挡水围堰粘土铺盖防渗技术

１ 概 述
在许 多水利水 电土石围堰 中用粘土铺盖作 为 堰 基的防渗措施 ， 特别适应于河床开 阔、 水流流速
较 小 、中刷 力 不 大 、 基 透 水 覆 盖 层 较 厚 、 强 透 堰 无
自重、 上层填土重 量及渗 透压 力作 用下 。 呈双相或
单 向 排水 ， 逐渐 固结 密 实 。 密 实 度 、 水 量逐 渐 变 含 得均 匀， 防渗 能 力 逐 步提 高 。
２ １年第 ４期 ００
［ 文章编 号 ］０ ２ ６ ４ ２ １ Ｏ —０ ２ 一ｏ １ ０ －０ ２ （ ００） ４ ｏ ５ ３
东 北水 利水 电
工 程施 工
挡水围堰粘土铺盖防渗技术
丁 巍
（ 中国水利水电第八工程局 ， 湖南 长沙 ４００ ） １０７
［ 要］ 摘 文章 结合 工程 实例 ， 从防渗原 理 、 用范 围、 适 抛投 区流速 与水深 等方 面入手 ． 述 了 论 挡
济 与工期上均具有很大的优势。
铺盖防渗不能截断水流 ，是 以增 加渗 透途径 来减少地基渗流 的水力坡 降和渗 流量 ，同时也可 降低渗透压 力， 改变压 力分布。 国内围堰工程 中近 些年使 用铺盖防渗的有湖北 葛洲坝工程、丹江 口 水 电站工程 、 江西万安工程 、 四川嘉 陵江上的红岩
含 量多 、 含水量大 的粘土 块 ， 在水 中不易崩解 ， 沉 降快 、 受水深的制约作 用小 ， 用于深水抛填 。而 可 粘粒含量低 、 含水 量小的土料 易崩解 、 分散成较 细
土粒 ， 浮 于水 中 ， 深 愈 大 ， 沉 历 时 愈 长 ， 悬 水 下 不仅 流 失 量 大 ，且 落 淤 形 成 抗 尖 力差 的饱 和 粉 粒 沉 积 层 也 愈 厚 ， 类 土 不 宜 用于 深 水 抛 投 ， 据 水 中抛 这 根
坡和 已浇混凝土结构结合一体 ，适应地基 变形能 力强 ； 随着泥砂 不断淤积 ， 防渗作 用逐 日俱 增 ， 在
围堰 这 类 临 时 挡 水 建 筑 物 、部分 永 久建 筑 物 中是
一
填试验得 出： 砾质土 （ 小于 Ｏ ５ｚ ． ０ ｍｎ粒径的土粒 占 １％ 不能在水深超过 １ 的条件 下抛投 ， ２） ２ｍ 粘粒含 量较 多的次生黄土 （ 小于 ０ ５ｍ ． ｍ粒径 的土粒 大 ０ 于 １％）能在水深 １￣ ６ｍ处 形成干密度达 １ － ８ ３ ２ ． ４ １ ６ｇｃ ３ ． ／ｍ 、渗透 系数 ８９ １４ ４ × ０ ｃ ｓ ４ ．× ０ ￣ ． １ ｍ／ 的 ２
以形成 完整铺盖 ， 但为了满足边坡稳定要求 ， 需增
大抛投量。若地形倾斜度大于水下抛 投土 自然稳
粘土块尺寸不大于 １￣ ０ｃ （ ０ ２ ｍ 壤土可 以不严格控 制抛土块径 ）按块径不大于 ２ ， 倍含水量变化影 响
深度计算。
３４ 崩解 速 度 ．
定边坡 ， 则难以形成铺盖 。为了解决这个 问题 ， 可
２ ・ຫໍສະໝຸດ Baidu５
工程施工
东北水利水电
２１ ００年第 ４期
中渗流 。 成为 防渗薄弱环节 。 若向堰体外方 向的地
会造成架空 ； 而壤土块径过 小 ， 未至水底即崩解成 散粒 ， 不仅 易于流失 ， 且形成 的土体 含水量过大 ，
很难固结密实， 影响抛土铺盖稳定性。 一般可控 制
形倾斜坡度小于水下抛投土 自然稳定边坡 ，还可
量一般在 １％以内。 ５ 当流速达 ０ ～ ． ｍ／， ． １ ｓ便会产 ９ ２
生 严 重 分离 和 细 粒 大 量 流 夫现 象 。细 粒大 量 流 失 ，
不仅加大水下抛投量 ， 且形成铺盖防渗能 力差。因
此 ， 尽 可 能在 水 下 抛 投 施 工 期 造成 静 水 区 ， 制 宜 控
种较好的透 水地基防渗措施。
２ 防渗 原 理 及 适 用 范 围
要使水下抛土铺盖达到预期防渗 效果 。必须 使 水下抛土体在施工期具有崩解 、 密实条件 ． 在运 行 期不被水流及渗透水破坏 。
粘土铺盖。
２２ 铺 盖 区的地 基 地 形 ．
粘性土抛入水 中之后 ， 团粒吸水膨胀 。 内 土 土 产 生不均 匀应 力 ， 质逐渐溶解 ， 胶 团粒 水膜 变厚 ，
水围堰粘土铺盖 防渗技术 。得 出： 中低 水头水 电工程挡水 土石 围堰施 工 中， 用各种 型式 的 在 采 粘土防渗 ， 可节 省成 本 ， 缩短 工期。 ［ 关键词］粘土铺 盖 ； 水 围堰 ； 挡 防渗技 术 ［ 中图分类号 ］ Ｖ ５ ． Ｔ ５１ ３ ［ 文献标识码 ］Ａ
内磨 擦 力及 凝 聚 力减 小 ，土 的 团粒 结 构 也 就 逐 渐
要求抛投区的地形 比较平整或稍 向堰体方 向
倾斜 。高低 不平 的堰基会造成水下抛土铺盖厚薄
不均 ， 不仅 增 大 抛 投 量 ， 会 在 铺 盖 较 薄 处 形 成 集 还
・
受破坏 ， 崩解成 小土块 ， 甚至 成散粒 。以后 在本身
２１ 抛投 区流 速 与水 深 ．
水 夹层 的均 质 或 双 层 地 基 上 的 中 、低 水 头 围 堰 工
抛 入 水 中 的 粘 性 土 会 被 抛 投 区 内 的 水 流 扩 散 、 带 流失 一 部 分 。 流速 小 于 ０５ ０６ｍ／。 失 携 ．￣ ． ｓ流
程， 与一般土石围堰采 用垂直防渗措施 比较 。 从经
最 大 流 速 在 ０５ｍ／ 以 内 。 ． ｓ
抛 土 时 的 水 深 极 限 值 与 土 料 性 质有 关 。粘 粒
子 工程 、 青居工程 、 台工程等。 金银
粘土铺盖施 工方法简单 ， 技术要求不高 ； 水面
施 工场面 大、 抛投 速度快 ， 不需碾压 ， 能达 到快速 止漏、 闭气的 目的 ： 粘土盖柔性大 、 能与填土体 、 岸
在围堰铺盖末端抛一石渣挡土堤 ，以稳定水 下抛
土体。
２３ 砂砾 地 基渗 透 特性 ．
崩解速度跟粘性土的化学性 质、 颗粒组成 、 含
水量等有关。钙粘性土亲水性 差， 遇水不分散 ； 钠 粘土亲水性强 ， 遇水容易分散。 砂壤土崩解速度最 快、 壤土次之 ， 粘土慢 ； 而肥粘土在浸水 ３ 后 的 ０ｄ