土坝粘土防渗体渗透试验及工程问题分析
粘土心墙土石坝工程防渗施工的技术处理
粘土心墙土石坝工程防渗施工的技术处理作者：陈鹏飞来源：《科技创新导报》2017年第14期DOI：10.16660/ki.1674-098X.2017.14.076摘要：粘土心墙土石坝属于一种常用的坝型，是经过各种土料、石料等混合处理过后不断地碾压形成的。
使用此种方式进行防渗施工具有相对比较简便、施工操作简单、工序环节少、应变性比较小、便于日常维修等优点，同时还可以节省材料。
该文笔者以某粘土心墙土石坝工程为例，根据大坝渗漏的主要原因以及类型，分析了粘土心墙土石坝防渗施工的技术处理措施。
关键词：粘土心墙土石坝防渗施工中图分类号：TV543 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（b）-0076-021 大坝渗漏的主要原因与分析1.1 工程基本情况某水库项目总容量是1 980万m3，通常用于农作物灌溉，但是也可进行发电、水产养殖等。
主坝是一般土坝，利用粘土粘附避免出现渗漏的情况，坝底则使用帷幕灌浆填筑。
下文内容将根据此大坝的现状探究粘土心墙土石坝工程施工建设所用的防渗技术。
坝底出现渗漏的主要原因有：（1）大坝施工建设之前没有完全清理坝底，水库使用过程中出现渗漏；（2）施工环节缺乏截水槽设置，或是位置安放不合理，导致没有起到任何截水作用。
1.2 坝体渗漏的主要原因坝体出现渗漏的主要原因有：（1）土料不合格，施工使用的土料存在问题，不能满足基本的使用要求，会出现渗漏；（2）工程施工建设是分工分段进行的，整体进度不同，填筑的土层不一致，后续的环节不能有机地结合在一起，相邻的区域往往会出现松土带；（3）施工过程中设备准备不到位，坝体的碾压使用石碾，技术相对比较落后，碾压经常会出现不平整的状况，下游地区会出现渗漏等情况；（4）坝体填筑不合理，土层堆积过厚，机械设备部充足，不能完善地处理相关问题，因此造成土层上紧下松。
1.3 绕坝渗漏的主要原因绕坝出现渗漏的主要原因有：（1）施工过程中整体夯实程度不到位，截水槽没有合理安放，坝底清理不彻底，造成岸坡连接性不强；（2）周围岩体损坏，透水量严重；（3）防水装置在坝体内，内部的截流工作没有做到位。
粘土心墙土石坝工程中防渗施工的工艺分析
粘土心墙土石坝工程中防渗施工的工艺分析粘土心墙土石坝工程中普遍的存在着坝体渗漏以及浸润线抬高等病害，这些问题的存在极大危害了水库的安全及正常运行。
就目前来看，防渗处理的措施较多，但是如何因地制宜的选择防渗处理方案以及满足除险加固工程的经济性、可实施性以及安全与环保的要成为了当下亟待解决的问题。
本文以某工程为例，从大坝渗漏的成因以及类型入手，重点论述了粘土心墙土石坝的主要防渗处理措施。
标签：粘土心墙；土石坝；防渗；措施粘土心墙土石坝作为一种应用广泛的一种坝型，是一种由石料、土料或者混合料经过抛填以及碾压等方法堆筑而成。
这种坝型具有施工技术简单、工序少、适应变性、便于维修与扩建，同时大量的节省了钢材、水泥等重要建筑材料，从而减少了筑坝材料的远途运输。
但是由于自身不能溢流，从而在施工导流方面没有混凝土坝方便。
1、大坝渗漏的成因与分析1.1工程概况及坝基渗漏的主要原因某水库总库容1980万m3，属于Ⅲ等工程，是一座灌溉为主，同时兼顾发电、防洪以及水产养殖等综合利用型水库。
大坝的主坝为碾压均质土坝，通过粘土套井来实现防渗，而在坝基采用垂直帷幕灌浆实施防渗。
下面以此坝为例对粘土心墙土石坝工程中防渗施工的工艺进行简要论述。
坝基渗漏的可能原因有两个：①清基不彻底或者没有进行清基，从而致使水库在建成不久就出现了漏水现象；⑦可能是由于施工中没有考虑设置截水槽或者截水槽的设置不科学，致使在使用中被击穿。
1.2坝体渗漏的主要原因坝体的渗漏原因主要有四个：①土料不达标。
在施工中土料场勘测设计存在缺陷，致使使用的防渗土料不能满足设计需求，从而导致渗漏出现；⑦工程在施工中采用了分组分块包干的方式，致使施工中各层面的施工速度不一致，从而导致填筑的土层不同。
最终导致相邻两块的结合处产生漏压的松土带；③由于施工期间缺乏大型的施工器械，坝体采用石碾碾压而成，而落后的碾压方式导致了施工质量差以及下游坝坡出现了大面积的渗漏现象；④在坝体分层填筑期间，由于土层填筑过厚，同时施工的机械功能不足，从而导致土层上部紧密而下部疏松。
土坝的渗流问题及其控制措施分析
土坝的渗流问题及其控制措施分析土坝是一种常见的水利工程建筑，它在防洪、蓄水和灌溉等方面有着重要的作用。
在土坝的使用过程中，渗流问题常常成为影响其安全性和稳定性的重要因素。
土坝的渗流问题不仅会影响其使用效果，还可能对周边环境造成一定的影响，因此对土坝的渗流问题进行分析并采取相应的控制措施显得非常重要。
土坝的渗流问题主要来源于水压力作用下的土壤孔隙水流动以及土坝材料空隙中的水分移动。
在土坝中，水分会沿着土壤中的孔隙向下渗透，并在一定程度上对土坝的稳定性产生影响。
通过对土坝的渗流问题进行分析，可以发现以下一些控制措施。
采取合理的材料选择和施工工艺是控制土坝渗流问题的关键。
在土坝修建过程中，选择合适的材料对土坝的渗透性至关重要。
可以选择粘土等较为紧密的土壤材料，或者采用防渗膜等覆盖层来阻隔水分的渗透。
对土坝的排水系统进行适当设计和维护同样是控制渗流问题的重要手段。
在土坝的设计中，应充分考虑土壤材料的排水性能，设计合理的排水系统，及时排除土坝内的积水，减少水压力对土坝的影响。
定期对排水系统进行维护和清理，保证其畅通有效，是保障土坝稳定性的重要措施。
加固土坝结构也是有效控制渗流问题的手段之一。
通过对土坝结构的加固设计，可以增强土坝的抗渗能力，减少水分对土坝的影响。
比如可以通过在土坝内部设置防渗帷幕，改善土坝结构中的渗透路径，从而降低水分渗透的可能性。
定期的监测与维护也是控制土坝渗流问题的重要措施。
定期对土坝进行监测，及时发现渗流问题，并采取相应的维护措施，对土坝的稳定性起着重要的保障作用。
比如可以利用地下水位监测技术，实时监测土坝内部的水位情况，及时发现渗流问题。
定期对土坝进行巡视和检查，保证土坝的结构完整性和稳定性。
土坝的渗流问题在其使用过程中往往会受到重视，针对渗流问题采取相应的控制措施是确保土坝安全稳定运行的关键。
通过合理的材料选择、排水系统设计、土坝结构加固，定期的监测与维护等一系列措施，可以有效控制渗流问题，保证土坝的安全稳定性。
土坝的渗流问题及其控制措施分析
土坝的渗流问题及其控制措施分析土坝是一种由土石料打筑而成的坝体，它是水利工程中常见的一种坝型。
土坝在防洪、蓄水和灌溉等方面具有重要作用，然而在长期的使用中，土坝也存在着一些问题，渗流问题是比较常见的一个。
土坝的渗流问题指的是水在土坝内部的土体中发生渗透现象。
土坝内部的水分通过土体的渗透作用，会在土坝内部形成渗流通道，严重的情况下甚至导致土坝的破坏。
对土坝的渗流问题进行分析并采取有效的控制措施具有重要的意义。
土坝的渗流问题主要有以下几个方面的原因：土坝材料的渗透性和抗渗性差是导致渗流问题的重要原因。
土坝通常由粗糙、多孔的土石料组成，这种土材料本身的渗透性较强，且在水分浸润下容易产生松弛和沉降，对水的渗透性和抗渗性差，容易形成渗漏通道。
土坝在长期使用过程中，由于膨胀-收缩和冻融作用等因素的影响，土坝的土体容易发生裂缝和疏松化，使得土坝内部的水分渗透性增加，导致渗流问题的发生。
土坝施工时的工艺、材料选用等因素也会影响土坝的抗渗性能，如果施工不当或者材料质量不合格，都会导致土坝出现渗流问题。
针对土坝的渗流问题，可以采取以下一些控制措施来加以处理：进行土体的改良处理。
通过土壤改良工程，可以提高土壤的密实度和抗渗性，减少土壤的渗透性，进而控制土坝的渗流问题。
常用的土体改良方法包括加入固结材料、加入粘土或石灰等改良材料、进行振实等工艺。
采用合适的防渗材料进行覆盖处理。
在土坝表面、坝体内部或坝底等位置，铺设防渗材料，形成防渗屏障，能够有效地减少土坝的渗流问题。
常见的防渗材料包括高分子防渗膜、塑料板、土工布等。
及时进行坝面及坝体的修补和加固。
定期检查土坝的表面和内部，发现裂缝和渗漏部位，及时进行修补和加固，能够有效地控制土坝的渗流问题。
修补和加固的方法包括填充、注浆、封堵等。
加强对土坝的监测和管理。
定期进行水文和渗流监测，及时发现土坝的渗流问题，采取针对性的控制措施。
加强对土坝的管理，严格执行防渗控制措施，确保土坝的安全稳定运行。
土石坝渗透及稳定性分析探讨
土石坝渗透及稳定性分析探讨摘要:渗流问题是土石坝安全的关键,渗流控制是土石坝建设的重中之重。
在渗流控制措施上,随着渗流控制理论的发展,由原来的以防为主逐渐向防渗、排渗和反滤层三者相结合。
本文从土石坝渗漏问题、防渗措施、有限元渗流场计算的基本数学模型三个方面进行介绍。
关键词:土石坝渗透稳定性随着我国水利水电建设的快速发展和“西电东输”水电项目的实施,众多高土石坝的建设被提上了日程,特别在深厚覆盖层河谷,地质条件差,地震烈度高,多数坝高较大(尤其200m以上)的大坝选择或拟选择建土石坝。
渗流和渗透控制是土石坝工程中的一项极其重要的课题,直接关系到工程的安全和投资。
土石坝施工简便,地质条件要求低,造价便宜,并可就地取材且料源丰富,是水利水电工程中极为重要的一种坝型。
土石坝坝体用散粒材料填筑,挡水后上下游的水头差引起了水流渗过坝体、坝基及两岸坡向下游排出。
由于勘测设计缺陷、施工不良、管理运行不当以及渗流、地震等,都会使土石坝体及其坝基发生缺陷病害,甚至垮坝失事。
在土石坝中,坝体和坝基的渗漏较为频繁,许多中、小型病库,就是因为坝身、坝基等产生渗漏造成险情。
一、土石坝渗漏问题(一)坝基渗漏。
坝基渗漏主要有以下两种渗漏方式:一是铺盖裂缝产生的渗漏。
铺盖裂缝一般是由于施工时防渗土料碾压不严,达不到所要求的容重或铺土时含水量过大, 固结时干缩而产生裂缝;或基础不均匀沉陷时铺盖被拉裂;或铺盖下没有做好反滤层,水库蓄水后在高扬压力下被顶穿破坏;也有施工时就近取土,破坏了覆盖层作为天然铺盖的防渗作用。
二是心墙下截水墙与基础接触冲刷破坏。
截水墙与基础的接触边界是最容易形成渗流通道的薄弱环节。
在截水墙下游与基础接触边界处设置反滤层失效,导致接触冲刷,坝体和基础土料被带走,就会造成坝体严重破坏。
(二)坝身渗漏。
土石坝常因斜墙、心墙等防渗体裂缝形成渗流的集中通道,导致管涌的发生,甚至引起坝体的失事破坏。
具体地讲有以下几种情况:一是心、斜墙裂缝漏水。
土坝的渗流问题及其控制措施分析
土坝的渗流问题及其控制措施分析土坝渗流问题是指由于土坝自身的渗透性能不佳、地基渗透系数较大以及降雨等因素导致的水流通过土坝体而导致土坝中含水量增加、坝体稳定性下降的问题。
土坝渗流问题的主要影响因素有以下几点：1. 土坝土壤的渗透性能：土壤的渗透性能是衡量土壤抗渗性能的关键指标，直接影响水分在土体中的流动速率和渗流路径。
土壤渗透性能差，容易导致渗流问题的发生。
2. 土坝地基的渗透系数：地基的渗透系数是土坝渗流问题的重要因素之一。
地基渗透系数大，意味着地基土体容易渗透并向土坝渗流，增加了土坝渗流量。
3. 降雨量和降雨集中度：降雨是导致土坝渗流问题的主要外部因素之一，降雨量的大小和降雨集中度的高低直接影响着土坝表面径流和渗流的产生。
4. 土坝表面排水措施：合理的排水措施能够有效地减少土坝表面暴雨径流的产生，减缓土壤的渗透速度，从而降低渗流量。
对于土坝渗流问题的控制措施可以从以下几个方面着手：1. 土坝的防渗处理：可以采用加大土坝边坡的坡度、采用边坡防渗带、设置防渗墙或者进行渗透性能改良等措施来提高土坝本身的抗渗能力，减少渗流问题的发生。
2. 地基的处理：可以采用加固地基、地基防渗措施，如土石堆筑、地坪覆盖等方式，减少地基渗流问题对土坝的影响。
3. 排水系统的建设：可以在土坝内部设置排水管网，及时排除土坝内部的积水，减少土壤含水量的增加，降低渗流问题的发生。
4. 合理的抗渗措施：在土坝设计和建设过程中要充分考虑抗渗性能，采取合理的抗渗措施，如采用高强度土体、防渗材料等，提高土坝的抗渗能力。
土坝渗流问题是一项复杂的工程问题，需要综合考虑土壤渗透性能、地基渗透系数、降雨量和排水措施等因素。
通过加强土坝的防渗处理、加固地基、建设排水系统以及采取合理的抗渗措施等措施，可以有效地减少土坝渗流问题的发生，保障土坝的稳定和安全。
水库大坝渗流问题及防渗措施
水库大坝渗流问题及防渗措施摘要：随着我国社会经济的蓬勃发展，国内的水利工程项目也随之逐渐扩大规模。
渗流一直以来是影响水库大坝安全的重要问题，主要影响因素包括地质条件差、坝基岩体不连续或是坝体填筑材料。
目前主要的处理措施包括在基础下设置灌浆帷幕、在黏土芯接触面设置反滤层、坝体下游设置排水沟、坝址处设置防渗墙等。
由于基础材料力学性能不同、水力压裂、不均匀沉降等问题，坝体易形成裂缝并进一步加剧渗流问题，形成渗流通道，故预防水库大坝渗流的关键点就在于排水。
关键词：水库大坝；渗流问题；防渗措施引言水库大坝运行期间可能会出现渗流问题，从而威胁其安全。
需要认真研究和切实解决的危险问题，例如渗流问题、高速流引起的冲刷和侵蚀、沉积物和碎屑堵塞出口设施，甚至堵塞出口结构（如溢洪道）的闸门。
本文通过总结水库大坝渗流问题及防渗措施，预防水库大坝出现问题。
1水库大坝渗流问题1.1土石坝渗流问题所有的土石坝都有一定的渗漏，由于水库中的水通过坝体及其基础寻找阻力最小的路径，可能会对水库大坝安全造成一些危害。
如果处理和控制不当，渗流可能导致水库大坝溃决。
如果允许大量渗流继续不受阻碍，则渗透力可能会侵蚀细土颗粒，并将其冲出，导致水库大坝在内部侵蚀过程中管涌破裂，或产生隆起问题。
因此，渗流可能被视为土石坝最常见的事故，许多土石坝的失效记录在水库大坝失效登记册中。
应在设计阶段对此类危险进行防护，如果在水库大坝寿命期内出现，则必须仔细调查该情况，并应尽早采取必要的补救措施，以防止其发展为破坏条件。
通过坝体的渗流可能出现在下游面、坝趾上方或下游桥台的任何位置。
在这种情况下，应降低潜水面，以将其出口点限制在坝体内。
建造大型水坝的需要导致了分区填水坝的发展，其中可以使用不同类型的土壤材料并以防止渗漏的方式放置。
首先，中间的不透水岩芯可以是粘土，也可以是混凝土或沥青混凝土，将作为主要的防渗措施。
在岩芯的上游和下游侧，还应设计过滤区，以防止地震、沉降或水力压裂造成的岩芯裂缝中的任何残余渗流或泄漏。
土坝的渗流问题分析
土坝的渗流问题分析及其控制措施和监测技术前言：渗透破坏是土石坝坝体的常见病害,设计一套可靠的渗流监测系统是保证土石坝坝体安全运行的必备措施。
土石坝浸润线位置的高低是影响坝体渗透稳定和抗滑稳定的最重要的因素之一。
对于土石坝渗透水溢出点的渗透坡降较陡时,坝坡就会发生流土、管涌,甚至滑坡、垮坝。
科学地对土石坝进行渗透监测,为水库安全运行、坝体安全稳定提供科学依据。
摘要: 土坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足,其中渗流产生的坝体破坏占有较大比例,且造成的后果极为严重。
通过土石坝产生渗流破坏的现象分析,掌握其发展规律,利用地质勘探合理确定的边界条件,有针对性地选择土石坝的渗流控制设计方案。
关键词:土坝渗流破坏基本内容控制措施渗流问题的重要性防渗加固渗透破坏渗流监测渗流监测布设技术在水利工程中,地表水的冲刷破坏常会引人注意,也比较容易发现和挽救，而地下水的冲刷目不能见,常被忽视,有时问题一经发现,会立即导致工程的破坏,难以补救。
因此，一般水利工程受地下水渗流冲刷破坏者常比地表水冲刷破坏者为多,而堤坝渗流的问题更为严重。
据米德布鲁克斯调查统计美国206座破坏的土坝中,由于渗漏管涌破坏者占39%,由于漫顶破坏者占27%,由于滑动及沉陷裂缝者占18%,由于反滤料流失、块石护坡下没有滤层、坝端处理不好、波浪和地震等原因破坏者占17%,由此可见渗流破坏作用的严重性。
我国在20世纪90年代初的统计资料,全国存在渗漏问题比较严重的大型水库有132座,遍及各省,其中土石坝渗漏的就有106座,约占80%。
1.土坝的渗流破坏土石坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足。
原因不同,发生的现象也有不同，除去坝端三向浇渗破坏和漫顶溢流垮坝者外,从土坝剖面上看，问题主要如图1：图1所示几种状况,并且分别说明如下:①图a是砂层地基的承压水顶穿表层弱透水粉质壤土或淤泥的薄弱环节,发生局部集中渗流形成流土泉涌现象,并继而向地基的上游发展成连通的管道。
土石坝粘土心墙的渗透系数统计分析
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图 ２ 渗透 系数 与粘粒 含 量分 布 图
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根 据 图 ２渗 透 系 数 与 粘 粒 含 量 分 布 图 ，了解 到在 粘 粒含 量少 于 ４ ０ ％时 ， 粘土 心墙 的渗透 系数 随 着粘 粒含
图 ｌ 渗 透 系数 统 计 图
根据图 １ 渗 透 系 数 统 计 图可 知 ， 土 石 坝 水 库 粘 土 心墙 渗 透系 数 多集 中于 １ ０ 一 ｃ ｍ ／ ｓ～ １ ０ ｃ ｍ ／ ｓ 之间 ， 根 据 《 水 利 与 建筑 工 程 质 量 要求 》 规 定 ， 发 现 其渗 流 量 不 满 足 规 定要 求 ，表 明现 存土 石 坝 水库 渗 漏 现 象较 为 普遍 ， 亟 需解 决渗 漏 问题 。
６ 老 君 山水库 ５ ． ３ ３×１ ０
１ ４ ． ８ ５
２ ０ ． ０ Ｏ
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２ ． ０ ９
２ ２ ． ６
２ ０ ． ９
４ ３ ． ０ ０
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赵 国忠 （ １ ９ ９ ４ ）， 李隆瑞 （ １ ９ ９ ２ ）
施 瑞庭 （ ２ ０ １ ０ ）
１ 土石 坝粘 土 心墙参 数
土石 坝粘 土 心墙 参数统 计表 如表 ｌ 所示。
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土的渗透性和渗流问题
VL k
Aht
适用土类：透水性较大的砂性土
• 室内试验方法1—常水头试验法
18
• 室内试验方法2—变水头试验法 试验装置：如图 试验条件: Δh变化，A，L=const 量测变量: Δh ，t
适用：透水性较小的粘性土
h1
Q 土样 L A
t=t1
t=t2
h2 水头 测管 开关
a
19
• 室内试验方法2—变水头试验法
cr
1 e
39
2.形成条件 流土
无压重时： i < icr : i > icr : i = icr :
土体处于稳定状态 土体发生流土破坏 土体处于临界状态
经验判断：
i i icr
Fs
[ i ] : 允许坡降
Fs: 安全系数1.5～2.0
40
管 在渗流作用下，一定级配的无粘性土中的细小 涌 颗粒，通过较大颗粒所形成的孔隙发生移动，
Δh=0 静水中，土骨架会受到浮力作用。 Δh>0 水在流动时，水流受到来自土骨架的阻力，同 时流动的孔隙水对土骨架产生一个摩擦、拖曳力。 渗透力 j ——渗透作用中，孔隙水对土骨架的作用力， 方向与渗流方向一致。
31
j
2、物理本质
土 粒
渗流
ab
贮水器 hw L 土样
0
Δh h1
h2
0 滤网
32
3、计算方法 土水整体分析
4
土石坝坝基坝身渗流
防渗斜墙及铺盖
不透水层
三方面的
土石坝
问题
浸润线
渗流量
透水层 渗透破坏
渗流控制
土的渗透变形:流土、管涌、接触冲刷、接触流失
1、流土：在向上的渗透作用下，表层局部土体颗粒 同时发生悬浮移动的现象
土坝的渗流问题及其控制措施分析
土坝的渗流问题及其控制措施分析1. 引言1.1 研究背景目前，关于土坝渗流问题的研究已经取得了一定的成果，但仍然存在许多问题有待解决。
针对不同类型的土坝和不同地质条件下的渗流问题，还需要进一步深入的研究和探讨。
随着科学技术的不断发展，控制土坝渗流问题的新方法和新技术也在不断涌现。
对土坝渗流问题展开系统的研究，寻找切实可行的控制措施，不仅有助于提高土坝的稳定性和安全性，也有助于推动水利工程领域的发展和进步。
1.2 研究目的土坝的渗流问题一直是工程建设中需要重点关注和解决的难题，为了探究土坝渗流问题的深层原因和有效控制措施，本研究旨在明确以下几个目的：1. 深入分析土坝渗流问题的主要原因，找出导致渗流的根本因素，为后续控制措施的制定提供科学依据；2. 探讨土坝渗流问题对工程安全和环境影响的危害程度，为相关管理部门制定预防控制措施提供数据支撑；3. 综合总结目前控制土坝渗流问题的常见措施及其优缺点，为相关工程领域提供经验借鉴；4. 分析并提出加固土坝的可行方法和技术手段，以提高土坝的抗渗能力；5. 最终目的旨在通过本研究的深入调查和分析，为有效控制土坝渗流问题提供科学依据和技术支持，推动土坝工程的可持续发展。
1.3 研究意义土坝的渗流问题一直是工程建设中的一个重要难题，解决土坝渗流问题对于保障水利、水电、交通等工程的安全运行至关重要。
通过对土坝的渗流问题展开深入研究，可以帮助我们更好地了解土坝的运行机理，并且为土坝的设计、施工、运行和管理提供科学依据。
探讨土坝渗流问题的控制措施，对于提高土坝的抗渗能力和延长土坝的使用寿命具有重要意义。
深入研究土坝的渗流问题及其控制措施，对于推动土坝工程的发展，提高土坝工程的安全性和可靠性，具有重要的指导意义和实践价值。
通过本文的研究，我们有望为土坝渗流问题的控制提供新的思路和方法，为土坝工程的可持续发展贡献力量。
2. 正文2.1 土坝渗流问题的主要原因1. 土坝本身的质地问题。
粘土心墙坝坝体及库区渗漏异常特征分析
１∶ ２ꎬ 坝顶宽度 １２ ０ｍꎮ 坝体分为心墙、 坝壳堆石、
收稿日期: ２０１９￣０８￣０５
Ｅ￣ｍａｉｌ: ２５６５０８４９＠ ｑｑ ｃｏｍ
作者简介: 胡清龙(１９８３ 年—) ꎬ 男ꎬ 高级工程师ꎮ
１０３
２０１９ 年第 １２ 期
设计施工
水利规划与设计
反滤层、 过渡层四大区ꎬ 坝体防渗采用粘土心墙ꎮ
渗漏路 径 推 断ꎮ 目 前 针 对 粘 土 心 墙 坝 坝 体 迎 水
精细化扫描和特定自编程序处理ꎬ 清晰呈现渗漏异
面水下 部 分 及 库 区 水 下 区 域ꎬ 渗 漏 入 水 点 检 测
常区域的地貌特征信息ꎮ
一般采 用 伪 随 机 流 场 法 进 行 普 查ꎬ 查 明 渗 漏 入
对于伪随机流场法检测的坝体的渗漏异常区域
ꎮ 不同水下结构部分的
墙及基岩渗漏区域并推断其渗漏通道ꎬ 指导灌浆施
工 [８] ꎬ 效果较好ꎮ
接触衔接部位发生集中渗流而引起垮坝比例最大ꎬ
例如两岸岸坡与坝体接头处、 溢洪道与坝体接触
库区渗漏入水点ꎬ 由于入水点渗漏路径较长ꎬ
处、 导流 洞 及 涵 洞 ( 管) 与 坝 体 或 边 坡 的 接 触 处、
坝脚下游约 ２００ｍ 的右岸河道发现渗水ꎬ 对应坝桩
号约 ０ ＋ ２４０ꎮ 涌水初期流量约 ５Ｌ / ｓꎬ 至 ２０１３ 年 ４
月 １５ 日 涌 水 区 地 面 发 生 塌 陷ꎬ 流 量 目 测 增 至 约
２００Ｌ / ｓꎬ 且有较多的灰黑色细颗粒涌出ꎬ 以后流量
在 １８８ ~ ２１２Ｌ / ｓꎮ 涌水点附近出现地面开裂、 河床
设计施工
２０１９ 年第 １２ 期
水利规划与设计
ＤＯＩ: １０ ３９６９ / ｊ ｉｓｓｎ １６７２￣２４６９ ２０１９ １２ ０２６
土坝的渗流问题及其控制措施分析
土坝的渗流问题及其控制措施分析土坝是人工或自然堆积而成的土石材料所构成的大坝，具有较大的自然渗透性。
土坝的渗流问题极易导致坝体破坏，给人们的生命财产造成严重危害，因此必须加强对其渗流问题的研究和控制。
土坝的渗流问题可分为三类：渗漏、渗透和渗流。
一般来说，渗漏是指土坝表面发生渗透现象，在坝体内部形成水体；渗透是指地下水在土坝中通过压力或重力等自然力的作用而形成的渗流现象；渗流是指水从土坝中的一侧面透过去形成渗流通道，使土坝表面渗水增加。
由于土坝通常被用于蓄水，考虑到其使用目的的特殊性，它经常受到各种自然因素的影响，如降雨、积雪、溢流等情况。
这些因素可以导致土坝发生滑坡、决口、坍塌等不稳定现象，从而引起严重的事故。
为了避免以上问题的发生，控制土坝的渗流问题是非常必要的。
目前，为了控制渗流，常采用防渗与排水两种措施。
其中，防渗是通过加强土坝的密实度和增加防渗材料的浸渍等手段，防止水分进入土坝；而排水则是通过建设合理的排水系统，将坝体内部的水流快速引出坝体，以减小渗透和渗漏的可能性。
防渗方面，一般采用以下措施。
首先，在设计施工中，应采取合理的坝型结构及坑外防渗帷幕和渗流隔离层等，以确保土坝密实度及坝体结构的稳定性，同时应根据地质条件及水文地质条件等考虑是否需要采用分层隔离等技术措施。
其次，计算施工阶段的渗流情况是十分必要的，以便对上述防渗措施进行优化设计。
以常用的复合型土工合成材料和生物危害智能监控系统的应用为例，采取预测模型进行计算以预测施工期间可能出现的各种渗流情况，再结合专业工程的实际经验，制定详细的施工方案及应急措施。
最后，对于已经建成的土坝，采取坝体修复、加固及根据墒情分析采取适当的施工措施来提高坝体的密封性，保证坝体不会出现渗漏、渗透等紧急问题。
排水方面，其控制措施主要有以下几点。
首先，直接将坝体内部的走水挖掉，使整个坝体内流通畅顺，通过对坝体掌管进行排水来使其内部湿度保持在一个适宜的范围内。
土坝回填粘土渗透变形特性试验研究
ｐ ｏ ｌｍｓ ｉ ｈ ｓ ｅ ｇｎ ｅ ｎ ｅ ｉ ｎ ｎ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｏ ｔａ ｐ ｓｎ ｈ ｅ ｐ ｇ ｔｂ ｌｔ ｒ ｂ ｅ ｏ ｈ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ｄ ｓ ．Ｉ ｈ ｓ ａ ｅ ，ｃ ｎ ｒ ｏ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓ ｅ ａ ｅ ｓａ ｉ ｙ ｐ ｏ ｌ ｍ ｆ ｔ ｅ ｉ ｇ ｉ
文 结合 某 水库 土 石 坝 除 险 加 固工 程 坝 体 渗 透 稳 定 问题 ． 展 了坝 体 心 墙 粘 土 的 物 理 特 性 、 透 特 性 、 开 渗 临界 坡 降 的研
究 ， 工程 设 计和 施 工 提 供 了必 要 的 分析 成果 和 参 考依 据 。 为
关键词： 石坝； 土； 透破坏 ； 土 粘 渗 临界 水 力梯 度
ｄｍ ｂ ｄ ｈｃ ａ ｅｒｉｆｒｅ ｎ ｒ ｅｔ ｆｈ ｉｋ ｅｓｄｎ ｅ ａ ｈ ｒｃ ａ ｓ ｎｓｍ ｅｅ ｏｒ ａ ｏ ｙｗ ｉ ｗ ｓ ｈ ｎｏｃｍｅ ｔ ｏ ｃ ｏ ｅｓ ｎ ｓ ａ ｇｒ ｒ －ｏｋｄ ｍ ｏ ｅｒｓｒ ｉ ｈ ｔ ｅ ｐｊ ｔ ｃ ｅｔ ｏ ｖ ．
摘 要 ： 石 坝 的除 险加 固方 案 中 常采 用冲 抓 套 井 回 填 夯 实粘 土 作 为 防渗 体 ， 粘 土 心墙 防渗 体 ， 方 法 已在 许 多 土 即 该
水 库 和相 当长 度 的堤 防 工 程 建 设 中得 到 广 泛 的 应 用 ； 而 其 渗 透 稳 定一 直是 工程 设 计 和 施 工 中的 关 键 问题 之 一 。本 然
中图 分 类号 ： Ｕ １ ． Ｔ ４１ ４ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １ ３ ９ （ ０ ７ ０ — ０ ４ ０ １ ７ — ６ ９ ２ ０ ）４ ０ １— ５
Ａ ｓ ｔ ｄ ｎ Ｓ ｅ ａ ｅＰｒ ｐ ｒｉ ｓｏ ｒｈ Ｒｏ ｋ Ｄａ Ｃｏ ｅ Ｃｌ ｙ Ｔｅ ｔＳ ｕ ｙ ｏ ｅ ｐ ｇ ｏ ｅ ｔ ｆＥａ ｔ － ｃ ｍ ｒ ａ ｅ
土力学土的渗透性与渗透问题
有关的工程问题
Teton坝
洪水扫过下游 谷底，附近所 有设施被彻底 摧毁
有关的工程问题
Teton坝
失事现场目 前的状况
有关的工程问题
九江大堤决口
又过20分钟，防 水墙后的土堤突 1998年8月7日 然塌陷出 1个洞， 13:10发生管涌 5 m宽的堤顶随 险情， 20分钟后， 即全部塌陷，并 在堤外迎水面找 很快形成一宽约 到2处进水口 62m的溃口。
密实粘土 i
§2
渗透系数及其确定方法
1.常水头试验————整个试验 过程中水头保持不变
一、渗透试验（室内）
适用于透水性大（k>10-3cm/s） 的土，例如砂土。 时间t内流出的水量
h V qt kiAt k At L
VL k hAt
2.变水头试验————整个试验过程水头随时间变化 适用于透水性差，渗透系数 截面面积a 小的粘性土 任一时刻t的水头差为h，经 时段dt后，细玻璃管中水位 降落dh，在时段dt内流经试 样的水量 dV=－adh 在时段dt内流经试样的水量
a
b
c
渗流力与重力方向相 反，当渗透力大于土 体的有效重度，土粒 将被水流冲出
2.临界水力坡降———使土体开始发生渗透变形的水力坡降 J 当土颗粒的重力与渗透力相等时，土颗粒不受任何 力作用，好像处于悬浮状态，这时的水力坡降即为 临界水力坡降
GJ
G
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或
Gs 1 sat w icr 1 e w
西藏易贡巨型高速滑坡
降雨入渗引起的滑坡
湖水每天上涨50cm！
易贡巨型滑坡现场
粘土心墙坝渗透试验方法
粘土心墙坝渗透试验方法一、引言粘土心墙坝是一种常见的水利工程结构，用于提高土质堤坝的抗渗性能。
为了评估粘土心墙坝的渗透性能，需要进行渗透试验。
本文将详细介绍粘土心墙坝渗透试验的方法。
二、试验原理粘土心墙坝渗透试验是通过模拟实际工程条件，在试验装置中施加一定的水压，观察水流通过试样的情况，以评估其渗透性能。
常用的试验装置有固定头试验装置和可变头试验装置。
三、试验装置3.1 固定头试验装置固定头试验装置是一种常用的粘土心墙坝渗透试验装置。
其主要组成部分包括渗透箱、水箱、水泵等。
3.2 可变头试验装置可变头试验装置可以根据需要调整试样的渗透头部。
这种试验装置相比固定头试验装置更加灵活，可以模拟不同工程条件。
四、试验步骤粘土心墙坝渗透试验的具体步骤如下：1.准备试样：根据设计要求制备粘土试样，并使其达到一定的干燥度。
2.安装试样：将试样放置在试验装置中，并保证试样与装置之间的密封性。
3.施加水压：在试验装置中注入一定压力的水，使水流通过试样。
4.观察水流情况：通过观察试样中的水流情况，评估其渗透性能。
5.记录数据：记录试验过程中的压力变化、水流速度等数据。
6.分析结果：根据试验数据对试样的渗透性能进行分析，判断其是否符合设计要求。
五、试验注意事项在进行粘土心墙坝渗透试验时，需要注意以下事项：1.试验装置的密封性：试验装置必须具备良好的密封性，以防止试样和周围环境间的水流交换。
2.试验数据的准确性：试验数据的准确性对于评估试样的渗透性能至关重要，需要仔细记录所有数据并确保其准确性。
3.试验条件的控制：试验过程中需要控制水压、水流速度等条件，以确保试验结果可靠。
4.试验结果的分析：试验数据分析时要考虑多个因素的影响，不仅仅依靠单一指标进行评估。
六、总结粘土心墙坝渗透试验是评估粘土心墙坝抗渗性能的一种重要方法。
通过合理选择试验装置，严格按照试验步骤进行，可以得到准确的试验结果。
在实际工程中，根据试验结果对粘土心墙坝的设计和施工进行调整，可以提高工程的可靠性和安全性。
水利工程中的土体渗透问题
水利工程中的土体渗透问题水利工程是利用水资源进行的工程，其中自然水源是任何水利工程中的基础。
然而，水源的成分和确切位置也是极其重要的，特别是在设计灌溉或建筑水电站时。
因此，在水利工程的规划和设计中，考虑到土壤渗透问题非常重要。
这是关乎水工程的经济利益和环境效益的问题。
在本文中，我们将探讨土体渗透问题在水利工程中的重要性，并介绍一些相关概念和工程方法。
土壤渗透性是指土壤抵抗水分渗透的能力。
土体渗透性的确定对于水利工程中的设计和管理都是至关重要的。
因为土壤渗透性会直接影响灌溉和排水系统、堤坝、水坝以及其他的水利设施。
考虑到这些设施的目的和基本功能，需要确定土壤渗透性是至关重要的。
在水利工程的设计中，通常使用渗透试验来确定土壤渗透性。
这种试验是在实验室中的模拟条件下进行的。
试验通常采用标准方法，使用模拟设备观察土壤在不同水压力下的水分变化。
试验之后，根据水分量和时间记录表绘制一张水压力与渗透率的图表。
在完成渗透试验之后，设计者们可以根据图表确定土壤的渗透系数和渗透率。
在确定渗透性之后，他们还可以使用这些值来计算和预测不同水工程设施可以承受的水压。
对于一些特殊工程，如大坝和堤坝，工程设计者会使用更加复杂的方法来确定土体渗透性。
在这些情况下，他们会使用计算机模拟技术或现场水文实验，以更好地理解水力学和土力学的相互作用。
这些实验可以帮助他们更准确地预测水流速度和水位变化，以及开挖和堆填所需的土壤类型和质量。
需要注意的是，当涉及到渗透性的问题时，土壤类型、场地设置以及气象条件都是非常重要的。
不同类型的土壤在渗透性方面都有所不同，为此，需要根据土壤类型选用合适的渗透试验方法。
在一些特殊的场地中，例如山区或沙漠等地方，渗透性问题也会受到气象条件的影响。
例如在受高温和低湿度气候影响的干旱地区，快速蒸发将导致沉积物表面粘性愈发强勐，这对于排水和运输处理等有关渗透性的问题都有着非常重要的影响。
总之，土体渗透问题对于水利工程的规划和设计都是非常重要的。
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一
３ 试 验 结 果分 析
３ １ 渗透系数变化 ． 土的渗透系数表征土体被水透过 的性能 ， 常用 渗透系数表示土体渗透性的大小。本文对土坝冲抓
套 井 防渗墙 粘土 料经分 层 回填夯 实后 的土 样进行 渗
图 １ 土坝剖面示水 位 ９ ．５ 总 库 存 容 水 ２ 正 ８ ８ ｍ；
２ １ ５万 ｍ 。 ４．
２ 试 验 条 件 和 方 法
根据土工试验规范 ， 采用改进南 ５ ５型渗透仪。 考虑 到粘 土 的渗 透 性 差 ， 时 很 长¨ ， 过 变 水 头 历 通
×１ ０～ｃ ・ ～， 孑 注 水试 验 表 明 ， ｍ ｓ 钻 Ｌ 坝基 岩石 由于
节理 、 风化裂 隙发 育特 点 ， 为弱透 水带 。坝基 弱 风化
粉砂岩 呈 紫红色 ， 芯呈短 拄状 、 状 、 岩 柱 粉砂 状结 构 ，
岩石 断面新 鲜 ， 化裂 隙发 育 ， 隙 闭合 为主 ， 隙 风 裂 裂 面有灰 黑 色氧化 铁锰 质充 填 ， 厚 ３ ５ ８４ ｍ， 层 ．０— ．０ 坝
李 宪辉 陈 兰云
（． １ 沈阳建筑大学土木工程学院
易 南概
２ 金华职业技术学 院建 筑工程学 院） ．
摘
要 目前较 多土坝存在年久失修 ， 处于病危状态 ， 土坝 的除 险加 固方案 中常采用套井 回填 夯实粘 土作 为防渗体 。防渗
体 的渗透稳定性对大坝 的安全起着重要作用 。本文通过对金华市某水库土坝套井 回填 粘土进行 渗透试验并对施 工 过程存在 问题 进行 分析 ， 得出一些结论 ， 可供实 际工程和设计参考 。
维普资讯
妻 壬 曼 篓妻要０… … … …… … …… … … … …… … … … … …… ． 量ｌ 主 堡 …… 一． … … … …… … …… … … … …… … … … … …… 雪 垂 ９ １ ． ． 塑 ｊ
土 坝 粘 土 防渗 体 渗 透 试 验 及 工 程 问题 分 析 术
法来 进行 试 验 。 试 验 土 样 直 径 为 ６ ．ｍｍ， 度 为 １８ 高
４ ｍ， ｃ 土粒 比重 为 ２ ７ 。均 采 用 毛 细 饱 和 法进 行 饱 ．４
为 保证水 库 大坝 的安 全 运 行 ， 拟对 该 水 库 大 坝 进 行 除险加 固。加 固前 对该 水库 大坝 进行 地质勘 察 工作 。根据 地质 勘察 ， 大坝 和坝基 的地 质情 况如 下 ： 坝 壳填 土 以风 化 粉 砂 渣 土 为 主 ， 部 分 粉 土 。 夹 原状 土样 分析 结果判 定 以含砂 或含 砾低 液限粉 质粘
粘 土 的最大 干密 度及 最 优 含 水 量 ， 通 过上 下 曲线 再 的对 应关系 找 出含水 量 的合 适 范 围 ， 制土 体 的渗 控 透 系数不超 出工 程所 限定 的渗透 系数 的最 大值 。
图 ２ 饱和粘 土的 ｅ ｏｋ —ｌ 关系 曲线 ｇ
【 ｍ ． ｍ。 ＿
关键词
土坝
粘土
防渗体
渗透试 验
１ 工 程 概 况
该水 库始 建于 １５ ９ ８年 ， 是一 座 以灌 溉 为 主 ， 结 合 防洪 、 电 、 发 供水 等综合 利用 的水 库 。水 库 上游集
雨 面积 ０ ７ ｋ 引水 面 积 ５ ｍ 。水 库按 ５ ．７ ｍ ， ｋ ０年一遇 洪水 标准 设 计 ，０ ５０年 一 遇洪 水 校 核 。水 库 正 常 库
的小孔隙， 所以粘土的含水量过大或过小其渗透系 数 均大 于粘 土处 于 最 优含 水 量 时 渗 透 系数 。因此 ，
应 控制粘 土含 水量 在 最 优 含水 量 附 近 ， 土 经 夯击 使 后 达到 较佳 的密 实 度 ， 高 土体 的 防渗 性 能 。根 据 提
本 试验 结果 绘制 一 相应 的 一ｋ关 系曲线 ， Ｐ及 如 图 ３所 示 。通过 已知 点 的绘 制可 以在 图 中基本确 定
和 。从采 集土 样 中选 出 ８个 有代 表 性 的 土样 ， 物 其 理 性指 标及 渗透 系数见 表 １ 。
土为主， 局部为砾粉土。由于坝体夯压欠密， 填筑质
量较 差 ， 据现 场钻 孑注 水试 验 ， 壳 渗透 系数 Ｋ＝ 根 Ｌ 坝
４４ ． ５×１ ０一ｃ ・Ｓ 。 ｍ ～
坝基 岩石 为 白垩 系上 统 金 华 组 Ｋ 厂 由紫 红 色 ：， 的钙 泥质 粉砂 岩 ， 细砂 岩 ， 粉 沙砾 岩 组 成 的 韵律 层 ，
弱 透水 带 。基 于 地 质勘 察 成 果 ， 大 坝 进 行 除险 对
加 固。土 坝加 固剖 面示意 图 ， （ １所 示 。 如 图 ）
［ 收稿 日期］ ２ ０ — ５ ２ ０６ ０ — ３ 金华市科技计划项 目基金资助（ 目编号 ２０ 项 ０４一ｌ一 ３ ３１
３ ９
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一
一
表 ｌ 土样 的技 术指标 及渗透 系数
般呈 薄层状 到 厚状 。水库 周 围出露强 风化 粉砂 岩
呈 紫红 色 ， 部呈 土状 、 上 粉砂 状结 构 ， 风化裂 隙发 育 ， 裂隙 面有 灰黑 色 氧 化铁 猛 质 充 填 ， 厚 ０ ３ 层 ． ０— １３ ｍ， ．０ 坝基 埋 深 ７—２ ｍ。现 场 注 水试 验 ｋ＝ ．６ ５ ２ ５
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ＧＥＯＴＥ ＨＮＩ Ｌ ＥＮＧＩ Ｃ ＣＡ ＮＥＥＲＩ Ｇ ＯＲＬ Ｎ Ｗ Ｄ
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…
…
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…
…
…
透试 验 ， 验 结果 如表 １中所 示 。 试
根据 试验 结果 ， 制饱 和粘 土 的 ｅ— ｏｋ关系 曲 绘 ｌ ｇ 线 ， 图 ２所 示 。 如