土石坝土工膜防渗渗流分析
土石坝渗流与稳定.
反滤层的设计：
算比较确定。一般要求反滤料的不均匀系数 <5~8；相邻两层间系数应满足：
反滤料一般采用比较均匀的抗风化砂、砾卵石或碎石。反滤层的级配和层数通过计
D40~ 60 8 ~ 10 d 40 ~60
对于被保护土的第一层反滤料，建议：
D15 / d 85 4 ~ 5 D15 / d15 5
流网图，提供坝体稳定分析、应力计算和排水设备选择之用
确定坝体与地基渗流量，以便估计水库渗漏损失和确定坝体排水的尺寸 确定坝坡出逸段与下游地基表面的出逸比降，以及不同土层之间的渗透坡降， 以判断该处的渗透稳定性 确定库水位降落时上游坝壳内自由水面的位置，估算由此产生的孔隙压力， 供上游坝坡稳定分析之用
常用的渗流分析方法：流体力学方法、水力学方法、流网法和试验法。
一 土石坝渗流的基本方程及其解法
（一）渗流的基本方程
土坝渗流为层流，渗流区内任一点满足拉普拉斯方程：
2H 2H kx ky 0 x 2 y 2
式中： k 、k 为 x、y 方向的渗透系数
x
y
（二） 渗流问题的水力求解
假设: 均质, 层流, 稳定渐变流. 应用达西定律(Darcy’s Law)，假定任一铅直过水断 面内各点的渗透坡降相等。如图示为一不透水地基上的矩形土体，此时过流断面上的平 均流速为：
y 2 he2 L x 2he
浸润线通过 E( x 0, y H1 ) 点:
H 1 he2 L 2he
he L2 H 12 L
有褥垫排水的渗流计算图
2
由此可得EODBA段的单宽流量：
k H 12 he2 q 2L
下游棱体排水：当下游无水时和褥垫式相同；当下游有水时，如下图所示，可将下游水位 以上部分按照无水情况处理。
大学课件：土石坝渗流分析
柳河水库土石坝
柳河水库土石坝
小浪底土石坝
二、土石坝的工作特点 1．坝体、坝基的透水性 挡水时：由于上、下游水位差的作用，水将经坝 体和坝基的颗粒孔隙向下游渗透 1）使水库的水量大量流失； 2）而且还会引起坝体或坝基产生管涌、流土等渗 透变形，导致溃坝事故。 以坝体浸润线为界，线上的土为非饱和状态，线 下土体则呈饱和状态。饱和土体，其抗剪强度指标也 将相应降低， 对坝坡稳定不利。 为此，应设置防渗和排水措施，以减少水库的渗漏 损失和保采用； （3-2）
e ——最大风雍水面高度，m，按式
hm 2
A R
坝顶
静水位
e
hm 2
α
图3-2 坝顶超高计算图
Y
表3-1 坝 设 的 级
土石坝安全加高 A 值(m) 别 计 IV V 0.50 0.30 0.30
I 1.5 0.70 1.00
II 1.00 0.50 0.70
3．按防渗体的型式分类
按防渗设施可分为均质坝、土质防渗体分区坝和非 土质材料防渗体坝(碾压式)：
1 ）均质坝：均质坝绝大部分由均一的土料分层 填筑而成。筑坝料多用透水性较小的粘性壤土或砂 质粘土，坝体具有防渗作用。因此，无需设置专门 的防渗措施。 2 ）土质防渗体分区坝：由透水性很小的土质防 渗体和若干种透水土石料分区分层填筑而成。粘性 土质防渗体设在坝体中部或上游，称为粘土心墙坝 或粘土斜心墙坝，设在坝体上游面的称为粘土斜墙 坝。
3．抗冲性能差 坝体材料是松散的颗粒： 当洪水漫过坝顶时，水流必然会携带土粒流失， 从而引起坝体局部破坏或整体溃决。 例如，1975年8月，我国淮河上游两座土坝，因溢洪 道泄洪能力不足发生洪水漫顶而溃坝。 由于波浪的作用，必然导致坡面土料的流失和坍 塌，削弱坝体剖面尺寸，对坝体稳定不利。 设计中，要求： 1）坝体应有足够的超高 2）坝坡应有相应的防冲措施。 3）保证泄洪措施有足够的泄洪能力。
深厚覆盖层地基土石坝防渗处理要点分析
深厚覆盖层地基土石坝防渗处理要点分析随着大型水利工程的建设不断推进，深厚覆盖层地基土石坝的运用越来越广泛。
然而由于该类地基土石坝的底部承压力较大，而且常常遭受水体的渗透，因此防渗处理成为了该种地基土石坝的重中之重。
首先，深厚覆盖层地基土石坝的防渗处理需要经过较长时间的调查研究。
鉴于该种地基土石坝的特性和工程环境的复杂性，针对性的防渗措施往往需要从多个方面考虑，包括土壤类型、地下水流动规律和地表环境等方面。
其次，深厚覆盖层地基土石坝的防渗处理涉及各种不同的防渗技术。
在实际生产中，需要对不同的防渗技术进行综合性分析，确定其合理性和适用性。
同时，还需要结合地质勘探和实际测量数据，进行精细化的预测和评估。
1.选用合适的防渗技术不同的深厚覆盖层地基土石坝可能具有不同的特性和土壤类型，因此需要选用不同的防渗技术。
一般来说，防渗技术可以分为物理防渗和化学防渗两种类型。
物理防渗主要包括土质、土工膜、地下帷幕等技术。
这些技术主要是运用土工合成材料进行防渗，通过形成具有渗透性的物理屏障，最终实现防渗效果。
化学防渗技术主要包括钙钠基、配制橡胶、高分子等技术。
这些技术主要是通过化学反应来防止水的渗透，最终实现防渗效果。
2.统一施工管理深厚覆盖层地基土石坝的防渗处理需要采取一系列严格的施工管理措施。
在施工过程中，需要对材料的选择、施工质量和工期等方面进行细致的管理。
同时，还需要加强与施工队伍之间的沟通和协调，确保施工质量和进度得到有效控制。
3.应用现代技术手段随着现代技术手段的不断发展，深厚覆盖层地基土石坝的防渗处理也可以借助一些现代化的技术手段来提高防渗效果。
比如可以采用无人机技术进行勘探和测量，采用地下雷达技术进行深度探测等等。
4.多方位监测评估完成防渗处理后，需要在不同时间段进行多方位的监测评估工作，以验证防渗处理后的效果。
其中最主要的是进行渗透试验和渗透监测，以确保深厚覆盖层地基土石坝的渗透性得到有效降低。
总之，深厚覆盖层地基土石坝的防渗处理是一个复杂而又关键的过程。
培训_53土石坝的渗流分析
• 对首端至末端积分
q[L
m2 (0
H2)]
K 2
[H12
(0
H 2 )2 ]
• 对首端至任意断面积分得浸润线方程
下游段的渗流计算分析
• 水上部分：
• 假定该部分渗流流线为水平直线。任一 流管的过水断面为dZ×1，长度为m2Z， 作用水头为Z，沿高度呈线性变化。
• 渗透坡降为 • 渗透流量为 • 水上部分的渗流流量：
• 坝下不透水层面为最后一条流线，浸润 线为第一条流线，其水头等于浸润线上 各点的铅直坐标。
• 渗流在下游坝坡上的逸出段与浸润线一 样，其压力等于大气压，各点水头也随 铅直坐标而变化。
• (5) 实验方法 ：常用的有电模拟法、电 网络等模拟试验法。由于成本、周期以 及计算机技术进步等原因，目前应用不 多。
• （2）根据土体中的渗流作用力判断。
• （1）产生管涌的临界坡降JC • 临界管涌坡降取决于土的颗粒组成和渗
流坡降。可用南京水利科学院的沙金渲 公式计算：
• 式中： d3——相应于颗粒级配曲线上含 量为3％的粒径，cm； k——渗透系数,m/s； n——土的孔隙率。
• （2）流土的临界坡降JC
渗透变形的判别标准
• 为保持坝的渗流稳定性，需查明坝体和 地基土体发生渗透变形的临界渗透坡降； 再确定坝体和地基土体相应的容许渗透 坡降；以此作为进行渗流稳定性的评价。
• 坝体和地基土体发生渗透变形的临界坡 降的判断方法主要有两类：
• （1）根据土体的颗粒级配鉴别，如土体 细粒含量多少，土体的不均匀系数鉴别。
• 假定：斜墙后的渗流为缓变流，斜墙后 的水深为H，下游出口水深为H2；由流 量的连续性条件，可求解通过斜墙的渗 流量。
深厚覆盖层地基土石坝防渗处理要点分析
深厚覆盖层地基土石坝防渗处理要点分析深厚覆盖层地基土石坝是一种常见的水利工程，为了提高其防渗性能，需要进行防渗处理。
本文将分析深厚覆盖层地基土石坝防渗处理的要点。
1.选择适当的防渗材料和方法选择适当的防渗材料和方法是深厚覆盖层地基土石坝防渗处理的首要问题。
常用的防渗材料有土工膜、土工布、土工格栅等。
其中，土工膜是较为常用的防渗材料，可分为HDPE土工膜、LDPE土工膜、EVA土工膜等几种类型。
选择防渗方法时，可根据具体情况选择一种或多种防渗方法，如基础处理、护坡处理、坝体侧防渗处理等。
2.进行深度分析和评估在进行深厚覆盖层地基土石坝防渗处理前，应进行深度分析和评估。
具体来说，需要考虑土质、地质、地形、水文等多个因素，以了解地基的情况及渗透压力大小，再根据以上情况选择防渗方法。
3.保持防渗层的连续性和紧密性防渗层的连续性和紧密性是保障防渗效果的关键。
为了保持防渗层的连续性和紧密性，可采取以下措施：防渗层施工要注意均匀压实，防止破坏；在施工前要清洁工作面；在施工之前要对防渗材料进行质量检测。
4.进行质量监控和检测在防渗处理工程中，质量监控和检测是至关重要的。
在施工过程中，需要对防渗层和材料进行质量检测，确保其符合相关标准和要求。
检测方法包括压汞试验、瞬间液体渗透试验、拉伸试验等，通过这些方法可以有效评估防渗层的质量，及时发现问题并进行整改。
5.建立防渗层维护保养制度防渗处理施工完成后，需要建立一套完善的防渗层维护保养制度。
此制度是为了保持深厚覆盖层地基土石坝防渗层的功能，预防因为不良的天气、尤其是水位上升、水位下降等，导致防渗层破损进水。
制度包括定期检查、清洗和维护防渗层等，这些工作都能有效地保障防渗效果和工程的安全性。
土石坝渗漏的处理.
水利工程管理技术
土石坝渗漏的处理
（二）坝身渗漏的处理方法 坝身渗漏的处理，应按照“上堵下排”的原则，针对渗漏的原因，结合具体情 况，采取以下不同的处理措施。 1．斜墙法 斜墙法即在上游坝坡补做或加固原有防渗斜墙，堵截渗流，防止坝身渗漏。此 法适用于大坝施工质量差，造成了严重管涌、管涌塌坑、斜墙被击穿、浸润线 及其逸出点抬高、坝身普遍漏水等情况。具体按照所用材料的不同，分为粘土 斜墙、沥青混凝土斜墙及土工膜防渗斜墙。 1）粘土防渗斜墙。修筑粘土斜墙时，一般应放空水库，揭开护坡，铲去表土， 再挖松10～15cm，并清除坝身含水量过大的土体，然后填筑与原斜墙相同的 粘土，分层夯实，使新旧土层结合良好。斜墙底部应修筑截水槽，深入坝基至 相对不透水层。如果坝身渗漏不太严重，且主要是施工质量较差引起的，则不 必另做新斜墙，只需降低水位，使渗漏部分全部露出水面，将原坝上游土料翻 筑夯实即可。
水利工程管理技术
土石坝渗漏的处理
2）灌浆孔的布置。劈裂灌浆沿坝轴线单排布孔，第一序孔间距约为坝高的 2/3，分2～3道孔序，一般30～40m高的坝最终孔距以10m为宜。另外还 应具体将坝体分段，区别对待。因大坝岸坡段和曲线段的小主应力面偏离 坝轴线，故在岸坡段应缩小孔距，减小灌浆压力和每次灌注量，使防渗帷 幕通过岸坡段。在曲线段应沿坝轴线不分序钻孔，间距3～5m，反复轮灌， 形成连续的防渗帷幕。 3）灌浆施工。劈裂式灌浆多采用全孔灌注法。全孔灌注法分孔口注浆和孔底 注浆两种。实践证明，孔底注浆法在施加较大压力和灌入较多浆料的情况 下，外部变形缓慢，容易控制，能基本实现“内劈外不劈”。 5．导渗法 上面几种均为坝身渗漏的“上堵”措施，目的是截流减渗，而导渗则为“下 排”措施。主要针对已经进入坝体的渗水，通过改善和加强坝体排渗能力， 使渗水在不致引起渗透破坏的条件下，安全通畅地排出坝外。按具体不同 情况，可采用以下几种形式。
土石坝防渗处理措施
土石坝防渗处理措施1. 引言土石坝是一种常见的水利工程结构，用于堵塞河流、沟渠等水体，形成蓄水或调节水流的功能。
然而，土石坝常常面临着渗漏问题，导致水资源的浪费和土石坝的稳定性降低。
因此，对土石坝进行防渗处理是非常重要的。
本文将介绍土石坝防渗处理的常见措施，包括土壤改良、防渗材料的选用和防渗控制措施等。
2. 土壤改良土壤改良是土石坝防渗处理的重要手段之一。
通过改良土壤的物理性质和化学性质，降低土壤的渗透性和渗漏量。
2.1 土壤加固土壤加固是改良土壤的常用方式之一。
常见的土壤加固方法包括夯实、振动加固和压实等。
这些方法可以增加土壤的密实度和抗渗性能，减少土壤的渗流路径，从而降低渗漏风险。
2.2 土壤改质土壤改质是通过添加特殊材料改变土壤的性质，增加土壤的抗渗能力。
常见的土壤改质材料包括粘土、水泥和石灰等。
添加这些材料可以提高土壤的黏聚性和胶结性，减少渗漏通道的存在。
3. 防渗材料的选用防渗材料的选用是土石坝防渗处理的关键步骤之一。
根据不同的工程需求和条件，选择合适的防渗材料可以有效降低土石坝的渗漏风险。
3.1 高分子材料高分子材料是一种常见的防渗材料，其具有良好的密封性能和抗渗能力。
常见的高分子材料包括土工合成材料（如土工膜）、橡胶和聚合物等。
这些材料可以在土石坝表面构筑防渗层，防止水分通过材料的渗透。
3.2 岩石防渗材料岩石防渗材料主要是指以岩石为基础的防渗材料，如膨润土、黏土和矿渣等。
这些材料具有较高的渗透阻力和抗渗能力，适用于土石坝的防渗处理。
4. 防渗控制措施除了土壤改良和防渗材料的选用外，还需要采取一些防渗控制措施来进一步提高土石坝的防渗能力。
4.1 排水系统排水系统是一项重要的防渗控制措施，用于排除土石坝内部的渗漏水。
常见的排水系统包括水平排水系统和垂直排水系统。
水平排水系统通过水平布置的管道将渗漏水引导到集水井或泄洪道中，而垂直排水系统通过垂直布置的排水墙或排水井来排除渗漏水。
4.2 堤面防渗层堤面防渗层是构筑在土石坝表面的防渗层，用于防止渗漏水的进入。
土石坝渗流观测资料分析模型及方法
土石坝渗流观测资料分析模型及方法摘要为了有效地根据土石坝的原型观测资料来分析坝体和坝基中存在的渗流问题，本文以渗流理论为基础，结合工程实际，考虑了水位、降雨量、坝基排水以及时效等因素对渗流的影响，建立了土石坝坝体和坝基测压管以及通过大坝渗流量等观测资料的统计分析模型和方法。
经对青山和对河口水库等工程的实际应用，说明其效果是令人满意的。
关键词土石坝渗流分析渗流观测分析模型在土石坝坝体和坝基适当部位，有计划地设置一些测压管或渗压计，以及在其下游适当部位设置观测渗流量的量水堰，并进行观测，可及时了解水库在运行过程中坝体的浸润线位置和渗流区各点渗透压力的大小，以及通过坝体和坝基渗流量的变化情况，这对大坝的渗流和稳定分析都具有很大的实际意义。
对土石坝各部位的测压管水位和渗流量，选用合理的分析模型进行及时的分析是监测土石坝运行安全的重要内容。
本文从渗流的支配方程入手，建立了土石坝中有压、无压渗流及其渗流量观测资料的分析模型。
经过实际应用表明，它可较好地解决实际工程问题。
1 土石坝渗流的支配方程忽略地下水流动方程中的惯性项，土石坝渗流的支配方程[1,2]为渗流场为均质各向同性时，式变为式中：kx、ky、kz分别为x、y、z方向上的渗透系数，h为水头，Φ=-kh为渗流速度势。
对稳定渗流而言，它的解实际上可归结为在满足某特定边界条件下，求解上述方程式。
对无压渗流问题，由于浸润面事先为未知边界，故在求解过程中，先假定浸润面边界，然后需通过反复试算，才可以对问题进行求解。
根据АравинВ.И.和НумеровС.Н.的推导结果[1]，对具有自由面的缓变渗流，当坐标轴位于不透水层面时，其不稳定渗流的方程形式为：。
在稳定渗流时，则渗流方程的形式为：。
以上式中：H为水深函数；ne为有效孔隙率；t为时间。
在这种情况下，浸润线位置即是方程中的一个变量，故它无需作为边界条件来考虑。
由于这时地下水流水深函数H的平方项亦满足拉普拉斯方程，故只需以H2为基本变量，就可求解有压渗流一样的方法解决无压渗流问题。
土石坝渗流研究综述
土石坝渗流研究综述土石坝是一种常见的人工堆石坝，它的功能主要是防洪和储水。
然而，在长期使用过程中，土石坝常常会发生渗流问题，严重的情况下可能导致坝体破坏或坝体水浸。
因此，对土石坝的渗流特性进行研究非常重要。
本文将综述土石坝渗流研究的现状和进展。
目前，关于土石坝渗流的研究主要集中在两个方面：一是渗透系数和渗流规律的实验研究，二是渗流模型的建立和数值模拟。
在实验研究方面，许多学者通过大量的室内试验和现场试验，测量土石坝的渗透系数和渗流规律。
他们发现，土石坝的渗透系数与其孔隙度、孔隙水压力以及土砂颗粒性质有关。
此外，渗透系数还受到土体压实程度和孔隙度的非均匀性等因素的影响。
不同渗透系数的土石坝在抗渗性能方面存在差异，可供工程设计参考。
此外，一些学者还通过试验研究渗流规律。
他们发现，土石坝内的渗流流速随着水头的增加而增大，且存在一个渗流平衡线，当水头达到一定值时，渗流速度趋于稳定。
此外，土石坝渗流速度的分布也存在一定规律，常常呈现出由上到下递增的趋势。
在数值模拟方面，许多学者建立了土石坝渗流模型，并通过数值模拟分析了渗流规律和渗流特性。
他们发现，在土石坝的渗流过程中，渗透线的位置和渗流速度受到土体本身的性质以及渗流条件的限制。
而且，渗流过程中孔隙水压力和孔隙度的变化也会对渗流速度产生影响。
通过数值模拟，可以研究不同参数对渗流的影响，并优化土石坝的防渗结构。
总的来说，土石坝渗流研究已经取得了一定的进展，但仍然存在一些问题亟待解决。
首先，在实验研究方面，需要进一步探究渗透系数和渗流规律与土体性质之间的关系，并开展更多的室内试验和现场试验。
其次，在数值模拟方面，需要精确建立土石坝渗流模型，并加强对各种参数的敏感性分析。
最后，还需要对土石坝的渗透层、排水系统以及冷却系统等领域进行研究，以提高土石坝的防渗能力和使用寿命。
综上所述，土石坝渗流研究是一个复杂而重要的课题，对于保障土石坝的安全运行至关重要。
通过实验研究和数值模拟，可以深入理解土石坝的渗流特性，并为工程设计提供科学依据。
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。
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土石坝土工膜防渗渗流分析
作者：肖佑诚
来源：《价值工程》2013年第07期
摘要：采用水力学法对土石坝进行渗流分析，给出了土石坝浸润线方程；根据浸润线方程，对土石坝土工膜防渗进行了材料选择、厚度确定、结构设计及渗流计算分析。
研究表明土工膜防渗技术是土石坝防渗方面的一种有效的方法，对解决土石坝渗流问题具有一定的借鉴作用。
Abstract： Saturation line equation of earth-rock dam is given by method of hydraulics， from which we can select material， determine thickness， design structure and analyse seepage flow of geo-membrance. Research shows that seepage techniques of geo-membrance is an effective method of seepage in earth-rock dam， which can provide reasonable references for solving the problem of seepage in earth-rock dam.
关键词：土石坝；土工膜；防渗设计
Key words： earth-rock dam；geo-membrane；anti seepage design
中图分类号：TV441+.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）07-0069-02
0 引言
土石坝是利用砂、土、砂砾以及石料等坝址材料填筑而成的挡水建筑物。
由于可就地取材、对地形地质条件适应性强、施工进度快、造价低，土石坝是目前最古老且应用较广的坝型。
但散粒体材料之间的孔隙，在水压力的作用下，水流会沿坝体土料、坝基土料、坝肩两岸地基中的孔隙向下游渗透，造成坝体、坝基的渗漏。
土工合成材料是一种以聚合物为原材料人工合成的新型防渗材料，在水利水电工程方面的应用主要包括防渗、排水、反滤，隔离、封闭、护岸护底工程、防汛抢险等方面[1]。
土工膜防渗结构具有不透水性强，抗冻性好，重量轻，体积小，厚度薄，便于施工和造价低的特点，具有广泛的应用，土工膜防渗技术在我国土石坝中的应用已渐趋成熟，特别在新建的中低土石坝、病险土石坝以及堤防的除险加固中等应用较广[2]。
1 土石坝渗流分析
土石坝如果渗透性过大，不仅使水量大量流失，而且还会引起坝体和坝基产生管涌，流土等渗透变形，严重者可导致溃坝事故[3]，必须进行渗流分析。
渗流分析研究的主要任务是根据坝体浸润线的位置确定渗透流量和渗透压力、确定坝基平均水力坡降和出逸坡降；土石坝渗
流分析方法可分为流体力学法，水力学法，数值解法和流网法，一般可采用水力学法进行计算[4]。
土石坝水力学法渗流分析的基本思路是把坝内渗流区域划分为若干段（一般为两段），建立各段水流的运动方程式，并根据渗流的连续性原理求解渗流要素和浸润线，一般假设[5]：
①坝体内部渗流为层流，认为坝内渗流符合达西定律；②坝体内部渗流为渐变流，认为渗流场中任意过水断面各点的水平流速和比降都是相等的；③渗透系数在相同或近似相同的土料中各向同性。
渗流分析计算时，将坝体横断面分成两段，利用达西定律，对坝体的每一段建立流量方程式，解方程组，便可确定渗流的基本特性。
在实际分析中，以虚拟等效的矩形代替上游坝体三角形，假设浸润线在下游水面与排水体上游面的交点进入排水体，即出逸高度为0，坝体浸润线方程式为
■x=H■■+■-y■-■y （1）
式中：q为坝体和坝基单宽流量，m3/（s.m）；
K为坝体土层渗透性系数；
H1为铺设薄膜范围内的最大水头，（m）；
T为坝基透水层的厚度，（m）；
KT为坝基土层渗透性系数；
m1为大坝上游面边坡系数；
m2为大坝下游面边坡系数；
m3为大坝排水体上游面边坡系数。
2 土工膜防渗设计
2.1 土工膜材料选择在采用土工膜防渗技术时，对土工膜品质及性能提出以下要求[6]：①具备足够的抗拉强度，能承受施工铺设时的拉应力和使用期在水压力作用下不损坏；②在设计应用条件下，有足够长的寿命；③在侵蚀性的液体中，有足够的抗化学侵蚀能力。
选择时，其除了满足防渗要求外，还应满足膜本身强度、防渗性、抗化学侵蚀等方面的要求，而且必须结合工程实际情况，考虑各种薄膜性能、单价、产品质量等方面的因素，经济技术比较后选定。
选定的土工膜必须满足工程要求，达到技术指标，有特殊工程需要的满足特殊要求极其相关规定。
在使用时，由于土工膜性状受荷载、加荷速率、使用时间、温度和试样尺寸等因素影响，应按有关规定进行测试，对重要工程应进行现场实验，以满足使用的要求。
2.2 土工膜厚度的确定土工膜厚度的确定应依据防渗和强度两个方面来考虑，其与垫层平整度，材料允许拉应力及弹性模量有关。
土工膜厚度的合理与否，是确保土工膜在水压力下不被刺穿漏水的关键因素之一。
水利水电工程土工合成材料应用技术规范要求一般选用0.5mm 厚度土工膜，隐蔽工程还要求厚度大于0.5mm。
土工膜厚度核算公式较多，视工程实际情况选择合理的计算公式。
当垫层土体粒径d
δ=0.0065E■■ （2）
式中：δ为土工膜的厚度，（mm）；
d为垫层土壤最大粒径，（mm）；
[σ]为膜的允许拉应力，（kPa）；
E为薄膜的弹性模量，（kPa）；
其他符号同前。
利用土工膜进行防渗时，对计算所得理论厚度，然后考虑其他因素，确定最终的采用值。
2.3 防渗结构设计在一般土石坝工程中，为了有效保护土工膜防渗体的正常工作，土工膜防渗结构一般由上面保护层、上下垫层、土工膜、支持层等几部分组成[8]。
支持层是对下垫层和防渗土工膜起到稳定可靠的支撑作用，使土工膜受力均匀，免受局部集中应力的破坏，可用级配良好的压实砂砾料，压实土层等材料。
下垫层具有保护土工膜不被支持层材料破坏的作用，并使土工膜受力均匀，可采用细粒土，土工织物等材料。
上垫层可以使土工膜在水中不被漂起并防止膜料老化，可用透水性良好的砂粒料，沥青砂浆等透水且颗粒较小的材料。
上层保护层是外界接触的最外层，具有防御外界水流冲刷，冻冰损坏，紫外线辐射以及膜下水压力的顶托等作用。
（见图1）。
施工中一定要做好整体性防渗处理，土工膜要与不透水地基和岸坡严密结合，并注意排水问题[9]。
铺膜基面的清理要求做到平整，无尖锐物，防止薄膜刺穿破坏；铺设土工膜不宜张拉太紧，要预留伸缩长度，以适应基体变形；膜料之间的连接一般有粘接法和焊接法，使用粘接剂要与所用膜相匹配；顶部应埋入坝顶锚固槽内，或与坝顶防浪墙紧密连接。
膜的底部必须嵌入坝底。
2.4 土工膜结构渗透计算利用达西公式可近似估算土工膜的渗透性产生的渗透水量[10]
Q=K1■A （3）
式中：Q为土工膜渗水量，（m3/s）；
K1为土工膜渗透系数，（m/s）；
A为土工膜渗透面积，（m2）；
H1土工膜上下游水位差，（m）；
其他符号同前。
为提高土工膜防渗效果，通过土工膜防渗结构的水量应满足要求，渗流量不能造成膜后土体的渗透变形，根据工程实际情况，应做适当修正。
3 结论
土工膜防渗结构在国内某些工程中获得成功，证明了土工膜是一种理想的防渗材料。
用土工膜防渗结构，简化了防渗设施的构造，提高了工程防渗能力，缩短了工程工期，降低了工程造价，提高了工程效益。
但土工膜一般用于堆石坝的上游坝面防渗体，如何进一步拓宽其使用范围，开展在土工膜材料设计施工监测等方面的研究，在工程应用中检测、科研、设计、施工、管理应多方协作，促进土石坝防渗技术以及土石坝的发展。
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