1. 浅谈水库土石坝防渗施工方法？
2. 二级建造师水利水电工程辅导：土石坝的类型
3. 浅谈土工膜在水利水电工程中的应用？

一、浅谈水库土石坝防渗施工方法？

在现阶段，水库蓄满水之后，水流绕过土坝两端的岸坡，进而渗往下游，这种渗漏现象在目前被称之为绕坝渗漏。绕坝渗漏是水流沿坝面或通过坝肩而流入土壤或者出现在山坡和山体内部，从而流向下游，在这种背景下，造成大坝浸润线抬高，而且极容易产生坝体岸坡背面出现阴湿现象和小股水流，情况严重的时候还容易造成岸坡软化，形成集体渗漏通道，进而引起滑坡或者岸坡塌陷现象，也容易影响整个水库的容量和坝体安全。因此，在我们工作的过程中必须要对大坝的渗漏问题加以关注，并及时的进行处理。在目前，生成绕坝渗漏的主要原因有以下几个方面：

1.1 坝端两岸地质条件差

在土石坝施工的过程中，由于对土体物理学指标分析不当，使得在施工之后常常会出现浸润线高于设计浸润线的位置，这就造成了水流通过渗漏方式从下游的岸坡溢出，进而导致岸坡失稳。这种渗漏问题一般出现在沙砾岩石层、透水性较大的风化岩层、含有石块的泥土和岩层破碎地区。

1.2 施工设计方面

由于在水库施工的过程中，对土石坝下截水槽的设置不够合理完善，进而导致了在施工项目中地基处理不合理不规范，导致土坝在施工的过程中存在着渗漏通道，这些通道的存在由于受到风浪的冲击和洗刷，进而出现了严重的渗漏。

1.3、施工处理措施不当

在土石坝施工的过程中，由于坝头与岸坡接头防渗处理措施不严谨，造成施工质量不达标，不符合设计要求。如岸坡接头采用节水槽时，有时不但切入不透水层，反而挖穿了透水性较小的开然铺盖，暴露出内部的渗透水层，加剧了绕坝渗漏；有时工程根据设计要求施工，忽视岸坡接合坡度和截水槽回填质量，造成坝岸接合质量不好，形成渗漏通道。

土石坝绕坝渗漏的处理措施

渗漏处理直线应该先观察渗漏、泄漏和水库水位和雨量的关系，明确泄露的位置和部位，结合当地的水文和地质条件、调查施工等联合治疗措施和质量控制和其他方面的问题；根据绕坝渗漏原因分析提出处理措施。治疗的原则是仍在墙外，主要是关于堵上，通常使用下面的处理方法：

2.1 防渗斜墙

对于斜墙坝和均质土坝如岸坡地形平缓，附近又有大量黏土可供使用，则可沿上游岸坡做黏土防渗斜墙，防止绕坝渗漏。斜墙下端作截水墙，嵌入不透水层，也可做铺盖与斜墙相连。在处理时水库难以放空，水下部分也可采用水中抛土或深水放淤的办法处理。在斜墙顶上应沿山腰开挖排水沟，把水堆住，以免冲刷斜墙。

2.2 截水墙

对心墙坝，当岸坡存在强透水层引起绕坝渗漏时，可在坝端开槽做黏土截水墙，或混凝土防渗齿墙，切断渗流。截水墙必须和坝身心墙连接，这种处理方法比较可靠。

2.3 灌浆帷幕

当坝端岩石节理裂隙发育，绕渗严重时，可采用灌浆帷幕处理，具体方法与坝基的灌浆帷幕相同。坝肩两岸的灌浆帷幕应与坝基灌浆帷幕形成一完整的防渗帷幕。

2.4 堵塞回填

经查明是因动物洞穴和根茎腐烂的孔洞引起的绕渗，开挖后可以将洞穴回填黏土并夯实。或向洞穴灌注水泥砂浆、水泥黏土砂浆或用混凝土堵塞洞穴。

2.5 下游导渗排水

在下游岸坡绕坝渗流的出口段，铺设导渗排水反滤层，保护土料不致流失，以防止渗透破坏。对岩石岸坡，如查下游岸坡渗水较小，可沿渗水坡面以及下游坝坡与山坡接触处，做于砌石排水沟，并在砌石下面铺设反滤。当下游岸坡岩石地下水位较高，渗水严重时，可沿岸边山坡或坡脚处。打基岩排水孔，引出渗水。当下游岸坡岩石裂隙发育密集，可在坝脚山坡岩石中打排水平洞，切穿裂隙，集中排出渗水。

三、相应施工技术

3.1 粘土斜墙法

粘土斜墙采用粘土作防渗材料，在原坝上游面分层填筑成，人工或机械夯实成斜墙，粘土斜墙的主要优点是施工简单，造价低廉，适用于坝体不高、坝坡不稳定、坝体渗漏较为严重的水库，坝址附近有适宜做防渗体土料的小型水库应优先考虑。采取在坝上游做粘土斜墙的措施，形成一道新的防渗体，对于较薄透水层的坝基渗漏，也能结合处理，这样可达到既处理坝体、坝基涌漏，又节省投资的多重目的，但在此项工程施工中应特别注意：基础及两岸结合面的处理要彻底；土料的各项指标要符合筑坝要求；土料要分层碾压夯实。只有这样，才能保证处理达到预期效果。迎水面冲刷除保证冲刷部位的填筑质量外，可采用铺设30cm厚的砂卵石垫层，再浇筑15cm厚的c20混凝土护坡，混凝土浇筑时应错缝浇筑，缝内灌沥青，也可采用30cm厚浆砌块石护坡。

3.2 灌浆处理法

对当地缺乏足够的粘土料或不能放空水库的土坝坝体渗漏，坝基及绕坝渗漏，适宜采用灌浆的方法来处理渗漏。土坝坝体灌浆分为充填式灌浆及劈裂式灌浆。一般来说，对性质和范围均比较明确的局部隐患采用充填式灌浆方法，而对于处理范围较大，隐患部位不能完全确定的土坝坝体渗漏，如坝体出逸点过高，散浸等情况，则以采用劈裂式灌浆方法效果为好。灌浆孔的布置，一般可在渗漏段沿坝轴线布设单排孔，也可以根据实际需要增加排数；孔距应根据土层的渗水情况和采用的灌浆压力等因素综合考虑；布孔由疏到密；孔深应超过漏水部位3～5m。

3.3 土工合成材料防渗法

当坝址附近缺少粘土原料时可以考虑采用土工膜防渗，它具有不透水性强、抗冻性好、重量轻、便于施工和造价低等特点。一般土石坝工程中，土工膜通常选用复合土工膜，塑料薄膜的厚度一般选择0.5mm。薄膜可采用搭接、粘接、焊接等几种方法，一般以焊接和粘接防渗效果较好。复合土工膜上必须铺设土料保护层，保护层厚度不小于30cm，保护层填筑土料不得含杂草树根、石块等。

结语

总而言之，土坝建成后，坝身和坝基都存在不同程度的渗流，如果渗漏量超过技术允许范围，则会发生管涌、流土等渗流破坏，直接危及到大坝和下游人民生命财产的安全。因此对于渗漏量超过允许范围的土坝必须查明渗漏原因并及时进行加固处理，这对于土石坝的稳固问题来讲非常重要的。

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二、二级建造师水利水电工程辅导：土石坝的类型

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土石坝的类型

土石坝常按坝高、施工方法或筑坝材料分类。

（一）按坝高分类土石坝按坝高可分为低坝、中坝和高坝。我国 《 碾压式土石坝设计规范 》 （ sl 274 － 2001 ）规定：高度在 30m 以下的为低坝；高度在 30 － 70m 之向的为中坝；高度超过 70m 的为高坝。

（二）按施工方法分类按土石坝施工方法可分为碾压式土石坝、水力冲填坝、定向爆破堆石坝等。其中碾压式土石坝最常见，它是用适当的土料分层堆筑，并逐层加以压实（碾压）而成的坝。它又可分为三种：

1 ．均质坝。坝体断面不分防渗体和坝壳，坝体基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成，如图 2f311012 － 1 （ a ）。

2 ．土质防渗体分区坝。包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝，即用透水性较大的土料作坝的主体，用透水性极小的黏土作防渗体的坝。防渗体设在坝体中央的或稍向上游且略为倾斜的称为黏土心墙，防渗体设在坝体上游部位且倾斜的称为黏土斜墙坝，是高、中坝中最常用的坝型，如图 2f311012 － 1 （ b ）、（ c ）、（ d ）。

3 ．非土料防渗体坝。防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料（如土工膜）建成的坝。按其位置也可分为心墙坝和面板坝两种，如图 2f311012 － 1 （ e ）、（ f ）。

三、浅谈土工膜在水利水电工程中的应用？

浅谈土工膜在水利水电工程中的应用具体内容是什么，下面中达咨询为大家解答。

1土工膜作用机理的主要应用领域

1.1混凝土坝工程

土工膜用于老混凝土坝上游坝面修理，也用于新建坝。前者是当老坝上游坝面长期运用，表面腐蚀，透水性增大时，以土工膜贴面起防渗作用；对于新建碾压混凝土坝，土工膜是作上游坝面的好材料。

1.2土石坝工程

土石坝工程中用土工膜的目的是防止坝体或坝基渗漏，既用于新坝，也用于旧坝修补和加高，包括:(1)用作上游斜墙；(2)双层衬砌，既作斜墙，又做上游铺盖；(3)建于透水地基上的坝，作双层衬砌铺盖，单层膜作斜墙；(4)单层铺盖；(5)铺盖部位下有软弱层或易于破坏的区域，铺盖用单层土工膜，其下以土工格栅或高强、高模量土工织物加筋土体；(6)以土工膜作垂直防渗；(7)贯穿坝体的垂直防渗墙，可用于新建坝或旧坝；(8)折线形防渗墙，在新建坝中随填土施工逐块焊接向上延伸；(9)旧坝加高时用作加高部分坝体的防渗墙；(10)对两种压缩性不同材料的坝体，在两种材料界面处的坝坡上用土工膜防止裂缝渗漏；(11)旧坝漏水，以土工膜作斜墙；(12)用土工膜修补地基漏洞等。

1.3渠道与水池

利用土工膜作为渠道与水池防渗衬砌的实例很多。有意义的是，美国垦务局曾在正过水的加州coachella渠道上完成了300m长的土工膜衬砌铺设试验。试验用pvc土工膜厚0.75mm，其上粘有115g/㎡的针制土工织物，混凝士护面板就直接在它上面浇筑。每片土工膜尺寸为61m×17.9m，粘贴剂为四氢化呋喃。施工采用了特制的160t的挖掘平坡机和180t的水下铺设机，它们都配有履带，并安装在跨度为31.4m的横跨渠道的桁架上。

1.4垂直防渗墙

传统的地基垂直防渗措施是建造混凝土防渗墙。近年来国外有些工程已开始利用以聚合材料制造的称为地锁扳的板材插入地基内以替代连续墙，深度可达到15m或更深。

1.5隧洞工程

土工膜既用于无压隧洞，又用于有压隧洞。土工膜用于隧洞的作用主要为防渗，为了排除来自围岩裂隙的渗水，往往采用背面粘有针刺土工织物的复合土工膜。

2设计方面要考虑的问题

2.1土工膜厚度

强调土工膜要有一定厚度是基于下列考虑:(1)保证其有足够不透水、不透气性；(2)有抵抗破坏的能力，例如对hdpe膜，擦痕深至全厚的25%，屈服强度可能降低25%，破坏应变甚至减小7%至14%；(3)便于焊接,土工膜要求厚度应根据沉降等原因引起的变形量来计算，但还要考虑施工条件及偶然荷载等因素，通常厚度应不小于0.5mm，而且厚度的不均匀不宜超过±10%。

2.2接缝强度

一般说来，接缝强度总较土工膜本身的强度为低，尤其是在现场焊接，焊缝质量更难保证，故在焊接后应切样检测，检测方法有二种，即剪切试验与剥离试验，一般要求剪切强度应不低于原材料的80%。

2.3沟锚深度要求

用土工膜作边坡衬砌，当其向上延伸到坡顶时，通常的作法是在离坡边一定距离l处挖浅沟(深dj)，将膜埋入，并以原地土回填夯实，目的是防止土工膜下图1锚沟深度计算，坡顶土工膜上有时有覆盖土，有时不铺土z这里要探讨的问题是针对具体条件，确定沟埋深度dr，长度l一般可不大于1m(无覆盖土时可以更短)，可以用简化的极限平衡法大致估算。

如图1所示，取安全系数为fs，按∑fx=0，有

(1)

式中的t=σyt，其中ry为土工膜屈服强度，t为其厚度；pa、pp分别为沟内作用于膜的主动、被动土压力；fu、fi分别为膜上与膜下的摩擦力；其它符号意义示于图1中,通过验算，一般取dr=1m已相当保守。

2.4覆盖土层稳定性

土工膜上有覆盖土层时，土体由于重力易于下滑，覆盖土有等厚度与变厚度之分，其稳定性核算易于按极限平衡条件求解。

2.4.1等厚度覆盖土层

等厚度覆盖土层稳定安全系数fs按定义为

(2)

式中的δ为填土与土工膜的摩擦角。

2.4.2不等厚度覆盖土层

图2(b)为作用于土层的力系，在分析稳定性时可将整个土层分为主动楔和抗力楔，然后按楔体平衡原理核算其安全系数f,具体方法为:(1)由已知土料的内摩擦角φ和δ求取不同安全系数fs时的相应值φ/fs和δ/fs；(2)对主动楔，以土楔重wa、膜面反力fa(与坡面法线呈δ/fs角)绘制力平衡多边形(令作用于垂直面mn上的反力ea平行于坡面)，可以得到两楔界面上的反力ea；(3)对抗力楔，以其重量wnb来自主

图2覆盖土层稳定性核算

动楔的ea和楔底反力fnb(作用方向与楔底法线呈φ/fs角)，同样绘平衡力三角形，但发现，为使该三角形封闭，界面反力尚缺△e(△e=enb-ea)；(4)针对每一假定的fs，可按上述步骤求得相应的△e；(5)绘制fs～△e曲线，则相应于△e=0的fs即为覆盖土层的抗滑安全系数。

2.5边坡的整体稳定性

以土工膜作衬砌的边坡也需要校核其整体稳定性。假设滑坡沿圆弧，则可能的滑弧位置如图3中的(Ⅰ)至(Ⅳ)。显然图3中的(Ⅰ)、(Ⅱ)两种情况与土工膜无关，可以直接采用人们熟知的条分法或稳定数法验算；对于(Ⅲ)与(Ⅳ)，如果膜上有覆盖土，膜中会存在拉力，而滑弧如要切断土工膜，将受到拉力抵抗，故在稳定验算中，拉力t将参加到抗滑力矩中，有助于提高稳定性,写成计算式则为

(3)

式中的t为土工膜中拉力，t=σyt，其中σy为土工膜的屈服强度，t为土工膜厚度；x为拉力t对滑动圆心的力臂，其最大值等于滑动圆弧半径r。 图3衬砌边坡稳定核算

可见这里滑弧上部土工膜为土坡稳定提供了一个抗滑力矩增量tx，而滑弧底部土工膜的拉力则对抗滑无明显作用z如果采用的是土工膜与土工织物组合材料，则土工织物中的拉力当然也应包括在t值之中。

3结论与体会

通过以往土工膜的应用实践可知，选用土工膜材料时，除了应使其满足正常荷载下的强度和变形要求的力学性质外，特别要注意以下各种因素:

(1)温度，即耐高、低温的能力，温度长期过高，会产生明显蠕变，过低将会使材料变脆，同时难以保证焊缝质量，通常认为应保证土工膜在45℃和-25℃范围内能正常工作；

(2)化学抗力，当土工膜与含酸、碱、盐及重金属离子的流体或固体废料长期接触时，可能产生不同程度的化学反应，尤其是对焊缝材料，应通过相应试验来论证膜料的抗力；

(3)排气保护，如果土工膜衬砌下土体中或固体废料中会有气体产生，应设法将其排除，为此，最好采用土工膜和针刺土工织物粘贴的组合材料，土工织物具有输气功能，这种材料还兼有保护土工膜和增加其表面摩擦的作用；

(4)施工和风力荷载。

设计中应考虑使用土工膜的具体条件:

(1)对堆石坝，在块石间可能存在较大孔隙，混凝土坝表面虽较平滑，但有施工缝与伸缩缝及碾压混凝土坝的表面一般不光滑，有较大孔隙与缝隙，在高水压力作用下，土工膜可能引起过大变形，宜采用加筋土工膜或上述土工膜与土工织物的组合材料，且应通过相应试验来论证；

(2)需要考虑不均匀沉降对土工膜变形的影响；

(3)应注意土工膜的表层保护，对于缓坡，可采用薄混疑土板；对于陡坡，可以采用喷浆，同时以土工格栅加筋，对于垂直坡，一般可不要保护；

(4)土工膜表面摩擦系数较低，hdpe的效益比(土工膜与砂土摩擦角的正切对砂土本身内摩擦正切的比值)约为0.58，pvc的可达0.88，设计中应验算土工膜在斜坡上的稳定性和膜上覆盖土层的稳定性，最好是采用两面均贴有针刺土工织物的组合土工膜，对于陡坡，土工膜的上端应埋入坡顶沟槽内。

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