堤坝渗流分析

堤坝渗流分析

摘要：堤坝渗流分析与防渗技术处理是堤坝除险加固的重要。渗透破坏在堤坝工程中非常普遍，要做好渗透破坏的除险加固工作，就要摸清险情，对症下药。首先要了解渗透破坏的类型并进行成因分析，然后根据渗流控制原则和具体的工程地质条件，选择经济合理的除险措施，最后按所选的防渗技术进行精心施工，达到根除渗透破坏的目的。

本文概述了堤坝渗流的危害、理论发展、主要计算方法、渗流分析的基础理论以及具体的防渗加固措施，并对不同的防渗处理方法的利弊作简要分析探讨，最后以莆田市近几年来水库土石坝防渗除险加固为实例，具体分析大坝渗流产生原因和采取防渗措施以及工程处理后的实际效果，总结土石坝防渗处理方法选择的一般性规律，供后期同类水库堤坝除险加固参考。

关键词：堤坝；渗流理论；防渗加固措施

Abstract: the dam seepage analysis and seepage control technology is an important dyke reinforcement. Seepage in dam construction is very common, to do a good job in seepage reinforcement work, will be out of danger, an antidote against the disease. We must first understand the type of seepage failure and cause analysis, and then according to the principles and specific engineering geological conditions of seepage control, selection of rational treatment, anti-seepage technique by the selected carefully construction, seepage failure to eradicate.

This paper summarizes the measures for strengthening the basic theory analysis of dam seepage hazards, theory development, the main calculation method, seepage and seepage of concrete, and the advantages and disadvantages of different anti-seepage processing method are briefly discussed, and finally to Putian city in recent years the reservoir dam anti-seepage reinforcement as an example, the analysis of dam seepage generated the reason and the actual effect of anti-seepage measure and engineering treatment, summed up the general law of seepage prevention treatment method of choice, for later similar reservoir dam reinforcement reference.

Keywords: dam; seepage theory of seepage prevention and reinforcement measures;

引言：

只要堤坝的临水侧和背水侧存在水头差，堤坝就会产生渗流，渗流分正常渗流和有害渗流，有害渗流产生渗透破坏，据统计，由渗透破坏造成的险情约占堤坝险情总数的60%以上，是堤坝工程中最普遍且难以治愈的心腹之患。关于堤坝的渗流问题，中国学者主要集中于渗透破坏模式和土颗粒组成之间的相互关系。在渗透稳定分析中，有限元渗流计算结果应结合渗流比降与土体抗渗特性之间的关系进行分析。对于堤坝的渗流控制，应遵循“前堵、中截、后排”的原则。在堤

坝除险加固工程中，防渗处理方案的选择，具体取决于防渗技术的功能性、可实施性、经济性、环境和安全性。因此，为了保证堤坝运行安全，对堤坝渗流进行安全检测并进行认真细致的分析，然后选择经济合理的防渗措施尤为重要。

1堤坝渗流概述

1.1堤坝渗流的危害

堤坝以及水库有部分建造在软土地基上，尤其是土石坝的筑坝土与坝基土渗透系数较大，必须进行渗流分析和采取正确的防渗措施，否则会造成坝身、坝基渗漏过大，危及工程的安全。渗流产生的危害主要有：

①堤坝渗流过大，损失水库蓄水量。一般来说，水库坝身、坝基透水性比较强。如果防渗不当，堤坝挡水后，由于上、下游水位差的作用，渗水将从上游经坝体和坝基的颗粒孔隙向下游渗透，应有的蓄水量减少，工程效益降低，甚至导致水库无法蓄水的现象，并引发水库周围土地沼泽化，污染环境。

②浸润线过高，影响坝体稳定。严重的坝身和坝基渗漏，常会导致坝身浸润线抬高，使下游坝坡出现散浸现象，降低坝体的抗剪强度，甚至造成坝体滑坡。

③渗透比降超临界，产生渗透破坏。在坝身或坝基发生渗流时，若渗流的渗透坡降大于临界坡降，将诱使土体发生管涌、流土、接触冲刷、接触流失等渗透变形，甚至产生集中渗漏，导致垮坝失事。

1.2堤坝渗流理论的发展

随着我国水利水电工程建设的迅速发展，水工建筑物的安全性越来越受到重视。而渗流作用对堤坝的影响不容忽视，所以对渗流理论进行研究并采取正确的防渗处理措施就显得越来越重要。

渗流是一门与水力学和岩土力学有着密切关系的学科，随着近代科学技术的不断发展，渗流在基本理论试验手段、设计方法和应用等方面都得到了极大发展，逐渐成为一门专门的学科，已能觖决各种复杂的工程问题。理论的发展与研究手段的进步是分不开的，主要表现在两个方面：渗流研究已经比较普遍地使用了现代电子计算技术，发展了数值模拟方法；渗流机理研究的试验手段日益先进。渗流理论的研究大致经历了三个大的发展阶段：Daxcy定律的出现，20世纪石油工业的崛起极大地推动了渗流力学的发展;随着相关科学技术的发展，如高性能计算机的出现，核磁共振、CT扫描成像以及其它先进试验方法用于渗流，又将渗流理论研究大大推进了一步;近年来，随着非线性力学的发展，将分叉、混沌以及分形理论用于渗流，其它诸如格气模型的建立等等，更使渗流力学的发展进入一个全新的阶段。

1.3堤坝渗流计算的主要方法