浅谈土石坝
土石坝
第一节概述土石坝是指由土料、石料或土石混合料，采用抛填、碾压等方法堆筑成的挡水坝。
堤坊是沿河岸构筑的护岸建筑物，大多数采用土石坝的结构形式，在许多方面土石坝与堤坊都存在共性。
由于结构简单、施工方便、可就地取材和投资低等特点，因而土石坝是应用最为广泛和发展最快的一种坝型，也是历史最为悠久的坝型。
一、土石坝的工作原理土石坝是土石材料的堆筑物，主要利用土石颗粒之间的摩擦、粘聚特性和密实性来维持自身的稳定、抵御水压力和防止渗透破坏。
一般来说，土石坝为维持自身稳定需要较大的断面尺寸，因而有足够的能力抵御水压力。
因此，土石坝工程主要面对两个问题：确保自身稳定和防止渗透破坏。
其中自身稳定包括滑坡、沉陷和冲刷问题。
1、滑坡由于土石材料为松散体，抗剪强度低，主要依靠土石颗粒之间的摩擦和粘聚力来维持稳定，没有支撑的边坡是填筑体稳定问题的关键。
所以，土石坝失稳的型式，主要是坝坡的滑动或坝坡连同部分坝基一起滑动，影响坝体的正常工作，甚至导致工程失事。
为确保土石填筑体的稳定，土石坝断面一般设计成梯形或复合梯形，而且边坡较缓，通常1:1.5〜1:3.5 。
此外，渗流也是影响坝体稳定的重要因素。
2、渗流水库蓄水后，土石坝迎水面与背水面之间形成一定的水位差，在坝体内形成由上游向下游的渗流。
渗流不仅使水库损失水量，还会使背水面的土体颗粒流失、变形，引起管涌和流土等渗透破坏。
在坝体与坝基、两岸以及其他非土质建筑物的结合面，还会产生集中渗流现象。
防止渗流破坏的原则是“前堵后排” ，在坝前（迎水面）采取防渗、防漏的工程措施，减少渗流量，同时要尽量排除渗入坝体的水量，降低渗流对坝体的不利影响。
3、沉陷由于土石颗粒之间存在较大的孔隙，在外荷载的作用下，易产生移动、错位，细颗粒填充部分孔隙，使坝体产生沉降，也使土体逐步密实、固结。
如果土石坝颗粒级配不合理，沉降变形、不均匀会产生裂缝，破坏坝体结构，也会降低坝顶高程，使坝的高度不足。
土石坝的沉陷与坝体、坝基的土石材料有关，因此，土石坝设计需要考虑土石材料选用、坝基处理、填筑工艺等因素，筑坝时应有适量的超填。
土石坝
3．坝面排水
除了干砌石或堆石护坡之外，下游坝坡 均须设置坝面排水，排水应包括坝顶、坝坡、 坝头及坝下游等部位的集水、截水和排水措 施。同时，坝坡与岸坡连接处也应设排水沟， 其集水面积应包括岸坡积水面积在内。
土石坝优点： 就地取材，节省三材； 筑坝经验丰富； 对地形、地质条件适应性强； 施工技术简单；便于维修、加高、培厚和扩建。 因此，在国内外应用十分广泛。据统计，国内
已建成的八万多座水坝，土石坝约占90%左右。
密云水库（土坝）
水布垭水库（湖北清江）
水 布 垭
施工中的水布垭水库
坝顶上游侧宜布置防浪墙，墙顶应高于坝顶1.00～ 1.20m，墙底必须与防渗体紧密结合。
防浪墙应做成坚固不透水的结构。
尺寸应根据稳定和强度条件确定，并设置变形伸缩缝和做 好止水措施，如图5-24所示。
0.5
1.20 0.25
129.4 3%
心墙
沙壳
0.4 黄泥灌浆碎石 路面厚0.2m
干砌石护坡：国内使用较多，一般采用单层干砌形 式、厚度0.2～0.3m，通常在石料丰富且砌石费用便宜 的地区可以考虑采用。
卵石或碎石护坡：
适用于由砂或砾石填筑的下游坝坡，卵石或碎石的 粒径应为5～10cm，厚度40cm。
钢筋混凝土框格填石护坡：
适用坝坡较陡、仅仅采用卵石或碎石护坡不稳定且 不适宜采用草皮护坡的情况。框格尺寸一般为4～ 5m×4～5m，框条宽0.2m，厚0.3m，在框格中填卵石 或碎石。
土石坝
一、土石坝
1 土坝和堆石坝
土石坝是土坝和堆石坝的总称，亦称当地材料坝。是 应用最广泛、发展最快的一种坝型。
土坝：坝身以土料为主的坝。 堆石坝：坝身以堆石为主的坝。
2.土石坝广泛应用原因
（1）就地取材，节省水泥、钢材、木材，减少工地的外线运输量，降 低造价；几乎任何土石料均可筑坝。
（2）能适应各种不同的地形、地质和气候条件。几乎任何不良地基， 经处理后均可修建土石坝。特别是在气候恶劣、工程地质条件复杂和高烈 度地震区情况下，土石坝是唯一可取的坝型。
（3）高效施工机械的发展，提高了土石坝的压实密度，减小了土石坝 的断面，加快了施工进度，降低了造价，促进了高土石坝建设的发展。
（4）设计（岩土）理论、试验手段和计算技术的发展，提高了分析计 算的水平，加快了设计进度，保障了安全性。
（5）高边坡、地下工程、高速水流消能防冲等土石坝配套工程设计和 施工技术的综合发展，促进了土石坝的建设和推广。
缺点： ●坝身一般不能溢流，需另设溢洪道； ●施工导流不如砼坝方便； ●粘性土料的填筑受气候条件影响； ●断面大，体积大，工程量大。
二、土石坝实例
坝壳
心墙
坝壳
水布垭混凝土面板堆石坝
水布垭位于湖北巴东清 江上，坝高233m，坝 顶长576m。主体建筑 物有：混凝土面板堆石 坝、河岸式溢洪道、右 岸地下式电站厂房和放 空洞等。
土石坝
上坡
浆砌石护坡
水库大坝外坡
下游干砌石护坡
下游草皮护坡
土石坝
土石坝
枢纽由拦河坝、溢洪道、泄洪隧洞、输水隧洞和 水电站组成。
土石坝
坝壳
心墙
坝壳
土坝典型剖面图
糯扎渡电站枢纽由心墙堆石坝、左岸溢洪道、 左岸引水发电系统等组成。
浅谈土石坝工程施工技术
填 筑 而 ｊ 行 填 筑平 整时 再 作 进一 步 清 除 ； 进 在 施工 布置 上 ，正 向铲 一般 都 采用 立 面 当超 径 石 的含量 较多 时 ，可 用料 斗加 设 蓖条 开 挖 ， 车运 输 道路 可布 置成 循 环路 线 ， 汽 装料 筛 （ 筛 ） 其 他 简单 筛 分 装 置 加 以筛 除 ， 格 或 还 时停 在 挖掘 机一 侧 的 同一平 面 上 ，即汽 车鱼 可采 用从 高 坡下 料 ，造成 粗 细分 离 的方 法清 贯 式地 装料 与行 驶 。 除粗 粒 径 。粗 粒径 较 大 的过 渡料 宜直 接 采用 ３ － 向铲开 挖 、 ．２正 ２ 胶带 机运 输 控制 爆破 技 术开 采 ， 对于 较细 的 、 质量 要 求 高 国内外 水利 水 电工 程施 工 中 ，广泛 采 用 的反 滤料 ， 垫层 料 则 可 用破 碎 、 筛分 、 和工 了胶带 机运 输土 、 石料 。 掺 砂 胶带 机 的爬坡 能力 艺加 丁 。 大， 架设 简 易 ， 输 费 用较 低 ， 自卸 汽 车 可 运 比 ２３砂砾 石料 和堆 石 料开 采 － 降低 运输 费用 １ ～／， 输 能力 也 较 高 。胶 ／ １ 运 ３ ２ 砂 砾石 料 开采 主要 有 陆上 开 采 ：一般 挖 带机 合理 运 距小 于 ｌｋ 可 直接 从 料场 运 输 Ｏ ｍ， 运 设备 即可 。 下开 采 ： 用 采砂 船和 索铲 开 上坝 ； 可与 自卸 汽车 配 合 ， 长 距 离运 输 ， 水 采 也 作 采。 当水下 开采 砂砾 石料 含水 量 高时 ， 需加 以 在坝 前经漏 斗 由汽车 转运 上 坝 ；与有 轨机 车 堆 放排 水 ； 还有 块石 料 开采 ： 合建 筑 物开 挖 配合 ， 带机 转运 上坝 作短 距 离运输 。 结 用胶 １１防渗料 ． 或 由石 料场 开 采 ，开采 的 布置要 形 成 多工 作 ３ ． 斗轮 式挖 掘机 开 挖 ，胶带 机 运 输 ． ．３ ２ 防渗 的 土料最 基 本 的要 求 ， 一是 防渗 性 ： 面流水 作业 方式 。开采 方法 一 般采 用 深孔 梯 转 自卸汽 车上 坝 渗透 系数 不 大于 ｌｌ— ｃ ／时 ，一般 即可满 段 爆破 ， 定 目的使 用洞 室爆 破 。 ｘ ０ ５ｍ ｓ 特 对于 填筑 方量 大 、 上坝 强度 高 的 土石 坝 ， 足要 求 。 ２４ 超径 处理 ． 若料 场储 量大 而集 中 ，可 采用 斗 轮式 挖掘 机 二是 施工 性 ，土 料 的天 然含 水量 在 最优 超 径块 石料 的处 理 方法 主 要有 浅 孑 爆 破 开挖 ， 生产 率 高 ， 有 连 续挖 掘 、 料 的特 Ｌ 其 具 装 含水 量 附近 ， 无影 响压 实 的超 径 材料 ， 实后 法 和机 械破 碎法 两 种 。浅孔 爆 破法 是 指采 用 点 。 轮 式挖 掘机将 料转 入 移动式 胶 带机 ， 压 斗 其 的坝 而有 较 高的 承载 力 。 手持 式 风 动凿 岩 机 对 超 径 石进 行 钻 孔爆 破 。 后接 长距 离 的固定 式胶 带 机 至坝 面或 坝 面附 １ 坝壳料 ． ２ 机 械破 碎 法是 指采 用 风动 和振 冲破石 、锤 破 近经 自卸 汽 车运至 填筑 面 。 Ｔ程 实践 中 ， 堆石 、 砾 石及 风化 料 等均 碎 超径 块石 ， 可利 用 吊 车起 吊重 锤 ， 砂 也 利用 重 这种 布置 方案 ， 可使挖 、 、 连 续进 行 ． 装 运 町作 为 坝壳料 。 锤 自由下 落破碎 超径 块 石 。 简化 了施 工工 艺 ，提 高 了机械 化水 平 和生 产 堆 石 ： 其 型 式可 分 为 抛 填 、 层 碾 压 、 按 分 ３土 石料 开挖 运输 方案 率。 手 Ｔ干 砌石 、 械干 砌石 等 。 机 坝料 的开 挖 与运 输 ，是 保证 上坝 强度 的 ３ ． 采 砂 船 开 挖 ， 轨 机 车 运 输 ， 胶 ．４ ２ 有 转 砂 砾石 ： 压砂 砾石 压缩 性 低 ， 碾 抗剪 强 度 重要 环节 之一 。开挖 运输 方 案主 要根 据 坝体 带机 （ 自卸 汽车 ） 坝 或 上 高， 但易 冲蚀 、 管涌 。 易 结构 布 置 特 点 、 料 性 质 、 筑 强度 、 坝 填 料场 特 有轨 机 车具 有机 械结 构 简单 、修 配 容易 风 化 料 ： 于抗 压 强 度 小 于 ３ Ｍ ａ 软 性 、 属 ０Ｐ的 运距 远近 、 选 择 的机 械设 备型 号 等多 的优 点 。 可供 当料 场 集 中 ， 运输 量大 ， 运距 较远 （ 大 岩类 ， 往存 在 湿陷 问题 。 往 种 因素 ， 合 分析 比较 确定 。 石坝 施 ＿设 备 于 ｌ ｋ 时 ， 综 土 Ｔ Ｏ ｍ） 可用 有 轨机 车进行 水平 运输 。 有 １ 反滤 料 和过渡 料 ． ３ 的选 型对 坝 的施 工进 度 、施 工质 量 以及 经济 轨机 车运 输 的临 建工 程量 大 ， 设备 投 资较 高 ， 反 滤料 一般 要 满 足坚 崮度 要 求 ，应 尽 量 效益 产生 重 大影 响 。 对线 路坡 度 、 转弯 半径 等 的要求 也较 高 。 有轨 避 免用 纯砂 做 反滤料 。 ３１设 备选 型 的基 本原 则 ． 机 车不 能直 接上 坝 ，在坝 脚 经卸 料装 置 至胶 ２ 土石 料 的开采 与 加工 ３１ ．． 选 机 械 的 技术 性 能 能适 应 工 作 带 机或 自卸 汽车 转运 上坝 。 １所 料 场开 采前 的 准备 工作 ： 定 料场 范 嗣 ； 的要 求 、 划 施工 对象 的性 质 和施 工 场地 特征 ， 保 坝料 的开挖 运输 方 案很 多 ，但无 论 采用 分 期分 区清 理 覆盖层 ； 置 排水 系 统 ； 设 修建 施 证施 工质 量 ， 能充 分 发挥 机械 效率 ， 生产 能 力 何 种方 案 ， 应结 合 工程 施工 的具体 条件 ， 都 提 丁 道路 ； 建辅 助设 施 修 满 足整 个施 工过 程 的要求 。 高 机械 利用 率 ； 少 坝料 的转 运 次数 ； 种 坝 减 各 ２１土 料 的开采 ． ３１ 所 选施 工 机械 应 技 术 先进 、 产效 料铺 筑 方法 及设 备应 尽 量一 致 ，减 少辅 助设 ． ２ 生 土料 开采一 般 有立 采 和平采 两种 。 率 高 ， 作灵 活 、 操 机动 性好 ， 全 可靠 ， 构 简 施 ； 安 结 充分 利用 地形 条 件 ， 筹规 划和 布置 。 统 立 面 开采 方法 适 用于 土层 较 厚 ，天然 含 单 ， 于检修 保养 。 易 ４ 坝体 填筑 与压 实 水量 接近 填筑 含水 量 ， 料层 次较 多 ， 层土 土 各 ３１ ． ３类 型 比较单 一 ， 用性 好 。 ． 通 当基 础 开 挖 和基 础 处 理 基 本 完成 后 ， 就 质差 异较 大 时 。平 面 开采 方 法适 用 于土层 较 ３１ 工艺 流 程 中各 供 需 所 用 机 械 应 成 可进 行坝体 的铺 筑 、 ．４ ． 压实 施工 。 各类 设备 应 能充 分 发挥 效 率 ， 特别 应 ４１土 石坝 坝面作 业施 工 组织 规划 ． 薄， 土料层 次 少且 相对 均 质 、 天然 含水 量 偏 高 龙 配套 ， 需 翻 晒减 水 的情 况下 ， 宜采 用 。 规划 中应 将料 注意充 分发 挥 主导机 械 的效 率 。 土石 坝 坝 面作 业 施 工 程 序 包括 铺 料 、 平
土石坝知识点总结
土石坝知识点总结土石坝是一种利用土石材料修筑而成的水利工程建筑，用于储水、防洪和发电等各种目的。
历史上，土石坝是最早出现的一种水坝形式，它将土石材料紧密地堆积在一起，以形成一个可容水的大坝。
土石坝的结构简单，施工方便，因此在古代就被广泛使用。
而如今，土石坝依然是世界各地重要的水利设施之一。
土石坝的类型土石坝有多种类型，根据其结构和材料可以分为土石坝、重力坝、砂石坝、砼面板坝等。
其中，土石坝是一种用土石料垒积而成的坝体，通常是采用采用天然土石料修筑而成的坝体。
而重力坝则是靠坝体自身的重力来抵抗水压力和地基稳定力的作用。
砂石坝由砂石混凝土组成，砂石拦河坝体可以用于固体废物填埋库的防渗线坝体、陡岸坝体等。
而砼面板坝则是由混凝土面板构成，它采用筏板基础的坝体、抛筑或摊铺混凝土表面的坝体、在碾压式混凝土底板上施工板体的坝体等。
土石坝的设计和施工土石坝的设计和施工需要经过严格的规划和实施。
首先，工程师需要根据地质条件和水文特征等因素，选择合适的坝址和种类，然后进行地质勘察和水文勘测，确定坝址和参数。
接下来，设计人员需要考虑到土石坝的主要结构和功能，包括坝顶、坝体和坝基等要素，确定坝顶宽度、坝体高度、坝基宽度等参数。
最后，设计人员需要进行坝体开挖和土石料回填等工程实施。
土石坝的特点和优势土石坝相比于其他类型的水坝有着独特的特点和优势。
首先，土石坝有着灵活的建筑方式和廉价的建筑成本，能够利用周边丰富的土石料资源，节约了大量的成本和时间。
其次，土石坝的安全性和稳定性较高，可以经受较大规模的自然灾害，如地震和山崩等。
再者，土石坝的环境适应性强，能够适应各种地质和水文条件，不受周边环境的影响。
最后，土石坝的使用寿命长，能够满足长期的水利需求和发电需求。
土石坝的养护和管理土石坝的养护和管理是保证其安全性和稳定性的关键。
首先，需要加强对土石坝坝址地质环境的监测和评估，定期对坝址地质环境、地震状况、水文特性等进行检测和分析。
土石坝浅谈
土石坝浅谈安徽地区南部多山区，北部不多平原。
土石坝在皖南山区应用较多，而北方多水闸。
本人曾施工土石坝，现对其施工过程种的问题进行浅谈。
土石坝是目前世界坝工建设工程中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。
与其他坝型相比较，无论从经济方面还是从施工方面，土石坝具有绝对的优势，据不完全统计世界土石坝占大坝总数的82.9%，而在中国土石坝数量占到大坝总数的93%。
土石坝是历史最为悠久的一种坝型。
其优点包括：就地取材，节省钢材、水泥、木材等重要建筑材料，减少了建坝过程中的远途运输；结构简单，便于维修和加高、扩建；土石坝的坝身是土石散粒体结构，有适应变形的良好性能，因此对地基的要求低；施工技术简单，工序少，便于组合机械快速施工。
其缺点是坝身一般不能溢流，施工导流不如混凝土坝方便，粘性土料的填筑受气候条件影响较大等。
土石坝建设最大的病害即是渗流。
如何控制和预防渗流是土石坝工程建设中最主要的工作之一。
所谓渗流，即是指由于填筑土石坝的土料和坝基的砂砾是散粒体结构，颗粒间存在大量的孔隙，因此具有一定的透水性。
当水库蓄水后，在水压力的作用下，水流必然会沿着坝身土料、坝基土体和坝端两岸地基中的孔隙渗向下游，造成坝身、坝基和绕坝的渗漏。
假如这种渗流是在设计控制之下，大坝任何部位的土体就不会产生渗透破坏，则为正常渗流，此时渗流量一般较小，水质清澈透明，不含土壤颗粒，对坝体和坝基不致造成渗透破坏；反之对能引起土体渗透破坏，或渗流员过大且集中，水质浑浊，透明度低，使坝体或坝基产生管涌，流土和接触冲刷等渗透破坏，这种影响蓄水兴利的渗流则为异常渗流。
根据我国早期的土石坝工程的资料统计，由渗流而引起的破坏事故率约占31.7%。
其中大型水库占11座，而对于中小型水库而言，漫坝冲垮者最多，占51.5%，其次就是渗漏导致垮坝，占29.1%，由此可见渗漏造成的溃坝问题是相当严重的。
因此确保对坝体和坝基的渗流控制是保证土石坝安全的一项重要措施。
渗流控制的控制理论是在工程实践中的发展和运用起来的，是实践反馈的结果，其中渗流的基本原理、渗流场的分析方法、土体渗透稳定性三大部分，是渗流控制理论的基础。
概述土石坝
概述土石坝水工建筑物种类繁多，但按其作用可以分为挡水建筑物，泄水建筑物，输水建筑物，取（进）水建筑物，整治建筑物，专门为灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物等六类。
但是，应当指出的是，有些水工建筑物的功能并非单一，难以严格区分其类型。
如各种溢流坝既是挡水建筑物，又是泄水建筑物；以下就介绍一下土石坝。
1、土石坝的工作特点土石坝是土坝与堆石坝的总称。
土石坝历史悠久，在国内外广泛采用。
其优点是：①就地取材；②结构简单，便于维修和加高、扩建；③对地质条件要求较低，能适应地基变形；④施工技术较简单，工序少，便于组织机械化快速施工；⑤有较丰富的修建经验。
其主要缺点在于：①坝身不能溢流，需另设溢洪道；②施工导流不如混凝土坝方便；③粘性土料的填筑受气候条件的影响大等。
2、土石坝设计、施工土石坝坝体主要由散粒材料构成。
为使其安全有效地发挥作用，在设计、施工和运行中必须满足以下各项要求：（1）不允许水流漫顶由于规划设计时对洪水估计偏低，致使溢洪道行洪断面偏小；或因坝顶高程不足，或水库控制运用不当等原因，都可导致坝顶漫水直至溃坝的严重事故。
（2）不发生危害性渗透变形水库蓄水后不仅在坝身和坝基内产生渗流，而且库水还会绕过坝端经两岸渗向下游，形成绕坝渗流。
渗透水流不但损失水量，更重要的是在渗流逸出处可能将土料中的细颗粒带走或局部主体被冲动，导致坝身、坝基产生危害性的渗透变形，甚至引起溃坝。
（3）坝身和坝基应稳定可靠由于设计不当或施工质量不良，在外力作用下，可能造成坝坡或连同坝基的坍滑破坏。
国内外土石坝破坏事故中约有1／4是由滑坡造成的。
（4）避免产生有害的裂缝由于受坝址地形、筑坝材料性质。
坝基不均匀沉陷、施工质量以及地震荷载等因素的影响，坝身可能产生不均匀沉陷，一旦形成大的裂缝，就会危及坝身安全。
（5）能抵抗其他自然现象的破坏作用库区风浪在水位变化范围内可能淘刷上游坝被；雨水沿坡面流动可能冲毁坝坡；冰冻可能破坏坝坡；坝身粘性土料，冬季由干冻胀可能产生裂缝，夏季由于日晒又会龟裂，等等。
浅谈水利工程土石坝的工程施工
ห้องสมุดไป่ตู้２ ２ ２ ・
工 程 科 技
浅谈 水利工程 土石坝 的工程施工
李 莹 莹
（ 黑龙江省隆业水利水 电工程建设有限公 司， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 在 水利工程 中， 土石坝是应 用最为广泛的一种坝体结构 ， 并且 有着 良好的使 用效果 ， 其施 工相对简单， 并且 经济效益 高， 相对 于其他种 类的坝体有 着性价比高的优 势， 因此 ， 被世界上大 多数的国家广泛采 用。本文介绍 了水利工程 中土石坝工程的施工技 术 、 特点 以 及 具体 步骤 。
关键词 ： 水利工程 ； 土石坝 ； 施 工技 术
土石坝 的施工用材料 比较普遍 ， 大 多在施工用地 就能够进行 开 中土质填充 的不够密 实 ，在渗流过程 中填 土会 随着 渗流不断 的流 采使用 ， 在进行材料的开叉过 程中 ， 要对开挖料进行充分 的利用 ， 土 失 ， 使反滤层发生严 重的破坏 。 在这里要注意 的是 ， 反滤层是坝体放 料、 石料和混合料等。土石坝 的整体构 成就是由这些材料来进行合 渗流的关键 因素 ， 如果反滤 层能够正常工作 ， 那 么渗 流就不会 对坝 理整合 的过程 ，经过一系列的处理和使用 以达到预期 的使用效果 ， 体产生严重 的影 响 ， 因此 ， 反滤层 的设 计和应用是 防渗流工作 中 的 因此 ， 土石坝又被人们称 之为当地材料坝。在土料和砂石 占据坝体 关 键部分 。② 防渗体没有直达基岩或底部连续可靠 的粘土层 ， 在开 的主要构成时 ， 被称之为土坝 ； 以碎石和其他石料为主时 ， 被称为石 挖截水槽 时 ， 因施工困难 ， 半途而废 ， 从 而留下隐患。③土石坝两岸 坝； 二者使用材料 比例相当时 ， 被称之为混合坝 。 岸 坡产 生 台 阶状 。 应该开抢成较平顺的坡度 ， 为减少开挖可以变坡 ， 按照施工方式 的不 同可 以将土石坝划分 为碾压式 土石坝 、 冲填 在上下两坡度转折处 ，两坡 角之差不应大于 １ ５ 。 ～２ ０ 。 ，若有平 式土石坝 、 水 中填土坝和定 向爆破堆石坝等几种类型 。碾压式 的土 台， 则平 台处填土 高度 与平 台的两端 的填 土高度 ， 高差悬 殊沉陷量 石 坝 是 应 用 最 多 的一 种 类 型 ， 其 施 工 相对 简 单 ， 并 且 施 工 要 求 行 对 突变 ， 容易产生裂缝 ， 导致渗透破坏。 较低 ， 能够被大多数 的使用者所接受 。在碾压式土石坝 中也分有不 如何组织科 学有序 的施工 ， 提高工程 质量 ， 控制 渗流是 整个过 同类型的坝体 ， 如均质坝 、 土质心墙坝 、 土质斜墙坝 、 多种 土质坝 、 人 程成败的关键。 我认 为土石坝过程在施ｌ Ｔ中应从以下几个方 面进行 工材料 心墙 坝 、 人 工材料面板坝 等 ， 主要是按 照坝体 内的材料配置 控制 ： 和材料的种类来 进行 划分 的。 ①做好基础处 理 ， 必须万无一失 。很 多大 型土石坝 ， 必须要满 足 土石坝不仅是一项应 用最 为广泛的坝体技 术 ， 同时也有着悠久 坝基 承载力及基础防渗 的情况下 ， 完 成基础处理 的稳 固后 ， 方可进 的应用历史 ， 有 着多种其他坝型不具备的有点。 主要有三方面 内容 ： 行填筑施工 ， 特别是在深覆盖层上修建工程 ， 基础处理工程量大 、 不 首先 ， 土石 坝的材料构成相对 简单 ， 在施工 场所附近 即可得到使用 可 预见 因素多 ， 需 要经常采用 防渗墙 、 振冲、 帷幕灌浆 、 固结灌浆 等 材料 ， 减 少了材料运输 的这 一环节 ， 有 效的提高 了施工 的效率 。其 对地基进行综合处理。 次， 土石坝 的结构应用是土石散 粒构成 ， 这 种 结 构 的应 用 有 着 良好 ②掌握 当地地质 、 水文气象资料 ， 控制好施工工期的季节性 。土 的变形能力 ， 因此对 于坝基 的施工要求相对较低 。 最后 ， 施 工的技术 石坝对水文气象的因素极 为敏感 ， 在雨季 ， 土料的含水量影响极大 ， 要求相对较低 ， 不像其他坝型施工那样复杂 、 繁琐。 然而土石坝的施 直接制约着大坝填筑 ， 施工强度将受到影响 ； 对于度汛期的施工 ， 应 工也有着一定 的确定 ， 如坝体 不能够溢流 ， 土料 的填 筑受外界环 境 编制具有针对性的施工方 案。 土石坝工程 ， 一般不允许 漫顶过流 ， 对 影响较大等 ， 但 这 也 并 不 影 响 土石 坝 的应 用 效 果 。 开挖＿ Ｔ程 、 混凝土工程 、 灌浆工程以及填筑＿ 丁程均有不利 的影 响， 因 渗流是 土石 坝工程 中最大的危害之一 。 最好土石坝工程的防渗 此必须要提高月填筑强度 ， 方能按安全渡汛 的要求 按期 达到拦河高 流 工作 对 整个 工 程 的质 量 有 着 重要 的影 响 。 程。 土石坝的渗 流是土石坝 中填筑 的材料 中存有一定 的空 隙， 这些 ③确保 工程所用 料场 开采 土 、 石料 的材 料质量 。料场对 土石坝 空隙的存 在将会使坝体 出现一定 的透水性 。在水库蓄水 的过程 中， 的重要性不言而喻 ， 却也是最容易影 响大坝顺 利填 筑的软肋 。根据 坝体会 受到水流的压力 ， 这种 压力 是长期存 在的 ， 因此 ， 坝体就会受 工程实践 ， 一般而言 ， 料场的地质勘探工作深度远不如坝址 ， 特别是 到水流压力的不 断渗透 ， 从而出现渗漏的现象 。但是这种渗漏现象 填筑量最大 的堆石 料 ，往往仅靠几个 探洞 或地形勘 查进行地 质描 的 出现也是有一定标 准规 范的 ， 通常在设计范 围以 内的渗透都是能 述 ， 进场后 ， 与招标文件发生变化 的可能性很大 ， 无法形成大规模开 够接受的 ， 被看做是正常的渗流现象 ， 不 能够对坝体产 生破坏 ， 对于 采条件 ， 直接影响大坝填筑级配是否得到保证 。 在防渗土料方面 ， 含 坝体危害相对较小。而有些渗漏会对坝体 中的土质产 生破 坏 ， 同时 水量 的高低也成 为大坝能否快速填筑 的关键 ， 因此 ， 完善而慎 重地 渗漏 的区域 过于集 中， 这样就会对坝体 构成严重 的危 害 ， 使 坝体 出 进行料场 复查及 复勘工作显得尤 为重要 ，搞好料 场复查和储 量计 现渗漏 甬道 ， 从 而不断的破坏坝体 的 自身结构 ， 这种渗漏 现象的危 算 ， 做到心 中有数。 害是相对较大的 ， 通 常 被 人 们 称 之 为异 常渗 流 。 ④ 确定合理的坝面分区 ， 是填筑 工作施工 的关键 。由于土石坝 据不完全统计 ，因渗流现象而 出现的坝体破 坏现象相对较 多 ， 体型较大 ， 为坝面 分区流水作业提供 了必要的场面 ， 土石坝 工程一 大多发生在 中小型的坝体 中。还有 渗漏 导致 的垮 坝现象 ， 也是对坝 般在填筑工序上分为铺料 、 摊铺 、 洒水 、 压实 、 质检等工作 。 在坝面分 体破坏较为严重的情 况之一 。所 以 ， 渗漏 的问题一直是土石坝工程 区流水作 业中 ， 防渗土料的施工应根据 填筑的需要 ， 应根据 实际情 中最为关键 的因素 ， 最好坝体 的防渗漏工作才能够更好 的提高土石 况合理划分填筑区域和进行流水作业 ， 以及采用 的机械设备及填筑 坝 施 工 的质 量 。 情况进行调整。 渗流控制是一项相对 较为复杂的工作 ， 其 中涉及到 了渗 流的基 ⑤根据工程实际情况确定并采用坝体 坝基加 固技术 ， 主要指采 本原理 、 渗 流场的分析方法 和土体渗透稳定性 的部分 ， 是 防渗流工 用 的土石 坝坝体灌注粘 土浆 加固技术 ， 包括灌浆设计 、 灌浆 工艺采 作 必须关注 的几点 内容 。从理论上看 ， 控制好 这三点内容即可完成 用 等 。 对坝体 渗流 的控制 ，但是在实际施工 中要注意的 因素仍然较多 ， 包 结束 语 括对灌浆技术 的控 制 、 反虑坝技术控制等等 ， 这些技 术的应用构 成 水利工程 中的土石坝施工是水 利工 程中应用最多 的坝体工程 ， 了土石坝渗流 控制的核心细节 ， 因此 ， 要做好防渗流 工作还需要从 因此 ， 控制好 土石坝 的施工质量有着非常重要 的意义 。由于土石坝 具 体的施工 步骤来认真进行。 的施工涉及 的因素较多 ， 为 了做到工程施工 的合理性 ， 要科学 的、 系 施 工因素所产生 的渗流现象通常有 以下几方面原 因： ① 反滤层 统的来进行综合考虑 ， 从而更好 的提高施 工质量 。 设计 的不合理 ， 施 工过 程中出现错 断混层 的现 象或者在填土的过程
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浅谈土石坝土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。
当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝；以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材料均占相当比例时，称土石混合坝。
土石坝是历史最为悠久的一种坝型。
近代的土石坝筑坝技术自２０世纪５０年以后得到发展，并促成了一批高坝的建设。
目前，土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。
土石坝按坝高可分为：低坝、中坝和高坝。
土石坝按其施工方法可分为：碾压式土石坝；冲填式土石坝；水中填土坝和定向爆破堆石坝等。
应用最为广泛的是碾压式土石坝。
一、土石坝的地基处理土石坝的底面积大,坝基应力较小,坝体具有一定的适应变形的能力,坝体断面分区和材料的选择也具有灵活性。
因此,土石坝对天然地基在强度和变形方面的要求以及处理措施、应达到的标准等,均可比混凝土坝相对较低,但防渗要求上则与混凝土坝基本相同。
土石坝对不同的地基有不同的处理方法,着重对土石坝地基处理与软土地基处理的方法作以介绍。
砂卵石地基处理许多土石坝建在砂卵石地基上,对于砂卵石地基的处理主要是解决渗流控制问题。
处理的主要措施有垂直防渗措施、水平防渗措施和下游排水设施及盖垂等,垂直防渗措施可有效地截断坝基渗流,在技术条件许可且较经济合理时,应优先采用。
垂直防渗设施。
垂直防渗设施包括黏性土截水槽、混凝土防渗墙和灌浆帷幕等。
(1)黏性土截水槽。
当坝基砂砾石层深度不大时,可开挖深槽直达不透水层或基岩,槽内回填黏性土,与坝内防渗体连成整体,称之为截水槽。
它结构简单、工作可靠、防渗效果好、应用较广,适用于砂砾石层深度在15m以内,最大深度一般不超过20m。
截水槽底宽根据回填土的容许渗透坡降及施工条件而定。
为防止截水墙与基岩间可能出现的集中渗流,常在基岩上设置混凝土齿墙或垫座,必要时还需要进行灌浆。
(2)混凝土防渗墙。
当坝基砂砾石层较深时,采用混凝土防渗墙是经济而又有效的防渗措施。
施工时用冲击钻分段在土层中造成圆孔或槽形孔,以泥浆固壁,然后在槽孔内浇筑混凝土,最后连成整体,形成混凝土防渗墙。
墙底嵌入弱风化基石,深度不少于0.5~1.0m,墙顶插入防渗体内的深度1/10坝高。
墙厚一般为0.6~1.3m,多采用0.8m左右。
混凝土防渗墙一般适用砂砾石层深度在80m以内的情况。
(3)灌浆帷幕。
当砂砾石层深度很大时,可采用灌浆的方法进行防渗处理。
也可在土层采用黏土截水槽或混凝土防渗墙,下部采用灌浆帷幕。
砂砾石地基是否适合于灌浆,取决于它的可灌性,其可灌性可根据砂砾料的性质和级配,用可灌比和渗透系数来判别。
根据反滤原理,一般认为M<5时,可灌性很小;M=5~10时,可灌性差;M>10时,可灌水泥黏土浆;M>15时,可灌水泥浆。
渗透系数K>40m/d,可灌水泥黏土浆;K>80m/d时,可灌水泥浆。
当可灌性不好时,可考虑采用化学灌浆。
砂砾层的帷幕灌浆大多采用水泥黏土浆,它不仅耗费水泥量少,比较经济,而且还有浆液性能好、不易深沉、防渗效果好等优点。
帷幕的厚度按容许坡降确定,而帷幕厚度T=H/J(H为最大设计水头,J为帷幕容许坡降),对于水泥黏土浆,帷幕的渗透坡降可采用3~4。
1水平防渗铺盖。
防渗铺盖是一种水平防渗设备,可由斜墙、心墙等防渗体或均质坝体向上游水平延伸而成。
其结构简单,防渗可靠,造价较低廉。
铺盖通常采用黏性土料铺筑,也可以采用土工膜作铺盖,铺盖不能完全截断渗流,但能增加渗径,可将坝基渗透坡降和渗流量控制在容许范围内。
当河床透水层很厚时,采用垂直防渗设施有困难时,可以考虑采用铺盖防渗,有时还可以利用天然透水地基中的1层不透水层作铺盖。
如果地基是渗透性很大的砾石层或渗透稳定性很差的粉细砂,不宜采用铺盖。
铺盖的渗透系数应小于1×10-5cm/s,并至少比地基渗透系数小100倍,铺盖长度应根据地基特性和防渗需要由计算确定,一般为4~6倍水头,铺盖厚度由土料的容许渗透坡降而定,由上游端向下游端逐渐加厚。
上游端最小厚度可以取0.5~1.0m,铺盖顶面要有保护层,以防蓄水发生干裂及运用期间的波浪作用和水流冲刷而导致破坏。
排水减压等措施。
一般而言,当坝下游表层土较薄时,可开挖排水沟深入到下部透水层、排水沟底和边坡设反滤层;当表层土较厚或深部有强透水层时,设排水减压井比较有效,有时也可采取减压井加盖的方法。
盖一般采用透水料,盖重与被保护土之间应设反滤层。
软土地基处理淤泥层地基处理。
淤泥夹层天然含水量大、容量小、抗剪强度低、承截力小。
当分布范围不大,埋藏较浅时,一般应全部挖除;当埋藏较深,分布范围较广时,常采用压重法或采用砂井加速排水固结。
细砂地基处理。
均匀饱和细砂地基在地震或其他突然荷载作用下易于液化,常采取措施加以处理。
当厚度不大且接近地面时,可考虑将其挖除。
若砂层较厚可用上下层截水墙或板桩加以封闭,但此法不够经济。
当砂层很厚时,可在坝址附近设砂井,降低砂层承压水头以防液化。
用振冲器法加固地基,防止液化也有较优的效果。
软黏土和黄土地基处理。
软黏土层较薄时,一般全部挖除,当土层较厚时,可用砂换法、振冲器法,或在坝基中设排水砂井加速软土固结,提高承载力。
二、土坝的裂缝成因及控制（1）裂缝成因由于土石坝的不均匀沉降、地基处理不当、设计和施工过程中的问题,使土石坝产生形态各异的裂缝,大致可以分为以下几类。
变形裂缝。
它是由于坝的不均匀沉降所引起的,是破坏坝体完整性的主要裂缝,危害性较大。
根据裂缝的走向和位置,又分为3种:一是纵向裂缝。
缝的走向与坝轴线平行,主要出现在坝顶,有时出现于坝坡或坝体内部。
这是由于坝体或坝基各部位沿横向的不均匀沉降所引起的。
二是横向裂缝。
裂缝的走向与坝轴线垂直,这是由于坝体沿坝轴线方向不均匀沉降所引起的,多出现于坝体或岸坡接头处。
三是水平裂缝。
水平裂缝多出现在较薄的心墙坝中。
干缩和冻融裂缝。
它是黏土表面由于失水和冻融而产生的裂缝,呈龟裂状,纵横交错,但深度不大,一般从几厘米到1m。
缝宽常小于1cm,而且上宽下窄,在浅层处逐渐尖灭,所以这种裂缝一般对土坝的危害性不大。
滑坡裂缝。
它是坝坡失稳以前产生的裂缝。
它不是一般的变形缝,而是因滑移土体开始发生位移而出现的裂缝。
这种缝多发生在滑坡顶部,在平面上是成形,方向大致与坝轴线平行。
滑坡下部隆起处,也可能出现一些细小的裂缝,这种裂缝是滑坡的前兆。
水力甓裂缝。
它是由于水压力所引起的水平或垂直裂缝,水力劈裂缝多发生在水库多次蓄水时,危害性很大。
（2）土石坝裂缝的控制控制土石坝裂缝的途径,首先是要合理地计算坝体应力和压力的大少及分布,根据试验测定的土体强度特性,分析和估计坝体可能产生裂缝的危险部位、裂缝的性质以及裂缝的几何参数,据此采取相应的地基处理措施;合理地设计土石坝剖面和细部结构;选择适宜的土料并采用合理的设计参数;严格控制施工质量,明确运行管理上的要求,并精心进行管理等。
土石坝一旦出现裂缝,应及时查明性状进行处理。
如处理不当或不及时,常会造成坝的失事。
国内外处理土石坝裂缝常采用挖除回填和灌浆的方法。
挖除回填。
此法简单可行,比较彻底可靠,对纵向、横向裂缝均可使用。
对于表面干缩或冻融裂缝,因深度不大可不必挖除,可用砂土填塞,再用低塑黏土封填夯实,以防雨水渗入冲蚀。
深度不大的裂缝可按干缩缝处理,也可挖除裂缝部位土体,回填稍高于最优含水率的土料,严格分层夯实,并采用洒水刨毛等措施,以保证新老土体结合良好。
灌浆处理。
当裂缝位于深部或延伸至深部时,常用黏土浆或黏土水泥浆处理。
浅层缝可用自流式灌浆,深层缝应采用低压灌浆,以防产生水力劈裂。
当裂缝严重不能用上述方法处理时,可采用泥凝土或黏土防渗墙,从坝顶开始,直达基岩。
对于滑坡裂缝,应采用反压盖重,加强排水及至放缓坝坡等措施。
三、土石坝的防渗针对土石坝常规防渗技术存在的弊端，通过总结以往土石坝防渗技术经验和教训，经多次论证和研究，提出采用刚柔性相结合的新型防渗技术，即采用单管高压旋喷防渗墙（或射水法防渗墙）和铺土工膜防渗相结合的新型防渗技术。
主要特点：(1)适用不同类型的土石坝。
新型防渗技术采用刚性和柔性相结合，施工时不放空水库，受坝体和坝基地质因素影响小，能适用于不同类型的土石坝；(2)适应土石坝沉陷变形。
新型防渗技术柔性材料施工时，即铺土工膜施工时，都留有一定的形变量，能适应土石坝坝体沉陷变形量大的特点，而刚性防渗多数用在坝基，一般不受变形的影响，因此新型防渗技术能适应土石坝变形大的特点；(3)新型防渗技术防渗效果好。
新型防渗技术应用新材料、新技术、新工艺，防渗效果好；(4)新型防渗新技术工艺可靠，施工速度快。
新型防渗新技术刚性材料施工，由于采用新设备、新工艺，施工造孔比较稳定，喷射的砼防渗墙质量也都满足要求；(5)新型防渗技术造价低。
新型防渗技术采用刚性和柔性材料相结合，集刚性和柔性优点于一身，因此工程造价较低。
大其开度，并可能发展形成较大的渗漏通道。
即使不均匀变形的结果未产生裂缝，只引起某个面上压应力降低而小于库水压力也可能出现新的微裂缝，由水平劈裂而形成较大的裂缝。
水力劈裂缝多发生于水库初次蓄水时，除粘土心墙外，在粘土斜墙、粘土铺盖或均质坝中都可能发生水力劈裂缝，有时向粘土防渗体内钻孔灌浆，在灌浆压力下也可能出现水力劈裂缝。
2非滑坡性裂缝的处理土石坝一旦发生裂缝，应在及时查明其性状的基础上，采取有针对性的措施适时进行补救处理。
对于均质坝或多种材料坝的防渗体中的深度较大的裂缝，特别是贯穿裂缝，则要慎重。
2．1翻松压实一般表面干缩裂缝，可用砂土填塞，将表面缝口土料翻松并湿润，然后压实、密实、封堵缝口，对冻融裂缝也应按此方法处理，未加防冻保护层的必须设保护层。
2．2开挖回填开挖回填是比较彻底可靠的方法，具体方法是沿缝灌入少量石灰水，以便沿缝下挖，开挖深度应大于0．3米，宽度以能够作业为准，边坡必须保护稳定，可挖成梯形断面，挖槽较深时，边坡可设台阶。
但回填时应将台阶挖除，使回填土可整体性沉降，不产生暗缝，开挖完成后用原坝体土料分层夯实回填。
2．3灌浆处理坝体灌浆分充填灌浆和劈裂灌浆两种，本文讨论的是充填灌浆。
充填灌浆适用于当坝体裂缝部位较深或范围较广，对裂缝的性质和范围都要确定的局部隐患，采用开挖回填，不但工程量很大，还可能影响蓄水。
为安全考虑，可采用灌浆处理，或裂缝上部开挖回填，下部较深的细小裂缝进行填灌浆处理。
灌浆的材料及浆液的浓度要满足可灌性、(充填满缝隙)固结后收缩小。
一般多采用塑性指数在10左右的粉质壤土或黄土作为灌浆材料。
为加速凝结或增加可灌性，减小体积收缩，还可加入少量掺入料，如低标号水泥、水玻璃等。
灌浆压力应慎重对待，应使浆液充满裂缝即可，不要引起水力劈裂，可采取保持液面在一定高度靠浆液自重压入，也可施加低压，但要仔细及时观察灌浆情况，灌浆孔要采用套管固壁。