浅谈新型防渗技术在土石坝中应用

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1、浅谈新型防渗技术在土石坝中应用摘要：伴随着新技术、新工艺、新材料的不断涌现，土石坝防渗技术也在不断地改进，这些新技术的发展与应用使得水库工程能够更好地发挥其防洪与兴利的双重功效，更好地服务于国民经济建设。本文介绍了几种新型防渗技术以及它们在工程中的应用。关键词：渗流；低弹模混凝土防渗墙；复合土工膜；刚柔性防渗在我国土石坝及水库病险问题分析中，渗漏问题最为严据1981年的统计资料，241座大型水库发生的1000次事故中，由于渗流破坏而造成的事故占总事故数的32%;从2391座水库失事分析，由于渗流、渗透破坏从

2、而造成土坝垮塌的占29%。因此，为确保大坝安全，深入研究渗流问题，设计有效的控制渗流措施是十分重要的。早在1910年，布莱就提出了通过延长渗径长度来控制渗流的概念，1922年太沙基又提出用反滤保护渗流出口，在渗流出口处设置反滤层来控制渗流，防渗和导渗相结合，防渗理论进一步完善，近年来随着大量病险水库的除险加固，已在土石坝防渗这一领域积累了丰富的技术经验。1低弹模混凝土防渗墙防渗技术混凝土防渗墙是在松散透水地基或土石坝坝体中连续造孔成槽，以泥浆固壁，并在泥浆下浇筑混凝土而建成的地下连续墙，是保证地基稳定和大坝

3、安全的工程措施。由于防渗墙具有施工简便、速度快、防渗效果好等优点，已成为我国水利水电工程覆盖层防渗处理的首选方案。近年来，混凝土防渗墙作为病险土石坝处理的最佳手段被广泛应用。根据墙体混凝土材料的不同可分为普通混凝土防渗墙和塑性混凝土防渗墙，当防渗墙的弹性模量为2000〜3000MPa,界于塑性和刚性之间时，称为低弹模混凝土防渗墙。低弹模混凝土防渗墙比普通混凝土防渗墙具有较低的弹性模量，更能适应不均匀受力及相应的变形，使墙体的应力状态得到较大的改善，还具有较高的强度和抗渗能力，较强的抗溶蚀性和耐久性，同时又节

4、省投资，因而得到了广泛的应用。如浙江省境内的青山水库和通济桥水库的除险加工程，都是使用低弹模混凝土防渗墙作为防渗体。2土工合成材料防渗技术土工合成材料按水力特性可分为不透水的土工膜或复合膜土工和透水的土工织物，前者可以代替防渗体，起到截渗隔水作用；后者可代替反滤料，起到排水反滤作用。复合土工膜是一种新型的防渗材料，是由塑料卷材（热塑或结晶热塑）与针刺土工织物复合而成的。由于土工织物与塑膜复合，提高了抗拉撕裂、顶破及穿刺的力学强度；使材料趋于各向同性，能够避免在物理条件和温度变化时，产生某个方向的过量收缩和移

5、动；特别在粒状材料针片状含量高时，易于均布压力；避免局部应力集中；并可大大改善与土界面的摩擦特性。基于此，铺设复合土工膜后，可以改善坝体的渗流情况，提高蓄水能力；改善下游坝体长期处于饱和状态的工作条件，提高下游坝体的稳定性和安全度。土工织物重量轻，运输量小，铺设方便，比粘土防渗和砂砾石料排渗节省造价，缩短工期，容易保证施工质量。土工合成材料已在不少中小型工程中得到应用，且大有取代传统的粘土心墙、粘土斜墙等防渗体的趋势。如位于柴迗木盆地格尔木河支流雪水河上的泉水库，是格尔木河梯级电站开发的龙头工程，主要起调节

6、作用，兼顾防洪。该区地处海拔4000m高寒区，处于8度高烈度地震多发区，极端最低气温达零下40°C。温泉水库由大坝、导流放水洞、溢洪道等3部分组成。大坝总长880m，最大坝高17.5m，坝顶宽8m，上游坝坡1:3，下游坝坡1:2.5，为一土工织物布防渗砂砾石坝，水库总库容2.55X108m。该工程是迄今世界上海拔最高，也是中国首次将复合土工膜应用于高寒区、高地震烈度、高海拔的大型水库坝体防渗的工程。3刚柔性相结合的防渗技术刚柔性相结合的防渗技术，即是采用单管高压旋喷（或射水法）防渗墙和铺土工膜相结合的新型防

7、渗技术，此技术与传统防渗技术相比具有一下技术特点：(1)适用多种类型的土石坝。新型防渗技术采用刚性和柔性相结合，施工时不放空水库，受坝体和坝基地质因素影响小，适用于不同类型的土石坝。一般情况下，在水库蓄水位以上采用柔性防渗即铺土工膜防渗，蓄水位以下采用刚性防渗，即采用单管高压旋喷防渗墙防渗，无须放空水库施工，可适应不同功能的水库，例如竹坝水库大坝施工时仍可以保证同安城区的供水。(2)适应土石坝沉陷变形的特点。从已鉴定的土石坝看，福建省土石坝坝体沉陷都较大，一般沉陷量为坝高的1%〜2%，个别大坝〉2%。新型防

8、渗技术柔性材料施工时，即铺土工膜时，都留有一定的形变量，能适应土石坝坝体沉陷变形量大的特点；而刚性防渗多数用在坝基，一般不受变形的影响。(3)防渗效果好。新型防渗技术应用新材料、新技术、新工艺，防渗效果好。例如新安水库大坝刚性防渗体，经福建地震工程勘察院基桩钻芯取样，砂质层抗渗系数滤过渡层被认为是土石坝防渗体安全的第一道防线，在保证土石坝的安全运行中至关重要。天然建筑材料勘察规程中对反滤过渡料的质量有明确要求，但