浅谈水库工程土石坝施工中的渗流问题与解决对策

金海龙

摘要：文章结合土石坝施工的实际工作经验，对工程中存在的渗流问题进行探讨，提出相应的解决对策，以此来保证工程质量。

关键词：土石坝 渗流 水库工程

土石坝是历史最为悠久的一种坝型，目前仍然被广泛应用，发展的态势也是最快的。我国土石坝数量占到大坝总数的93%，优势非常明显。土石坝很依赖当地的资源，就地取材，充分利用当地材料，例如土料、石料和混合料，通过抛填、碾压等方式筑成大坝。关于土石坝的分类，主要有以下几种：土石坝按照材料可以分为土坝、堆石坝以及土石混合坝。土石坝按照施工方法的不同可以分为碾压式、充填式、水中填土坝以及定向爆破堆石坝等。土石坝具有节约运输成本、结构简单便于改造、适应变形的良好性能、施工工序较少等优点。但是土石坝还具有坝身一般不能溢流、填筑粘性土料受气候影响大以及施工导流不如混凝土坝方便等缺点。

由于土石坝施工建设的最大危害就是渗流，因此，在土石坝工程建设的时候首先应当考虑如何控制以及预防渗流的问题。

土石坝是由土料和砂砾组成的，这些材料组成了的散粒体结构从而存在大量的孔隙，这就造成了土石坝本身具有一定的透水性。当水库蓄水后就形成了一定的水压力，水就会在水压力的作用下顺着孔隙渗向下游，从而导致坝身、坝基还有绕坝的渗漏。

能够控制在一定范圍之内的正常渗流是不会对大坝产生破坏力的，但是异常的渗流就具有一定的渗透破坏能力。溃坝是渗透对大坝造成的最直接也是最严重的后果。因此，确保土石坝安全的一项重要的措施就是将坝体以及坝基的渗流控制在正常范围内。渗流基础理论的实施措施就是渗流的控制技术，通常的渗流控制技术包括：反滤坝、灌浆、坝体和坝基的密度加固、土工合成材料加固、土石坝坝体灌注粘土浆加固、土石坝坝坡滑动破坏加固以及防渗墙、坝体坝基加固技术等。

产生异常渗流的原因如下：第一，由于层间系数过大、施工时存在错断混层现象以及填土不密实等原因造成反滤层被破坏而失效。如果前面所讲的防渗体破裂或出现渗漏通道时，只要反滤层仍旧工作正常，仍旧不会造成渗漏破坏的进一步扩大。第二，由于在开挖截水槽时，防渗体没有直达基岩或底部没有连续可靠的粘土层，经常由于施工困难而半途而废，从而埋下了隐患。第三，土石坝的两岸岸坡呈现台阶状，坡度应尽量平缓，在上下两坡度转折处的坡角差应控制在15°～20°以内以减少开挖量。如果在平台与两端的填土高度相差太大就会产生陷量突变，从而产生裂缝而导致渗透破坏。

土石坝施工过程中如何有效地控制渗流：第一，做好基础处理很关键。对大型的土石坝进行填筑施工以前，一般都需要采用一定的方法对地基进行综合处理，如采用防渗墙、帷幕灌浆、振冲以及固结灌浆等。特别是修建的工程处于深覆盖层上的时候，由于基础处理的工程量较大，从而不可预见的因素更多。第二，为了控制施工工期的季节性，应当充分掌握当地的地质情况以及水文气象资料。土石坝在施工中受到水文气象的影响很大：雨期由于土料的含水量较高，施工的强度就会受到严重的干扰；在冬季如果不采取一定的措施土料就会容易上冻，无法进行填筑，并且冬雨季施工虽然投入大，但是产出却很小。因此，必须采取针对性的措施应对冬雨期施工。对于土石坝工程一般不允许漫顶过流，因此，在截流后应当加快施工以在汛前将坝体的全断面或度汛小断面填筑至拦洪度汛，这就导致填筑坝体的施工工期相对紧张。在月平均气温0℃以下北方的冬季施工时，开挖工程、混凝土工程、灌浆工程以及填筑工程由于受到河流、土层冻结的影响，为了安全度汛并按期达到拦河高程，必须提高月填筑强度。第三，保证工程所用料场开采土以及石料的质量。所有进场的材料一定要进行复查，不合格的材料严禁进场，严禁使用，同时做好料场复查和储量计算，以免造成材料短缺而窝工或材料过度囤积而浪费。对于土石坝来讲，料场起着至关重要的重要，更是影响大坝能否顺利填筑的薄弱环节。通过多年的工程时间，与坝址的勘探程度相比料场的地质勘探远远不足，仅仅通过地形勘察或探洞对填筑较大的堆石料进行地质描述是不够的，这样就会容易与招标文件形成较大的出入而不能够保证大坝填筑级配的质量。第四，填筑施工的关键是如何确定一个合理的坝面分区，较大的土石坝体型为坝面的分区流水作业提供了必要的场面。在填筑工序上土石坝工程一般分为辅料、摊铺、洒水、压实、质检等工作。防渗土料的施工在坝面分区的流水作业中，划分填筑区域和流水作业应当根据填筑需要以及实际情况进行合理的划分，同时还要根据采用机械设备和填筑的情况进行调整。对采用平起填筑与临时断面填筑的土石坝工程，不可为一味减少临时断面填筑量而影响大型机械的正常施工，必须要确保填筑质量。第五，在实际施工中主要采用土石坝坝体灌注粘土浆的加固技术，通过灌浆设计以及采用灌浆工艺等确定并采用坝体以及坝基的加固技术。

由于渗流对土石坝的危害极大，因此，在施工的过程中一定要加强对渗流量的控制，确保土石坝施工的安全以及质量。在技术方面进行控制的同时还要加强施工的管理工作，以确保土石坝的施工质量。

参考文献：

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