土石坝渗透危害与处理方法
浅谈土坝渗漏的危害及处理技术
浅谈土坝渗漏的危害及处理技术本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！1 土坝渗漏及其成因土坝的构成材料主要是以土料为主，混有一定的砂砾料，然后经过分层填筑、辗压等方法堆筑而成，由于其组成材料的特点，土坝在运行过程，多少都有一定程度的渗水，渗水量如果在一定范围内，基本不会对坝体造成伤害，坝体能够处于相对安全的状态，这时土坝的渗透系数一般都小于10-5cm/s 这个标准时，属于土坝的正常渗水，坝内的浸润线低于坝后的排水棱体，这样的渗水对于土坝不会形成危害，可以不用处理。
但如果渗透系数大于标准，就会达到渗漏的状态，形成非正常的渗水，对于坝体会产生严重的危险，要及时进行处理，避免溃坝的情况发生。
土坝的渗漏的产生一般是同两方面的原因形成：由于材料特点而引发，由于土坝是由土料及一些砂砾混合而成，土体颗粒之间的结合难以达到十分紧密的程度，加上填筑、碾压时的施工问题，难以形成均匀一致的结合体，当水库蓄水后，水在压力作用下会沿着间隙发生渗漏，渗漏往往是以点状出现，在背水坡先形成逸出点，如果渗漏通道的填料相对疏松，周边的坝体土料的细颗粒会被渗漏水带出坝体，形成更大的空隙，这样较大的水压会形成更大的渗流量，促使空隙进一步加大，最后导致坝体失稳，形成坝体的渗漏;水库大坝在建筑时，往往要对两岸山体的一些特殊地形要进行处理，比如一些破碎带、裂隙、软夹层，这些地方在处理的过程中，如果在施工过程中处理的不当或是不彻底，当水库蓄水后，随着水的压力增大，水体就会随着裂隙、破碎带、软弱夹层之间渗出来，在坝肩或坝脚就会形成渗漏出逸点，随着水流水体会将土体中的一些颗粒冲出坝肩外，形成渗漏通道，危及坝肩的安全。
2 土坝渗漏的类型坝体渗漏土坝坝体在填筑时，如果坝身的填筑密实度达不到设计要求，就会造成渗透系数过大，这样当水库蓄水后，随着水位增高，水体压力不断增加，整个浸润线以下的坝体都成为渗漏通道，渗透的水会在坝体的下游或坡脚附近慢慢渗出，形成逸出点，随着渗漏的加剧，可能形成连片的孔隙，导致坝体滑坡甚至溃坝。
水利工程中土石坝渗透变形的成因及处理措施
汇报人： 2023-12-29
目录
• 水利工程中土石坝概述 • 土石坝渗透变形的成因 • 土石坝渗透变形的影响 • 土石坝渗透变形的处理措施
01
水利工程中土石坝概述
土石坝的定义与特点
定义
土石坝是一种利用当地土石材料 堆筑而成的挡水建筑物，是水利 工程中常见的一种坝型。
土石坝渗透变形会导致水库蓄水 能力下降，影响水库的正常运行
。
破坏水利设施
渗透变形可能导致水利设施的损坏 ，如输水洞、溢洪道等，影响水利 工程的正常运行。
影响大坝安全
渗透变形可能导致大坝内部应力分 布不均，降低大坝的稳定性，甚至 引发大坝溃堤等安全事故。
对生态环境的影响
破坏水生生态
土石坝渗透变形可能改变水体的 化学成分，影响水生生物的生存
用于调节水库水位和向 下游供水，一般包括进 口、洞身和出口等部分
。
02
土石坝渗透变形的成因
自然因素
降雨与降雪
长时间的降雨或降雪可能 导致水库水位上升，压力 增大，进而增加渗透变形 的风险。
地震
地震产生的剧烈震动可能 导致土石坝结构松动，增 加渗透变形的可能性。
温差与冻融
土石坝在不同温度下的收 缩和膨胀可能导致裂缝产 生，为水流渗透提供通道 。
，破坏水生生态系统。
污染水源
渗透变形可能导致污染物进入水 体，造成水源污染，影响人类和
动物的健康。
影响地下水
土石坝渗透变形可能影响地下水 的流动和补给，影响地下水资源
的利用和保护。
对社会经济的影响
影响农业灌溉
土石坝渗透变形可能影响水库的农业灌溉供水能力，影响农业生 产和粮食安全。
土石坝的坝基处理及渗流变形的防治
土石坝的坝基处理及渗流变形的防治1 土石坝的坝基处理土坝对地基的要求比混凝土坝低，一般不必挖除地表透水土壤和砂砾石等。
但是，为了满足渗透稳定、静力和动力稳定、容许沉降量和不均匀沉降等方面的要求，保证坝的安全经济运行，也必须根据需要对地基进行处理。
1.1岩基处理针对土石坝的特点，岩基的处理主要应注意以下四点：（1）岩基上的覆盖层。
对中、低土石坝，只需将防渗体坐落在基岩上，形成截水槽以隔断渗流即可。
对高土石坝，最好挖除全部覆盖层，使防渗体和坝壳均建在基岩上。
（2）防渗体与基岩的连接。
防渗体与基岩的接触面应紧密结合。
以前多要求在防渗体的基岩面上浇筑混凝土垫层或混凝土齿墙。
但混凝土垫层和齿墙的作用并不明显，受力条件不佳，易产生裂缝，因此，现在的发展趋势是将防渗体直接建在基岩上。
（3）基岩内部防渗处理。
主要是防渗帷幕。
一定要做到万无一失，防渗幕是很重要的一项工程。
（4）对不良地质构造的处理。
对断层、破碎带等不良地基构造，主要考虑起渗透稳定性和抗溶蚀性能，而不太看重其承载力和不均匀沉降。
处理方法主要有：水泥灌浆或化学灌浆、混凝土塞、混凝土防渗墙、设置防渗铺盖等。
1.2砂砾石地基处理砂砾石具有足够的承载能力，压缩性不大，干湿变化对体积的影响也不大。
但砂砾石地基的透水性很大，渗漏现象严重，而且可能发生管涌、流土等渗透变形。
砂砾石地基的处理，主要是对地基的防渗处理。
1.3垂直防渗设施垂直防渗是解决坝基渗流问题效果最好的措施。
垂直防渗的效果，相当于水平防渗效果的三倍。
因此，在土石坝的防渗措施中，应优先选择垂直防渗措施。
垂直防渗措施主要有：粘性土截水墙、混凝土防渗墙、灌浆帷幕、板桩等。
1. 4粘性土截水墙(1)当砂砾石透水地基的深度不大时，可将截水墙直接伸入岩基，并与岩基紧密相连。
这种情况下的截水墙结构简单，工作可靠，防渗效果好；当砂砾石透水地基的深度较大时，可将截水墙深入坝基一定深度，不与岩基相连，称为悬挂式截水墙，但防渗效果较差。
土石坝的渗透变形及其防止措施.微课
管涌
流土
接触冲刷
接触管涌
土石坝的渗透变形及其防止措施
1.管涌：在渗流作用下，坝体或坝基中的细小颗粒被渗流带 走逐步形成渗流通道的现象。
2.流土：在渗流作用下，成块土体被掀起浮动的现象。
3.接触冲刷：渗流沿两种不同土壤的接触面流动时，把其中 细颗粒带走的现象。
4.接触流土和接触管涌：渗流方向垂直于两种不同土壤的 接触面时， 可能把其中一层的细颗粒带到另一层的粗颗粒中去。
n —土壤孔隙率。
（三）渗透变形的临界坡降
当
JJc 可能发生管涌，
[Jc ]
Jc m
m — 渗透坡降安全系数，一般为2-3。
此外 [J] 值还可参照不均匀系数：
当 1020 的非粘性[J 土 ]0 时 .20： 当 20 的粘性土 [J]时 0.1 ： 0
2.流土的临界坡降
当
J[JB]
可能发生流土，
（二）渗透变形型式的判别
d≦2mm 细颗粒
P z 2 % 或 5 P z P z 砂性土，易发生管涌；
P z 3 % 或 5 P z P z 粘性土，易发生流土；
2% 5P z 3% 5
Pz
1
n n
可能发生管涌、流土。
Pz—粒径等于或小于2mm的细颗粒临界含量（%）；
—修正系数，取0.95～1.0；
设置反滤层是提高抗渗破坏能力、防止各类渗透变形特别是防止管涌的有 效措施。在任何渗流流入排水设施处一般都要设置反滤层。
1.反滤层的结构 反滤层一般是由2～3层不同粒径的非粘性土、砂和砂砾石组成的。层次
排列应尽量与渗流的方向垂直，各层次的粒径 则按渗流方向逐层增加。
土石坝渗流破坏及其控制措施
Ｎ ｏ ． ４ ． ２ ０ １ ４
（ Ｔ ｏ ｔ ａ ｌ Ｎ ｏ ． ４ ２ ）
文章 编号 ： １ ０ ０ ７－ ７ ５ ９ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４—０ １ ２ ０— ０ ３
土 石 坝 渗 流 破 坏 及 其 控 制 措 施
程 声 龙
（ 贞丰县水务局 ， 贵州 贞丰 ５ ６ ２ ２ ０ ０ ）
水 槽不 符合 相 关 规 定 的要 求 ， 导 致 在 坝基 运 营 过 程
中产生 被击 穿 的现象 因而 发生渗 漏 ｊ 。 １ ． ３ 绕坝渗 漏 产 生绕 坝渗 漏 的主要 原 因有 以下 ３点 ： １ ） 在 两 岸 的 边 坡 上 没 有 设 置 符 合 要 求 的 截 ２ ） 没 有 对 绕 坝 混 凝 土 施 工 中进 行 严 格 的 压 实
或 坝下 涵管 形 式 ， 但 是 因为 坝 肩 溢 洪 道 侧 墙 与 坝 体 少施 工 中可能 出现 的塌 壁 现象 ， 减 少 施 工难 度 ， 以保 连 接处 未做 齿 墙 ， 或 侧 墙 背 面填 土 不 实 ， 渗径短 ， 渗 证 回填质 量 。 透坡 降 大 。
道， 给 大 坝安全 埋 下 隐患 。
３ ） 当土坝 两岸坡 山体 节 理裂 隙 发育 或 透水 的第
四纪 堆积 未妥 善处 理 ， 蓄水 后 ， 水 流绕 过 土 坝两 端 渗
３ ） 大 坝本 身没有 足够 的 厚度导 致渗 径过 短 ；
４ ） 大 坝下 游 的排水 管 因为 某种 原 因发 生 了堵 塞 向下 游 ， 远离 坝端 逐渐减 弱 。
在 山区水库 的 建 设 中 ， 通 常 会 采 用 坝 端 溢 洪 道
技术 逐 渐增 多 ， 如薄形 抓 斗 、 锯槽 机 和 射水 法 等 造槽
浅谈土石坝安全隐患问题及其处理措施
浅谈土石坝安全隐患问题及其处理措施1. 土石坝的定义土石坝是一种建筑在河流、湖泊、峡谷及山间的溢洪道等处的工程，它是由各种自然材料和人工材料组成的。
土石坝在水利工程以及水电站等领域有着广泛的应用。
然而，土石坝在使用中存在一些安全隐患问题，需要在施工和维护中得到重视。
2. 土石坝的安全隐患问题土石坝作为水利工程的一种重要形式，如果处理不当会存在以下安全隐患问题：2.1 单质土石坝单质土石坝由同一种材料组成，容易在工程建设过程中出现渗漏和破坏问题，影响坝体的稳定性和安全性。
2.2 底部渗漏问题土石坝在渗透时常会出现底部渗漏的问题，或是由于底部的排水不良导致堆积的水流量增大，会使土石坝内部承受更大的压力而失去稳定性。
2.3 坝体设置缺陷问题土石坝在设计高度，宽度等方面必须要有效考虑,而设置不当会导致坝体出现裂纹，进一步加剧土石坝的渗漏和损坏问题。
2.4 天气原因所导致的坝体损坏问题土石坝的坝体由于天气因素，例如降雪、降雨、泥石流等自然灾害所引发的问题，都可能导致坝体的破坏。
2.5 使用时间老化问题土石坝的使用时间也会导致老化问题，加速坝体的腐蚀和损坏，使整体坝体的稳定性和安全性降低。
3. 土石坝的处理措施为了解决土石坝的安全隐患问题，需要采取以下措施：3.1 坝体材料的改进改进土石坝的材料，以提高坝体的稳定性和安全性。
如使用高强度材料或斜坡式坝面等。
3.2 优化坝体结构优化土石坝的结构，以充分考虑坝体的承载能力。
通过科学合理的优化设计，可以减轻坝体的压力，增加坝体的稳定性和安全性。
3.3 完善轴线、渗透系统完善土石坝的轴线以及渗透系统，通常是在构筑坝体之前，通过地质勘探，确定土石坝的轴线和填筑物内部的渗透系统。
这样使得构筑出来的土石坝更加稳定和安全。
3.4 定期检测定期检测土石坝的健康状况，对问题进行及时的处理。
如采用遥感技术监测土石坝的变化，及时判断土石坝的安全状况。
3.5 强化维护强化土石坝的维护，对于老化或是出现破损的情况，及时修补加固。
土石坝渗流破坏类型分析及防治措施
土石坝渗流破坏类型分析及防治措施摘要：根据国内外大量失事大坝资料证实，由渗透破坏引起的事故占到四成以上。
因此渗流问题是影响土石坝安全的主要因素。
本文对土石坝渗流破坏机理进行分析及总结出防治方法措施关键词：土石坝渗流破坏防治措施土石坝是应用最广的挡水建筑物，用散粒材料填筑在不同的坝基上，挡水后上下游的水头差引起了水通过坝体、坝基及两岸坡向下游渗流。
由于勘测设计不当、施工质量不良和管理运行不当以及渗流、地震等，使土石坝及其坝基发生缺陷病害，甚至垮坝失事。
重要的病害有渗流破坏、滑坡、裂缝、地震震害和液化及其他病害。
针对这些病害必须采取选用这种或那种坝体和坝基加固技术，以保证土石坝的安全及其水库的正常运用。
根据国内外大量失事大坝资料证实，由渗透破坏引起的事故占到四成以上。
因此渗流问题是影响土石坝安全的主要因素。
一、土石坝渗流破坏类型坝体渗漏浸润线从坝坡逸出将导致坝坡湿润或沼泽化:这种现象一般发生在均质坝或混合土料坝型中，过高的浸润面增加了滑坡的可能性，同时由于渗流的长期作用和气温及降雨的影响，坝坡土体的抗剪强度减小，局部渗透破坏，导致滑塌的可能性加大。
下游坝面出现集中渗漏;坝体在分层填筑时土层较厚，施工机械的功率不足，致使每层填土上部不密实，局部疏松，形成水平集中渗漏带，有的坝由于施工组织落后，特别是大规模的人工填筑施工，采用分段包干的填筑方法，土层厚薄不一，上升速度不一致，致使相临两段的接合部位出现了少压或漏压的松土带。
坝体裂缝渗漏:坝体开裂是形成坝体隐蔽渗漏的原因之一，由于心墙或斜墙后坝壳一般是强透水的土料，通过裂缝的集中渗漏将在坝壳中扩散，因而难以发现集中渗漏区，根据坝壳浸润面观测成果也难以判断渗漏的存在。
2、坝后地面渗漏土石坝外坡坝后地面出现砂沸、砂环、泉涌、管涌或沼泽化是经常遇到的渗漏现象，其成因与地层的构造及未能采取有效的渗流控制有关。
对表层透水性较小的粉细砂、淤泥或壤土，其下为强透水的砂砾石或砂层地基，若坝后没有采取排水减压措施(减压井、减压沟)或有排水设施，但是由于这种地层的渗流出逸坡降较大，当出逸坡降大于表层土的临界坡降时，坝后地面即出现砂沸等破坏现象。
土石坝安全监测与维修养护—土石坝渗漏处理
1. 斜墙法
（2）沥青混凝土斜墙。在缺少合适粘土料，且有 一定数量合适的沥青材料时，可在上游坝坡修筑 沥青混凝土斜墙。沥青混凝土抗渗水能力强，适 应坝体变形和抗震性能好，工程量小，投资省， 工期短，施工经验也较丰富，故近年来应用较多 。
1. 斜墙法
（3）土工膜防渗斜墙。土工膜是一种人工合成材料， 因其重量轻，运输量少，柔性及适应变形较好，耐腐蚀 ，铺设方便，易于操作，造价少等优点，再加上其品种 越来越多，工艺也越来越先进，故应用也越来越广泛。 在应用时，土工膜的厚度应根据承受水压力的大小而定 ，承受30m以上水头的，宜选用复合土工膜，膜厚度不 小于0.5mm；承受30m以下水头的，可选用非加筋聚合 物土工膜，铺膜总厚为0.3～0.6mm。铺完的土工膜上要 回填不小于0.5m厚的砂或砂壤土保护层，并压实。注意 土工膜与坝基、岸坡、涵洞等的连接处及土工膜本身的 接缝处理，因为这是保证整体防渗效果的关键。
坝基的防渗措施分垂直防渗和水平防渗两种。
（一）垂直防渗措施有： 对于坝基透水层较深，或地基中有大石块，修建防渗墙困难时，或基岩节
理发育，岩石破碎，造成坝基严重渗漏时，或用来处理坝基接触渗漏时可采取 灌浆法。高压定向喷射灌浆是采用高压射流冲击破坏被灌地层结构，使浆液与 被灌地层的土颗粒掺混，形成设计要求的凝结体，适用于各种松散地层，是近 年来发展起来的一项新技术。垂直铺塑技术是运用专门开沟造槽的机械，开出 一定宽度和深度的沟槽，在沟槽内铺设土工膜，再用土回填沟槽，形成以土工 膜为主体的垂直防渗墙。此技术是山东省水科院开发的，目前已成功完成的工 程的槽宽可仅为20cm，深度达12m。
2．表现特征
（6）集中渗漏。渗水通常是沿着渗漏通道、薄弱带或裂隙呈集中水股的形 式流出。可出现在坝坡、坝基和岸坡上，对大坝的危害较大。 （7）正常渗漏。从原有导渗排水设备排出，渗流量较小，水流稳定，水质 清澈见底，不含土壤颗粒。 （8）异常渗漏。往往渗水量较大，水质浑浊，透明度低，渗水中含有大量 的土壤颗粒。其渗透坡降较大，易使坝体发生管涌、流土破坏，进而造成 滑坡、垮坝事故。
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土石坝渗透危害与处理方法
摘要：水利水电工程（质量监控与通病防治）土石坝坝体及坝基都具有一定的透水性，因此，水库蓄水后在上下游水位差作用下，水流会从坝身，坝基，两岸和涂料与其它刚性材料的接缝等处渗向下游，造成坝身，坝基，绕坝或接触渗漏。
土石坝渗漏处理的原则是“上截下导”既在上游（坝轴线以上）坝身或地基采取措施，堵截渗漏途径，防治入渗，或延长渗径，以降低渗透坡降，减少渗透流量。
在下游则做好反滤和导渗，将坝内渗水尽可能安全地排除坝外，以达到渗透稳定，保证工程安全运用。
关键词：土石坝，渗透危害，处理方法
土石坝的渗透危害
损失水量。
一般正常的稳定渗流所损失的水量较少。
如在强透水地基和岩溶地区修建土石坝，由于对坝基的工程地质和水文地质条件重视不够，没有妥善地进行防渗处理，以至蓄水后造成大量渗透损失，有时甚至无法蓄水。
渗透破坏。
在坝身，坝基渗漏逸出区，渗流坡降大于土的临界坡降，使土体发生管涌或流土等渗透变形，甚至产生集中渗透这种破坏性的渗透变形，可导致土坝失事。
坝体浸润线抬高。
坝身浸润线抬高后，失下游坝坡出现散浸现象，降低了坝体的抗剪强度，严重时甚至造成坝体滑坡。
因此，发现危及坝体安全的渗水时，必须立即查明渗漏原因，采取妥善的处理措施，防止事故扩大。
土石坝渗透的处理方法
坝身渗透的处理方法
对于均质坝，粘图斜墙坝的坝身渗漏，可在迎水面用粘土斜墙做截漏处理，这种处理方法对八神面积的渗透较为可靠。
处理时要放空水库，拆除护坡块石，铲除表面杂土，再挖松10~15cm，并清除坝身含水量过大土体部分，然后填筑粘土斜墙，使新旧土层结合好。
斜墙底部应修筑截水槽，深入坝基甚至相对不透水层。
当水不能放空，无法补做斜墙时，可采用水中抛土法处理坝身渗漏。
近年来，我国在修筑沥青混凝土斜墙或心墙坝方面已积累了相当丰富的经验，修沥青混凝土斜墙处理坝身渗漏已受到广泛的重视。
在缺乏粘土土料时，可在上游坝坡加筑沥青混凝土斜墙。
沥青混凝土几乎不透水，同时能适应坝体较大变形，而不致开裂，抗震性能好，其厚度约为粘土防渗体的厚度1/20~1/40，故工程量小，投资省，工期短。
此外，塑料薄膜防渗斜墙，也逐渐应用于土石坝的新建和修理。
塑料薄膜防渗斜墙与其他方法比较，造价低，施工速度快，质量容
易保证。
抽糟填土法
如果漏水地点比较分散不容易找准确，可在上游坝坡上的适当部位挖宽0.6~1.0m的沟槽，沟底要超过漏水深度约为0.2m~0.5m，然后用粘土分层回填夯实，组成粘土防渗墙。
施工时要注意防渗墙和原来的防渗坝体结合如挖沟槽的深度较大，上口应适当放宽，保持两侧边坡稳定。
灌浆法
对于均质土坝，特别是对心墙坝，当防渗处理深度大，而采用斜墙法或水中抛土法处理有实际困难时，可采用灌浆法处理，这种方法可在不放空水的情况下进行施工。
防渗墙法
混凝土防渗墙。
一般是先用机具（冲击钻，回转钻）造孔，然后在孔内浇筑混凝土，最后在地基或坝体内形成一道整体混凝土墙，称之混凝土防渗墙或混凝土截水墙。
混凝土防渗墙不仅作为处理砂砾石地基的防渗措施，还用于土石坝坝体的各种缺陷处理，与其它措施相比，混凝土防渗墙具有施工进度快，建筑材料省，尤其是防渗效果好的优点。
混凝土防渗墙在坝身渗漏处理的机理是：在土石坝内建筑一道一定厚度（0.6~1.2m）的混凝土防渗墙，常采用由掺加粘土或粉质壤土的二级加气混凝土，具有一定的防渗性能，其防渗墙的抗渗标号一般为S4~S9；造孔时靠冲击钻的冲击和挤压，在坝体内形成一道宽为0.6~1.2m的槽孔，由于冲击钻的巨大冲击和挤压力使土石坝的土体密实的泥皮。
劈裂灌浆法
对均质坝河宽心墙坝，由于坝体比较松散，渗漏，坝体裂缝很深或存在众多的表面裂缝，洞穴等隐患，当开挖回填困难或开挖危及坝破稳定时，可选用劈裂灌浆法处理加固。
劈裂灌浆具有效果好，投资省，设备简单等优点。
所谓劈裂灌浆就是应用河槽段坝轴线附近的小主应力面一般平行于坝轴线的铅垂面的规律，沿坝轴线单排布置相距较远的灌浆孔，利用泥浆压力，沿坝轴线劈开坝体并充填泥浆，从而形成连续的浆体防渗帷幕。
导渗法
导渗即为“下排”措施，当原有的排水设施不能满足坝体渗透稳定要求，使下游坝坡发生散浸等现象时，通过改善和加强坝体排渗能力，使渗水顺利排向下游，以保护坝体和坝基的土粒不被渗水带走，并保持坝面干燥。
如果原有排水设施完
全淤塞失效，则应及时进行彻底改建，单纯增加导渗措施而不修复原有的排水设施是不当的。
根据具体情况，可分别采用以下措施。
导渗沟法。
当坝体散浸不严重，不致造成坝坡失稳时，可在下游坝坡采用导渗沟法处理。
导渗砂槽法。
对局部浸润线逸出点较高和坝坡散浸严重，而坝坡又较缓等情况，采用导渗沟不能解决问题时，可用导渗砂槽法。