浅谈土石坝的施工

１ 土 石 坝 渗 流 分 析
土 石 坝 是 最 普 遍 采 用 的 一 种 坝 型 ，但 因为 土石 坝 工 程 的 坝 基 与 土料 一 般 都 为 散 粒 体 结 构 的 砂 砾 ，这 些 沙 烁 之 间往 往 都存 在 着 许 多 的空 隙 ，其 防 水 性 能 不 见 较 高 ，如 果 设 计 或 是 施 工 品质 不 高 ， 当 水 库被 蓄满之 后，在水压的作用下 ，蓄水就肯定会顺着 土石坝 中的薄 弱环 节 掺渗 。 如 果 这 种 渗 流 现 象 处 于 设 计 的 控 制 之 下 ，且 土 石 坝 的 所 有 部 分都 为 出 现 任 何 的 破 坏 性 渗 透 ，那 么 这 种 渗 流 便 被 称 之 为 正 常渗流 。正常渗流的渗流量通常都很小 ，而且渗流 中应该 不含任 何 土壤或是颗粒 ，水质 清澈 、透明，渗流状态稳定 ，不会对土石坝造 成破坏性 的渗透 。但 是，如果渗流集中且渗流量过大 ，其水质就较 为浑浊 ，会导致土石坝出现流土、管涌 以及接触冲刷等破坏性渗流 ， 这 便 是 我 们 需要 应 对Байду номын сангаас的异 常 渗 流 。 ２ 土 石 坝 防 渗 施 工 ２ ． １ 土 木 合成 材 料 防 渗 施 工 根 据 水 利 特 性 来 进 行 区 分 的 话 ， 土 木 合 成 材 料 防 渗 施 工 可 以分 为土工复合膜防渗施 工以及透水性 土工织物防渗施工 。土工复合膜 能够有效的取代传统 防渗体 ，对于 截渗 、防水的效果非常明显 ，透 水性土工织物又能够取代传统的砂砾石反滤料 ， 对土石坝起到排水、 反滤的作用 。土木合成材料 的重量 较轻 ，铺设相当便利，可 以采用 焊 接 或 是 粘 接 技 术 对 重叠 部 分 进 行 处理 ， 而 且 它 的 造 价 低 于 砂 砾 石
料排渗与粘土防渗 ，工期也不长 ，工程 质量也非常容易得到保证 。 土木合 成材 料运用较为典型的某 水库，其土石坝 高度为 ３ ８ ． ３米 ，其 背 水坡 的 大 面 积 湿 润 现 象 存 在 已经 许 多 年 。后 来 在土 石 坝 的 迎 水 坡 使用 了 复 合 型 的 土 工膜 作 为 其 防 渗 层 ，其 面 积 为 １ ８ ４ ５平 方 米 ，单 位 造价 每 平 方 米 ｌ ６元 ，工 期 耗 时 ３ ０天 。同 采 用 黏 土 斜 墙 的 方 案 相 比， 节 约 了将 近 三 分 之 二 的 成 本 。而 且 它 的施 工 较 为 简 便 ，所 需 设 备 少 ， 普通 的 工 作 人 员 均 可 掌 握 。它 的料 柔 软 性 较 高 ， 可 以 适 应 各 种 坝 体 及坝体 变形 ，抗腐蚀性强，还能够防止 白蚁 、老 鼠等 动物的破坏。 在改建施工之后 ， 该水 库 在 经 历 了连 续 三年 汛 期超 正 常水 位 的考 验 ， 防渗效果非常显著 ，其背水坡仍未 出现任何 的湿润现 象。 ２ ． ２高压定向喷射灌浆 防渗施 工
析。
【 关键 词 】 土石坝 ；渗流 ； 施 工技 术
前 言 土 石 坝 在 坝 工 建设 中有 着 悠 久 的 历 史 ， 它 在 人 类 生 息 、繁 衍 的 历 史 长 河 当 中 ，很 大 程 度 上为 我 们 提供 着 非 比寻 常 的 社 会 作 用 ，而
且它的发展历程也相 当漫长 。至今 ，随着观念理论、科学技术 的发 展，土石坝工程较其先期 的功 能、质量相比有 了本质性的提高 ，土 石坝依 旧处于各种水坝工程建 设的第 一位。就拿我国来说 ，国内大 多 已经建成 的水库都是使用 的土石坝 ，这些土石坝在各种社会性质 的运 用 如 城 市 的 供 水 、 供 电、 水 土 灌 溉 、水 产养 殖 以 及 防 洪 当 中 起 着巨大的作用。但不可忽视的是 ，由于 许多土石坝 过于老 旧，或是 因为勘察、设计 、施工方面存在 的缺 陷以及 自然灾害的影 响，部分 土石 坝的渗流现象较为严重 ，这将对人们 的生活、工作带来极大的 威胁 ， 所 以 土 石 坝 的 防 渗 施 工 至 关 重 要 。
科 技 论 坛
浅谈土石坝的施工
马信 彪 杨 景 洪
（ 贵州省普安县水 务局 ，贵州 ５ ６ １ ５ ０ ０）
【 摘 要】 如今 ，随着观念 理论 、科学技 术的发展 ，土石坝工 程较 其先期的功能、质量相比有 了本质性 的提 高 ， 且 依旧处于各种 水 坝工程 建设的第一位。本文凭借作者相 关工作 经验 及技 术 了解 ， 对 当今 水利技 术条件 下的 土石坝渗 流及 防渗施 工做 出了探 讨性 分
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高压定 向喷射灌浆 防渗 施工是在高压旋喷灌浆防渗施工 的基础 之上进 行改进 而得来的， 该技术在病险水库的基防渗方面表现 良好 。 经过这 些年的发展，该技术 的施工工艺得 到了较 大的提高，其喷射 形 式越 来 越 多 ， 专 用 设 备 也 越 来 越 丰 富 。之 前这 种技 术 还 只 能 用 于 沙 层 、 土 层 以及 细 颗 粒 砂 砾 石 层 ，但 现 在 它 的运 用 也 渐 渐 被 扩 展 到 了砂 卵漂 石、砂 卵石以及堆石 碴等具有强透水性的石层当中。 以往使用的旋转钻工效较低 、能量消 耗大 而且工程质量也较为 般 。如今，“ 冲击 带管钻孔 ，泥浆 固壁提管 ”是 当前 比较科 学、先 进 的一种新式钻 孔法 。它的优点大致体现在 以下几点 。首先，它的 孑 Ｌ 斜率非 常容 易被控 制，成孔率较高；其次 ，泥浆不会 出现 胡乱不 规律 的扩散 ，能够有 效降低能量消耗；再次 ，它 的工作效率较 高， 使用冲击钻在含量为百分之 ４ ０且径达 ８厘米到 １ ５厘米 的卵石 粒地 层 当 中进 行 造 孔 作 业 的话 ，８小 时 的 班 进 尺 达 １ ５米 到 ２ ０米 ， 相 比 以往 以往使用 的旋转钻 来说，工效提高 了数倍之 多。同时 ，使 用这 种技术所筑成 的防渗板墙厚度 更大 ，有效直径也大幅增长 ；最后 ， 高压定 向喷射灌浆防渗技术对机具 的磨损 较低，能够节省钻具 ，可 以有效节约成本 。 ２ ． ３ 劈 裂 灌 浆 防 渗 施 工 劈 裂 灌 浆 防渗 施 工 运 用 了 水 力劈 裂 原 理 ， 它 利 用 灌 浆 压 力 将 土 地劈裂 ，然后将泥浆灌入 ，最 终筑成加 固土体或防渗帷幕 。劈裂灌 浆 防 渗 技 术 在 当 前 被 使 用 得 较 为 广 泛 ，其 防 渗 作 用 较 强 。它 的 主 要 技术原理是在土坝中采用劈裂灌浆 ，对土石坝施加适 当的压力 ，将 坝身沿 着小主应力面劈开 ，然后把泥浆灌注进去 ，让泥浆和坝体形 成 互压 ， 最终 筑 成 厚度 在 ｌ Ｏ厘 米 到 ５ ０厘 米 的不 间 断 泥 墙 ， 与 此 同 时 ，泥 浆 导 致 坝 身 湿 化 、 沉 陷 ，使 土 石 坝 的密 实 度 提 高 ， 这 在 提 高 土 石坝 防 渗 能 力 的 同 时 也 使 坝 体 得 到 了加 固 ，让 它 更加 不 容 易 发 生 变 形。如果使用这种技术 ，可 以就地取材 ，且施工 过程较 为简便， 工效快 、成本较低 。该技术刚开始推广 的时候 ，由于技 术条件所 限， 仅 能在坝 高低 于 ５ Ｏ米 的宽心墙坝 与均质坝 、且 当水位较低时使用 。 随着技术 的发展 ， 当前劈裂灌浆 防渗技术 的运用 限制被大幅度放 宽， 其运用 的范围也越来越广 。 ２ ． ４ 振 冲 加 固 防渗 施 工 我 国 土石 坝 当 中 心 墙 沙 壳 坝 的 数 量 比较 多 ， 由于 以往 各 项技 术 条件所限 ，在施 工过程 中沙壳 许多都没有被碾实 ，还有些坝底存在 细沙层也没有加 以处理 。受各种振 动影 响，这样 的土石坝非常容 易 出现滑坡现象 。部分统 计显示 ，我 国从上世纪 １ ９ ６ １ 年到现在一共发 生 了 ６级 以上的地震 ２ Ｏ多次， 在这些 的地震 中受损最严重 的土地与 建筑设施基本上全部都是 由于地震液化 所导致的 ，所 以采用有效 的 方式对土石坝地震液化进行 防治非 常重要。最近 几年 ，除 了采用上 游坝脚抛石盖重 以及 下游坝脚加强排 水盖重之外，振冲加 固防渗施 工也被重点的投入 了使用，它的作用效果较为明显