别含有厚度6-10m的黄土状壤土和厚度 的黄土状粘土，坝基的最小厚度为16m，不仅土质的密实水平较佳，而且坝基的防渗量达到1075m3/d，因此不需要防渗处理。至于右副坝坝基，土层含有砾石粘土，仅有个别位置需要进行水平防渗处理，并设置混凝土薄防渗墙，即结合现场地质条件，设置厚度0.2m、渗透系数10-6cm/s的防渗墙，并将墙体分别伸入到不透水土层和岩石层的2m、0.5m位置。
2.3分析渗透与渗流的稳定性
主坝渗透和渗流的分析，以渗流场的水头函数、渗透压力、水容重、距基面高度、渗透系数等作为计算参数，求出主坝的渗流量，其中计算域和计算假定，主要根据正常蓄水位的主坝建基高程、坝脚计算高程、下游排水高程，并假定下游的浸润线在下游排水体之外，然后选择沥青混凝土心墙、砂卵砾石层、含泥沙砾石层、含泥碎块石层、浅层基岩、深层基岩、基础混凝土防渗墙、基础帷幕灌浆的渗透系数，通过计算得出主坝无帷幕工况和有帷幕工况渗漏量分别为864万m3/年、314万m3/年，基于水资源利用的角度，工程的防渗采用有帷幕灌浆的方案，至于浸润线和渗透坡降，计算参数为水头损失、溢出点水头值、浸润线长度。副坝的渗透和渗流分析，分别对左副坝和右副坝的渗透稳定和渗漏量进行计算，结果确定左副坝具有较好的防渗效果，右副坝的主渗效果也比较好，渗漏量分别为39.76万m3/年、390.81万m3/年，基本能够满足水资源充分利用的要求。
3结束语
综上所述，土石坝工程的防渗技术应用方法较为复杂，文章以某土石坝工程为例展开全面探讨，从坝体防渗、坝基防渗、渗透与渗流稳定性分析三个方面，总结了防渗技术的应用方法和效果，但出于不同土石坝工程施工条件差异性的考虑，其他土石坝工程在应用本文总结防渗技术的时候，还需要结合实际工程的情况，选择性调整防渗技术的内容，以求在保证坝体和坝基稳定性的同时，提高土石坝的防渗功能质量水平。
参考文献
[1]迪力达·和木别克.浅析土石坝渗漏成因及处理措施[J].大陆桥视野，2013，（16）：135-136.a
[2]姜海波.高土石坝粘土心墙和复合土工膜防渗性能研究[J].水资源与水工程学报，2013，（4）：90-93.
[3]李煊明.土石坝低弹模混凝土防渗墙设计关键技术[J].水利水电技术，2013，（9）：61-63.