水利工程中土石壩施工滲流及質(zhì)量控制分析

摘要：在水利工程中，土石壩是一種十分常見的工程項目，具有悠久的歷史。因為在施工方及經(jīng)濟性方面都有著明顯的特征，所以為多數(shù)水利工程所采用。但在施工過程中，一定要做好質(zhì)量控制，特別是滲流的發(fā)生會導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。本文主要針對土石壩的類別及施工中的滲流進行分析，為確保工程質(zhì)量及科學(xué)施工提供參考。

關(guān)鍵詞：土石壩；滲流；工程質(zhì)量

中圖分類號： TV541 文獻標(biāo)識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.23.0040

1土石壩的分類及特點

土石壩在水利工程中應(yīng)用最廣，數(shù)量最多，因其組成是由土料、石料或者土石混合而成，可以就地取材，所以與其他壩型相比，具有很多獨特的優(yōu)點。

1.1土石壩的特點

可以節(jié)省大量的鋼材、水泥、木材等建筑材料，因其是由土料或石料組成，可以就地取材，不僅省去建筑材料，減少成本，而且也不用遠(yuǎn)途運輸，節(jié)省時間和運費；土石壩由于其結(jié)構(gòu)相對簡單，在維修方面十分容易，加高、擴建可以很方便的施工，對施工要求低，工序少，對機械要求也不是很高，幾種簡單的機械組合便可完成；對于地基的要求不像其他壩型那樣高，因土料、石料本身都是散體顆粒，有很好的變形特點和適應(yīng)性；土石壩也有其自身的不足，比如壩身不能溢流，在施工導(dǎo)流方面不如混凝土壩方便，在雨季，粘性土料不便于填筑。

1.2土石壩的分類

按組成材料分，如果壩體材料是以土和砂礫為主一般稱為土壩。如果是以石渣、卵石、爆破石料等材料為主構(gòu)成的壩體，就是稱為石壩。當(dāng)兩種材料按一定的比例混合后構(gòu)成壩體的，稱為土石混合壩。土石壩也可以按施工方法分為碾壓式土石壩、沖填式土石壩、水中填土壩等不同類型。如果按壩體的高低，有低壩、中壩和高壩之分，其中碾壓式土石壩和高壩筑壩是這幾年應(yīng)用最為廣泛的壩體。

2 土石壩施工中滲流病害的防控

2.1滲流的形成

由于土石壩的構(gòu)成材料主要是土料、石料、砂礫，這些材料都是散體顆粒，顆粒之間存在著一定的孔隙，很容易滲進水，也就是說土石壩具有一定的透水性，當(dāng)水庫蓄水后，由于水位升高，會產(chǎn)生一定的壓力，水流在壓力作用下，會沿壩身土料及壩基土體中的一些孔隙滲入，使壩身、壩基和繞壩產(chǎn)生滲漏情況，如果滲流在可控的范圍內(nèi)，滲漏一般不會產(chǎn)生對壩體的破壞，這種情況就屬于正常滲流，這時的滲漏流出的水量較小，水流不會夾帶土壤顆粒，水質(zhì)呈透明狀態(tài)。但如果滲漏嚴(yán)重時形成大的流量，嚴(yán)重到不可控制的程度，水流加大并帶有壩體顆粒，水質(zhì)混濁不透明，在壩體或壩基中產(chǎn)生管涌現(xiàn)象，對壩體產(chǎn)生沖刷破壞，就屬于異常滲流，異常滲流要采取措施及時進行處理，否則會進一步加大對壩體的破壞，引起潰壩事故。

2.2 異常滲流的成因及控制

異常滲流的形成原因是多方面，除了壩體材料的自身特性原因外，主要由以下三方面原因形成。一是反濾層的設(shè)計原因，通常在施工設(shè)計時，都要在壩體填土與排水體之間設(shè)計反濾層，但如果設(shè)計不正確，就容易導(dǎo)致滲流異常。設(shè)計不正確，層間的系數(shù)加大，或者在施工過程中，出現(xiàn)斷混層，再加上填土鎮(zhèn)壓得不夠密實，這就導(dǎo)致滲流使填土隨排水而流失，使反濾層被破壞而失去反濾功能，在防滲體系中，反濾層是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它的正常工作是減少水壓力的重要渠道，確保防滲體系在出現(xiàn)異常時也不至于加大滲漏破壞；二是施工過程中存在隱患，如在處理防滲體時，防滲體未能直達(dá)基巖或底部連續(xù)可靠的粘土層，有時由于施工條件限制，導(dǎo)致開截水槽時不能保證質(zhì)量，半途而廢，使一些隱患不能消除；三是土石壩兩岸岸坡產(chǎn)生臺階狀，這時在進行處理時，要將其做成平順的坡度，但在施工時有時沒能進行有效處理，使得平臺處填土高度于平臺兩頭的填土不一致，存在高度差導(dǎo)致沉降量不同而產(chǎn)生裂縫，出現(xiàn)滲透破壞。

滲流控制技術(shù)主要是以滲流的基礎(chǔ)理論為依據(jù)，采用灌漿技術(shù)、反濾壩技術(shù)、土石壩壩坡滑動破壞加固技術(shù)、土石壩壩體灌注粘土漿加固技術(shù)、壩體和壩基的密度加固技術(shù)、土工合成材料加固技術(shù)以及防滲墻及其壩體壩基加固技術(shù)等進行控制處理。

3土石壩施工的質(zhì)量控制

3.1 高標(biāo)準(zhǔn)處理好基礎(chǔ)

土石壩主要是由大量土石填筑而成，所以對于壩基的承載力有一定的要求，在處理地基時一定要高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的完成，確?；A(chǔ)的穩(wěn)固。地基達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后方可進行填筑施工，在施工中，可根據(jù)情況綜合采用防滲墻、振沖、帷幕灌漿、固結(jié)灌漿對地基進行綜合處理，做到萬無一失。

3.2 熟悉地質(zhì)水文，科學(xué)選擇施工時間

由于土石壩的構(gòu)成材料受水文氣象因素影響較大，所以在施工工期的安排上，一定要掌握施工地點的地質(zhì)、水文氣象等情況，然后科學(xué)合理的安排工期，避免因工期選擇不當(dāng)而影響施工。因為雨季降水較多，冬季土料易凍，而在汛期水庫蓄水、河道水位上漲，這些因素都會對土石壩的強度造成影響，要盡可能避開這些因素出現(xiàn)的時間施工。

3.3 壩體填筑料的質(zhì)量要保證

材料對于土石壩的質(zhì)量來說其重要性是不言而喻的，所以一定要確認(rèn)壩體材料的質(zhì)量，在土料、砂礫的含水量、純度及含水率等方面要嚴(yán)格控制，必須要達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求，要完善而慎重地進行料場復(fù)查及復(fù)勘工作，確保用料精準(zhǔn)，質(zhì)量一流。

3.4 壩面分區(qū)要合理，科學(xué)加固

確定合理的壩面分區(qū)是填筑工作施工的關(guān)鍵，由于土石壩體型較大，為壩面分區(qū)流水作業(yè)提供了必要的場面，土石壩工程一般在填筑工序上分為鋪料、攤鋪、灑水、壓實、質(zhì)檢等工作。應(yīng)根據(jù)實際情況合理劃分填筑區(qū)域和進行防滲土料的施工流水作業(yè)。根據(jù)工程實際情況采用土石壩壩體灌注粘土漿加固技術(shù)，包括灌漿設(shè)計、灌漿工藝采用等。

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作者簡介：劉紹華，大專學(xué)歷，輝南縣小椅山水庫灌區(qū)管理處，工程師，研究方向：水利工程。endprint