碾压式均质土坝渗流稳定性分析

金望杰

【摘 要】在碾压式均质土坝施工工程中，如果施工人员没有对大坝碾压施工工艺进行严格的要求，那么就使得土坝的密实度和你含水量无法满足工程施工的要求，从而导致碾压式土坝结构出现质量问题，致使土石坝的整体性和安全性不符合工程施工的标准。本文根据工程实例，对土坝的渗漏稳定性受破坏的因素和相应的加固技术进行介绍，并且通过大坝渗漏计算和测绘的方法，对相应的防渗措施进行分析，以供参考。

【关键词】碾压式均质土坝；渗漏；稳定性；防渗措施

目前，在碾压式均质土坝建设施工的过程中，经常会出现土坝密实度不合理、含水量差等方面的现象，这就容易使得土石坝长期荷载的作用下，其坝体的整体性和稳定性受到严重的影响，从而出现坝体渗漏的情况，这就给人们带来较大的经济损失。因此为了有效的解决土坝的渗漏稳定性破坏的问题，技术人员就要从土坝渗漏稳定性破坏的原因入手，采用相关的加固技术对其进行相应的处理。下面我们以工程实例，对碾压式均质土坝渗漏稳定性的相关内容进行分析。

0.工程概况

在某水库工程施工项目中，其大坝是采用低液限粉土材料修筑而且的碾压式均质土坝，而且根据工程设计的相关要求，施工人员将其大坝的坝顶宽度的设置为4m，而且利用砂砾在对坝顶的路面结构进行铺设。在碾压式均质土坝施工的过程中，为了有利于水流的排除，施工人员一般都会对坝体路基采用朝着下流放坡的方式对其进行处理，并且这种设计方式，也可以有效的避免了水流在冲击所带来的摩擦系数对坝体结构稳定性的影响。

目前，在我国社会经济发展的过程中，水利工程在其中有着十分重要的作用，它的质量问题直接关系到人们的生活和生产的用水问题，因此我们在水利工程施工过程中，一定要注重对施工质量的管理控制。

1.土坝的渗流稳定性破坏的原因和加固技术

由于在对碾压式均质土坝在使用的过程中，容易受到周围环境和自身重力的影响，使的土坝结构的稳定性受到破坏，因此就十分容易出现土坝渗漏的现象，从而对人们生活和生产带来严重的影响。而且如果在对土坝结构进行施工的过程中，坝基的岩体结构无法满足坝体承载能力的需求，那么也会对坝体结构的整体性和稳定性有着一定的影响，使得人们在工程施工的过程中，很难对岩体结构的质量进行控制，使得水库的使用功能和部分性能都受到破坏。可见，坝基岩体结构的抗压能力不高、抗剪性不强，导致土坝结构出现问题主要因素。

此外，各种外部因素的影响，也很容易导致土坝的渗流稳定性受到破坏，例如施工技术不当、地震等。因此，为了提高土坝基础结构的抗震性和稳定性，施工人员在对其进行施工前，首先要对施工设计图纸的相关内容进行全面的了解，其次在对工程施工所采用的施工材料和设备的质量与性能进行严格的要求，并且建立相关的质量监管机构，从而对工程施工的质量进行有效的控制管理。

外部条件所引起的土坝渗流稳定性能分析是水库坝体和坝基中孔隙水压力及其施工材料渗水的性质分析基础，包括与孔隙水压力有关的抗剪强度 为此在压实均质土坝渗流稳定性的勘察中，首先应当对各种滑坡和泥石流现象进行认真的观察，确保滑坡性质和出现各种原因的合理统计，并定出滑坡加固设计，以便进行滑坡加固的施工与质量检查。

在施工阶段，由于对有关的岩土工程的施工采样不够完善，使得在施工中存在着各种制约与影响因素，这就造成在水库的土坝施工中，出现渗流稳定性现象和因素的方式较多。 主要的缺陷和问题有有关不同岩土类、 岩土样采取与制备、 体积含水率、 基质吸力、 围压、 高水头、 尺度效应等因素的研究不够，各种渗透系数的影响较多，但是由于均质的异性土层渗流系数较大，准确勘察的方法和研究方式较少，对其中各种实验方法的研究要提出严格的控制和分析要求，并推导出了渗流量计算公式。

2.大坝渗流计算

在渗流分析领域中，计算方法有很多，目前一般常用的主要有其中3种，主要是通过解析法、书只发和电拟法。本文用的是数值方法，数值方法目前主要有先插法和边界元法等计算措施。渗透坡降计算采用有限元二维渗流方法. 土层渗透系数按各向同性考虑。 取坝体最大断面进行渗透坡降计算。

通过对室内试验和现场钻孔注水试验2种方法的分析，认为采用2种方法联合测试均质土坝坝体渗透系数可行又准确，对均质土坝的除险加固既具有理论价值又具有社会效益。

3.渗透系数联合测试方法

采用室内试验和现场钻孔常水头注水试验2种方法联合求取均质土坝坝体渗透系数后后，根据注水试验条件分别讨论如下：

（1）坝体地下水位以上土层渗透系数，采用钻孔内取土样进行计算的室内试验测得；同时采用现场钻孔常水头孔壁和孔底注水试验对坝体土层分段测试。 利用公式求得各段土层七值。

（2）坝体地下水位以下土层渗透系数采用钻孔内取土样进行。 的室内试验测试；同时采用现场钻孔常水头孔壁和孔底注水试验对坝体土层分段测试，利用公式求得各段土层中值。

（3）坝体地下水位以下土层渗透系数后，也可采用钻孔内常水头孔底注水试验，钻孔内常水头孔壁和孔底注水试验2种方法对钻孔内土层分段进行测试，利用公式和联合求得各段土层后值。

4.水库土坝的检查

加强对水库土坝结构的检查工作，也是十分重要的，它不仅有利于人们对水库在正常运行过程中，相关的信息数据进行了解，还方便了人们对水库坝体结构的质量控制。其中对水库土坝的检查，主要表现在以下结构方面：

（1）裂缝的检查观察：对于坝体两端、坝体填土质量较差坝段、岸坡处理不好或坝体与其他建筑物连接处，要特别注意检查。发现裂缝以后，应做好记录。对严重的裂缝应观测其位置、大小、缝宽、错距方向及其发展情况。对观测所得资料应及时整理，并分析裂缝产生的原因。对垂直于坝轴线的较大裂缝，应注意是否有滑坡迹象。对垂直于坝轴线的较深的裂缝应注意观测是否已形成贯通上下游的漏水通道。

（2）渗漏的检查观察： 检查背水坡、坝脚、涵管附近坝体与两岸接头部分有无散浸、漏水、管涌或流土等现象，应结合土坝的渗水观测，注意浸润线、渗水透明度的变化。当出现异常情况特别是出现浑水时，应尽快查明原因，以便及时养护、修理。检查坝面护坡有无块石翻起，松动、塌陷或垫层流失等损坏现象，检查坝面排水沟是否畅通，有无堵塞淤积或积水现象；检查坝顶路面及防浪墙是否完好等。特别在汛期高水位、溢洪、暴雨、结冰及解冻时，最易发生问题，应加强观测检查。

（3）检查有无滑坡、塌陷、表面冲蚀、兽洞、白蚁穴道等现象。

5.防渗措施建议

通过以上对大坝的渗流稳定、 坝坡稳定计算分析得出结论：此大坝坝坡的稳定都是安全的，而渗流都是不稳定的，因此，为确保此大坝的渗透稳定，建议采用合理科学的方案进行防渗措施的施工。 从工程投资成本、 施工防渗效果的角度推荐方案等水平铺塑的方法进行设计，在工程的应用中，水平铺塑方法的坝基是主要的防渗方案和防渗措施。均质土坝体属于均质各项异性土层，采用用于均质各向同性土层的纳斯别尔格公式求取平均均质坝体土层渗透系数值可采用室内渗透试验和现场钻孔常水头注水试验2种方法联合求得。 于地下水位的土层，临近地下水位土层采用该公式的误差进一步研究。

6.结束语

总而言之，碾压式均质土坝在施工过程中，对施工质量有着十分严格的要求，如果人们没有根据工程设计的标准对其进行施工处理，那么就可能会对土坝结构的整体性和稳定性有着严重的影响。因此，在碾压式均质土坝施工的过程中，施工人员就要采用相应的预防措施，土坝的施工质量进行控制，从而使得水库的使用功能和性能满足人们的要求。

【参考文献】

[1]欧阳东，陈其武.土石坝常见病害成因及其处理对策[J].科技资讯，2010（03）.

[2]高胜杰.土石坝安全监测浅论[J].科技情报开发与经济，2010（09）.