土石坝防渗墙黏土混凝土材料的工程应用初探.pdf

土石坝防渗墙黏土混凝土材料的工程应用初探 袁剑 军 ( 华能西藏发电有限公司藏木水电分公司 加查8 5 6 4 1 7 ) 【 摘要】 防渗体系是水利水电土石坝枢纽工程中的主体部分， 是与地基的稳定、 大坝的安危息息相关的。防渗 体系一旦遭到破坏或失效的情况都将会引起水利工程的大坝失事。为了解决大坝坝基、 坝防渗墙墙体和基础存在 渗透变形破坏等问题 ， 黏土混凝土以其良好性能可怍为土石坝以及坝基覆盖层防渗墙的理想材料。本文对土石坝 防渗墙黏土混凝土材料以及其墙体应力特性进行研究分析， 并对其工程应用进行初探， 以期为水利水 电工程建设 提供一种新材料和新技术。 【 关键词】 防渗体系 土石坝防渗墙 黏土混凝土 防渗体系是水利水电土石坝枢纽工程中的主体部 分， 是与地基的稳定 、 大坝的安危息息相关的。防渗体 系一旦遭到破坏或失效都将引起水利工程大坝的失 事。在防渗体系中， 垂直防渗主要包括以下几种措施： 高压喷射灌浆 、 帷幕灌浆 、 混凝土防渗墙等， 其 中混凝 土防渗墙的应用效果最为可靠， 且被广泛应用。混凝 土防渗墙主要采用塑性混凝土和高强( 钢筋 ) 混凝土。 这两种材料在混凝土防渗墙建设的使用方面各有各的 优势， 但同时它们也不是完美无缺的， 各有其缺点， 如： 对于高强混凝土材料而言， 因高弹模造成墙体 的高应 力是其存在的主要问题； 对于塑性混凝土材料而言， 可 能存在着强度和抗渗性较低 及耐久性的问题。另外 ， 这两种材料都存在一个共同的问题， 那就是它们的工 程成本相对较高。黏土混凝土性能介于塑性混凝土和 高强 ( 钢筋 ) 混 凝土 之 问 ， 相 对 于塑性 混 凝土 ， 它 具有 相对 较高 的强度 以及相 对较 高的抗渗性 能 ， 同时相对 于钢筋混凝土， 它具有相对较低的弹模， 这使得其能有 效截断墙体渗流并适应较大的变形而不开裂。另外， 还有一个十分重要的特点， 它相对于前两种材料而言， 具有较低的工程成本 ， 是一种理想的防渗墙材料。 1 土石坝防渗墙黏土混凝土概述 在软基上修建的土石坝是以拦水蓄库为 目的， 由 黏土心墙 、 混凝土防渗墙和防渗帷幕三部分组成的起 拦水防渗作用的防渗体。松散透水地基通常不能起到 防渗的作用 ， 而水库基坝又通常处于这样的地基中， 混 凝土防渗墙建设是非常必要和困难的。通常在建设混 凝土防渗墙时， 在松散透水地基中连续造孑 L ， 以泥浆固 壁， 往孑 L 内灌注混凝土构成一个墙段， 然后将许多墙段 连成一整道墙形。通常混凝土防渗墙的顶部将连接闸 坝的防渗体， 其两端连接岸边的防渗设施， 底部一定深 度地嵌入基岩或相对不透水地层中。混凝土防渗墙通 过以上的措施来截断或减少地基中的渗透水流， 从而 使得地基具有稳定的渗透性， 从而避免闸坝因渗透问 题而产生形变及开裂， 以致影响了水库大坝的安全， 使 得混凝土防渗墙在水库效益等一系列方面充分发挥其 应 有的重要作用 。 各种 复杂地 层 ， 如 ： 纯 砂层 、 淤 泥层 、 密集孤 石层 、 水 下抛填未 经压实 的砂砾石 层 ， 均成 功用于建筑 土石 坝 ， 如图 1 所示。土石坝防渗墙通常对防渗土料的要 求是 ： 均质坝应不大 于 1 X 1 0 e m s ， 心墙 和斜墙应 不 大于 1 1 0 e m s ； 对水溶盐含量的要求是均质坝 、 心 墙坝应不大于 3 ； 对有机质含量( 按质量计) 的要求 ： 均质坝应不大于 5 ， 心墙和斜墙应不大于 2 ； 具有 较好的塑性和稳定性 ； 浸水与失水时体积变化较小。 3 3