土石坝施工中的渗流控制措施

龙源期刊网土石坝施工中的渗流控制措施作者：李岩来源：《吉林农业》2014年第05期摘要：水利工程施工中，土石坝是十分常见的水利建筑之一，是水利工程中应用最为广泛和发展最快的一种坝型，因为这种坝型可以就地取材，避免了长途运输，在钢筋、水泥、木料等材料方面能节省很多，坝型的结构相对简单，所以在维护方面也相当便利，施工上要求技术不太复杂，工序也不多。但土石坝也有很多不足之处，比如：坝身不能溢流、施工导流不方便、受气候条件影响较大等，而且还容易发生渗流，本文就针对土石坝的渗流进行分析，并给出了防治措施。关键词：土石坝；渗流；控制理论中图分类号：TV223.4文献标识码：A文章编号：1674-0432（2014）-09-41-11渗流的发生1.1渗流因为土石坝所需材料多数都是就地取材，在施工中就是利用这些当地的材料，比如：土料、石料或是混合料，在施工中，把这些材料经过一定的工程处理，采用抛填、碾压等方法建成土石坝，按材料的比例不同，有的称土坝，有的称堆石坝，有的称土石混合坝。填筑土石坝的材料之间都是散体的颗粒结构，这些颗粒之间有着大量的空隙，具有一定的透水性，当坝体工程完工后，水库蓄满水后，水平面沿着坝体上升，这样水流必然会顺着材料间的空隙渗透而产生渗流。如果渗流在控制范围之内，一般渗流都较小，水质也清澈，水流中没有土料颗粒，坝体会维持稳定的状态，不会产生渗透破坏而影响大坝安全。但如果渗流量过大且集中，水质中有土料颗粒，不透明有混浊感，则有可能发生坝体管涌现象，这种情况就是异常涌流，如果积患不除，会对坝体产生严重破坏，决口溃坝的情况都有可能发生，在以往的水利事故中，由渗流引起的坝体破坏占相当大的比例，要进行科学的渗流控制，保证坝体的安全。1.2渗流产生的原因反滤层的原因。在大坝施工的防渗体中，反滤层是十分重要的一个环节，如果处理不好，很容易发生渗漏，如果填土和排水体这间层间系数过大，或填土不够密实，达不到防渗作用，或在施工时填土有错断混层情况，都会造成填土随着渗流而流失，破坏反滤层，如果反滤层工作平稳，通过排水降压，也不会加大渗漏的破坏。防渗体施工不达标。在开挖截水槽时，有时会遇到施工困难的情况，有时施工队伍出于工期、成本的考虑，而半途而废，达不到设计的标准，致使防渗体达不到基岩或底部连续可靠的粘土层，这就为安全埋下隐患，蓄水时容易引发渗流。龙源期刊网土石坝两岸有台阶状岸坡。这时要处理成较平顺过度坡，可以变坡，在上下两坡度转折处，控制坡角之差在15～20度。如果存在平台，则平台处填土高度与平台的两端的填土高度，高差十分巨大，沉陷量存在不同，导致产生裂缝，从而对坝体产生渗透破坏。1.3渗流控制理论渗流是土石坝常见的现象，而且后果十分严重，所以一直以来渗流及渗流控制都是土石坝工程中极其重要的课题。在实践中，不断的研究、发展和运用，形成了渗流控制的系统理论和方法，其中渗流的基本原理、渗流的分析方法、土体渗透稳定性三方面是渗流控制的理论基础，在控制理论的指导下，才有了渗流的一些控制技术，技术是理论的实践和实施措施。目前国内外的渗流研究主要集中在渗流量计算、渗透变形、渗透控制、渗流的数值模拟和渗透变形试验等几个方面，现在可以利用一些高科技设备建立模型、分析模型，在技术应用上，有了灌浆技术、反滤坝技术、土石坝坝坡滑动破坏加固、坝体灌注粘土浆加固、坝体和坝基的密度加固、土工合成材料加固等技术，另外还有防渗墙及其坝体坝基加固技术等，这些控制渗流的技术措施，都在大坝安全方面发挥了巨大作用。2土石坝施工中的渗流控制2.1做好基础处理基础的处理是工程稳固的保障，很多大型土石坝，由于坝体的重力很大，对于基础的要求也很高，在对基础处理时，一定要满足坝基的承载及基础防渗，确保基础万无一失后，再进行填筑施工。在对基础采用综合处理后，再进行施工，比如用防渗墙、振冲、帷幕灌浆、固结灌浆等措施。2.2掌握当地地质、水文气象土石坝施工材料多为当地取材，所以在施工时一定要考虑当地地质、水文、气象变化，因为这些材料可能对水文气象有敏感的反应，比如：雨季时土料含水量的变化，冬季土料在低温下的收缩、冰冻情况等都对大坝的填筑产生影响。2.3确保材料质量材料质量也是影响大坝安全的一个重要因素，材料质量一定要达到标准，一些数据指标要严格的进行测量，保证土石坝的用料不缩水、无折扣。对料场进行细致的地质勘探，要选用与大坝标准相配的材料级别，做好料场复查和储量的测量，另外还要进行材料的碾压实验和试坑取样。2.4确定合理的坝面分区龙源期刊网土石坝的渗漏产生除了材料因素外，施工质量也是很重要的原因，在填筑时，由于坝体很大，常常采用坝面分区作业的方式，在这种分区作业中，要根据实际情况，合划进行坝面分区和流水作业，尽可能减少断面填筑，施工中要严格按照工序进行，做好铺料、摊铺、洒水、压实、质检等环节的工作，保证填筑质量。2.5加固技术的采用在实际施工中，要根据现场的情况，确定采用哪种加固措施，避免渗流的发生或在控制之内，可以通过灌注粘土浆的方法进行加固处理，包括灌浆设计、灌浆工艺采用等。作者简介：李岩，本科学历，公主岭市秦家屯镇水利管理站，助理工程师，研究方向：农田水利。