【摘 要】对病险土石坝进行正确的渗流稳定分析，从而确定合理可行的渗流控制措施。
【关键词】土坝；渗流分析；加固
Embankment dam seepage stability analysis and control technology
Huo Wei
（Zhangweinan Changzhou Engineering Bureau Cangzhou Hebei 061000）
【Abstract】Dangerous embankment dam on the proper flow stability analysis to determine the reasonably practicable seepage control measures.
【Key words】Seepage Analysis；Dam reinforcement
1. 土石坝渗流病害特点
土石坝坝型多样，各类型式渗流特点各异，按照防渗体类型，土石坝主要分为均质土坝和粘土心墙土坝两种基本形式。
1.1 均质土坝。该类土坝的病险大多因为施工时清基不彻底，造成坝基部分乃至全部坐落在砂砾石透水层上，或强风化等裂隙发育的岩基上，以及坝体填筑质量差，压实度及渗透性不满足规范要求，其渗流方面的病害表现主要为：
（1）坝基渗漏严重。
（2）绕坝基渗漏。
（3）坝体散浸，坝体因为渗漏严重，造成渗流出逸点在后坝坡出露，严重造成下游坝坡沼泽化。
（4）土质坝体白蚁建巢，形成渗漏通道。
（1）防渗体基础施工时清基不彻底或没有清基，基础渗漏。
（2）防渗体与坝壳之间反滤层不满足要求或没有设置反滤层，心墙受水力破坏，心墙流漏。
（3）防渗体压实度、渗透性不满足规范要求，防渗体渗漏。
（4）大坝产生不均匀变形引起防渗体产生裂缝，特别是横向裂缝造成防渗体渗漏。
（5）土质防渗体与刚性建筑物连接渗径偏短，特别是接触面垂直，沿刚性建筑物连接处渗漏。
2. 渗流分析
2.1 渗透系数相对比值与渗流分析关系。渗流流网形态、逸出坡降、平均坡降值与坝体材料、地基土渗流系数K值的相对比值对比值及分布有关，与渗透系数K绝对值大小无关（但影响渗水量）。因此，主要根据坝体、地基各土层渗透系数相对比值进行渗流分析，确定合理渗控措施及结构。
（1）填料、地基土层的渗透系数相差5倍径内的相邻土层可视为一层，采用加权平均渗透系数作为计算依据。
（2）当透水地基深度大于建筑物不透水底部长度1.5倍以上时，可按无限深透水地基计算。透水层浅、薄、出口处等势线越密，垂直方向的逸出坡降越大。因此，透水层浅、薄时，出险可能性反而大。
（3）比上层地基土渗透系数小二个量级（1/100）以下的下卧层可认为是不透水层。
（4）下层土比上层土的渗透系数小一个量级〔一般取K下≤（1/30～1/50）K上〕可认为属相对不透水层。低坝的防渗渗墙或帷幕可伸入该相对不透水层。
（5）上层土的渗透系数比下层土小一个量级时，下层土内便可产生承压水。
（6）斜墙、心墙用土的渗透系数宜比相邻土层的渗透系数小二个量级（1/100）以下；铺盖用土宜比相邻土层小三个量级（1/1000）以下。相差三个量级可认为是不透水防渗体。
（7）透水盖重用的渗透系数，宜比地基表层土的渗透系数大一个量级。其渗透系数小于地基表层土的渗透系数时，会增加坝后位势，不能显著降低逸出坡降；仅为表层土的2～3倍时，渗控效果也不显著。大于10倍以上后，可基本不改变坝基原有渗压分布，降低相对不透水层中的渗流逸出坡降，增加相对不透水层抗管涌在破坏能力。
2.2 渗透变形与渗透破坏形式。
2.2.1 无粘性土渗透变形与渗透破坏形式。
（3）接触冲刷：渗流沿着两种渗透系数不同的土层接触面或建筑物与地基的接触面流动时，沿接触面带走细颗粒，即渗透为顺接触面冲刷。主要发生于闸坝地下轮廓线与地基土的接触面、双层地基接触面、以及坝内埋管与其周围介质的接触面、刚性与柔性介质的接触面上。
（4）接触流土：在层次分明，渗透系数相差悬殊的两土层中，当渗流垂直于层流面流动时，将渗透系数小的一层土中的颗粒带到渗透系数大的一层中的渗透变形现象。渗流为顺直接触面冲刷。不符合要求的反滤层接触面上，常由于接触流土造成反滤层淤塞。
2.2.2 粘性土渗透变形与渗透破坏形式。
（4）接触冲刷：沿相邻不同土层的层间流动产生冲刷。
（5）发展性管涌：主要在分散性粘土中产生。
2.2.3 基岩中的断层及软弱夹层内的充填物产生的渗透变形。
（1）冲刷：断层及软弱层内的土颗粒或粒团在渗流作用下，各自被水流冲动带走的现象。
（2）流土：断层及软弱层内有一定体积的土颗粒在渗流作用下，同时动动、流失现象。
（3）灌淤：渗透水携带的土粒及其它物质在岩层裂缝及介质孔隙中沉聚现象。
（4）由于基岩渗透破坏，直接使土坝失事可能性不大。直接兴建于基岩上的土石坝失事有可能因基岩中的裂隙渗流对防渗体的冲刷，招致工程病险。
2.3 允许渗流坡降。
2.3.1 开始发生渗透变形以前的最大渗流坡降为临界坡降。当渗流坡降小于临界坡降时，管涌土的土料处于渗透静稳定状态。
（4）粘土均质坝的渗流逸出面无反滤保护材料时，为满足背水坡渗流逸出坡面不产生流土坡坏，应满足tgθ
