水利工程中土石坝施工渗流及质量控制分析

摘要：在水利工程中，土石坝是一种十分常见的工程项目，具有悠久的历史。因为在施工方及经济性方面都有着明显的特征，所以为多数水利工程所采用。但在施工过程中，一定要做好质量控制，特别是渗流的发生会导致严重的安全事故。本文主要针对土石坝的类别及施工中的渗流进行分析，为确保工程质量及科学施工提供参考。

关键词：土石坝；渗流；工程质量

中图分类号： TV541 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.23.0040

1土石坝的分类及特点

土石坝在水利工程中应用最广，数量最多，因其组成是由土料、石料或者土石混合而成，可以就地取材，所以与其他坝型相比，具有很多独特的优点。

1.1土石坝的特点

可以节省大量的钢材、水泥、木材等建筑材料，因其是由土料或石料组成，可以就地取材，不仅省去建筑材料，减少成本，而且也不用远途运输，节省时间和运费；土石坝由于其结构相对简单，在维修方面十分容易，加高、扩建可以很方便的施工，对施工要求低，工序少，对机械要求也不是很高，几种简单的机械组合便可完成；对于地基的要求不像其他坝型那样高，因土料、石料本身都是散体颗粒，有很好的变形特点和适应性；土石坝也有其自身的不足，比如坝身不能溢流，在施工导流方面不如混凝土坝方便，在雨季，粘性土料不便于填筑。

1.2土石坝的分类

按组成材料分，如果坝体材料是以土和砂砾为主一般称为土坝。如果是以石渣、卵石、爆破石料等材料为主构成的坝体，就是称为石坝。当两种材料按一定的比例混合后构成坝体的，称为土石混合坝。土石坝也可以按施工方法分为碾压式土石坝、冲填式土石坝、水中填土坝等不同类型。如果按坝体的高低，有低坝、中坝和高坝之分，其中碾压式土石坝和高坝筑坝是这几年应用最为广泛的坝体。

2 土石坝施工中渗流病害的防控

2.1渗流的形成

由于土石坝的构成材料主要是土料、石料、砂砾，这些材料都是散体颗粒，颗粒之间存在着一定的孔隙，很容易渗进水，也就是说土石坝具有一定的透水性，当水库蓄水后，由于水位升高，会产生一定的压力，水流在压力作用下，会沿坝身土料及坝基土体中的一些孔隙渗入，使坝身、坝基和绕坝产生渗漏情况，如果渗流在可控的范围内，渗漏一般不会产生对坝体的破坏，这种情况就属于正常渗流，这时的渗漏流出的水量较小，水流不会夹带土壤颗粒，水质呈透明状态。但如果渗漏严重时形成大的流量，严重到不可控制的程度，水流加大并带有坝体颗粒，水质混浊不透明，在坝体或坝基中产生管涌现象，对坝体产生冲刷破坏，就属于异常渗流，异常渗流要采取措施及时进行处理，否则会进一步加大对坝体的破坏，引起溃坝事故。

2.2 异常渗流的成因及控制

异常渗流的形成原因是多方面，除了坝体材料的自身特性原因外，主要由以下三方面原因形成。一是反滤层的设计原因，通常在施工设计时，都要在坝体填土与排水体之间设计反滤层，但如果设计不正确，就容易导致渗流异常。设计不正确，层间的系数加大，或者在施工过程中，出现断混层，再加上填土镇压得不够密实，这就导致渗流使填土随排水而流失，使反滤层被破坏而失去反滤功能，在防渗体系中，反滤层是关键环节，它的正常工作是减少水压力的重要渠道，确保防渗体系在出现异常时也不至于加大渗漏破坏；二是施工过程中存在隐患，如在处理防渗体时，防渗体未能直达基岩或底部连续可靠的粘土层，有时由于施工条件限制，导致开截水槽时不能保证质量，半途而废，使一些隐患不能消除；三是土石坝两岸岸坡产生台阶状，这时在进行处理时，要将其做成平顺的坡度，但在施工时有时没能进行有效处理，使得平台处填土高度于平台两头的填土不一致，存在高度差导致沉降量不同而产生裂缝，出现渗透破坏。

渗流控制技术主要是以渗流的基础理论为依据，采用灌浆技术、反滤坝技术、土石坝坝坡滑动破坏加固技术、土石坝坝体灌注粘土浆加固技术、坝体和坝基的密度加固技术、土工合成材料加固技术以及防渗墙及其坝体坝基加固技术等进行控制处理。

3土石坝施工的质量控制

3.1 高标准处理好基础

土石坝主要是由大量土石填筑而成，所以对于坝基的承载力有一定的要求，在处理地基时一定要高标准、高质量的完成，确保基础的稳固。地基达到标准后方可进行填筑施工，在施工中，可根据情况综合采用防渗墙、振冲、帷幕灌浆、固结灌浆对地基进行综合处理，做到万无一失。

3.2 熟悉地质水文，科学选择施工时间

由于土石坝的构成材料受水文气象因素影响较大，所以在施工工期的安排上，一定要掌握施工地点的地质、水文气象等情况，然后科学合理的安排工期，避免因工期选择不当而影响施工。因为雨季降水较多，冬季土料易冻，而在汛期水库蓄水、河道水位上涨，这些因素都会对土石坝的强度造成影响，要尽可能避开这些因素出现的时间施工。

3.3 坝体填筑料的质量要保证

材料对于土石坝的质量来说其重要性是不言而喻的，所以一定要确认坝体材料的质量，在土料、砂砾的含水量、纯度及含水率等方面要严格控制，必须要达到设计标准的要求，要完善而慎重地进行料场复查及复勘工作，确保用料精准，质量一流。

3.4 坝面分区要合理，科学加固

确定合理的坝面分区是填筑工作施工的关键，由于土石坝体型较大，为坝面分区流水作业提供了必要的场面，土石坝工程一般在填筑工序上分为铺料、摊铺、洒水、压实、质检等工作。应根据实际情况合理划分填筑区域和进行防渗土料的施工流水作业。根据工程实际情况采用土石坝坝体灌注粘土浆加固技术，包括灌浆设计、灌浆工艺采用等。

参考文献

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作者简介：刘绍华，大专学历，辉南县小椅山水库灌区管理处，工程师，研究方向：水利工程。endprint