水系工程建设中艺术堰渗透破坏类型与对策

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇水系工程建设中艺术堰渗透破坏类型与对策范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：蓄水艺术堰的渗漏问题主要分为坝基渗漏、坝肩渗漏和坝体渗漏三种情况，本文总结了三种渗漏问题产生的常见原因：坝体长度不足、回填土密实性、土工膜密封不严等，并提出了相应的对策。施工中应注意各环节的检查检验与衔接，严格控制各技术指标，才能有效避免艺术堰渗漏问题的发生。

关键字：艺术堰渗透坝肩坝体

中图分类号：TV文献标识码： A

蓄水艺术堰以其自身独特的优势在我国北方水系建设中得以大量应用，但艺术堰建设过程中不可避免的存在这样那样的问题，本文对艺术堰施工中常见的渗透破坏问题进行了分析总结，并提出了相应对策，以供同行参考。

因蓄水艺术堰具有造价低、施工简便、景观效果好等优点，故其在各地环城水系建设中得以大量应用，综合近年来我单位参与的多座不同类型艺术堰的设计施工经验，以北方某市环城水系正在试通水中的艺术堰为主要示例，结合其他城市水系艺术堰建设过程中出现的一些典型渗漏问题，总结了建设过程中艺术堰产生渗透破坏的类型及原因，并针对性提出了相应处理措施，以供同行设计施工人员参考。

一、渗透破坏类型

1、坝基渗漏

艺术堰坝体填筑材料一般为浆砌石，浆砌石上游表面包裹有土工膜防渗，坝体下部垫层一般为：碎石+回填土+防渗土工膜，若坝前土工膜密封不严，水体将深入坝体下部垫层，并在渗透压力作用下将有可能在下部垫层中的碎石与回填土中发生渗漏，造成回填土垫层的管涌或流土现象，从而形成土体之间的空隙，当空隙发展到一定的阶段后，将引起坝体的下沉或不均匀沉降等现象。

2、坝肩渗漏

由于坝肩两侧一般为填筑土，填筑土尤其是砂性土存在一定的渗透性，加之施工质量、施工技术等原因，在艺术堰蓄水后在水压力的作用下，在坝肩下游形成渗水出逸点，随着时间的推移，水体不断将细颗粒带出坝肩外，形成渗水通道，当渗漏水量超过允许范围，或者渗流逸出点太高，下游坡面将出现渗漏散浸等，将对坝身安全形成危害，这就是坝肩的异常渗漏现象。

3、坝体渗漏

由于坝体上下游存在一定的水位差，若坝前土工膜密封不严，加之坝体浆砌石抗渗能力比较有限，水体将从坝体浆砌石内部发生渗漏，对坝体安全形成危害。

二、坝肩渗透破坏产生的原因及对策

1、坝体砌筑长度不足产生的渗漏及对策

原因：一般设计要求坝端砌至两岸锁口，若艺术堰施工时未将堰体砌至两岸浆砌石锁口位置，将减小水流渗径，进而可能导致产生坝肩渗漏问题；

对策：将坝肩两侧回填土进行开挖，然后按原设计长度将坝两端延伸至两岸锁口处，再对回填土按设计标准进行压实。

2、艺术堰坝肩两侧回填土不实产生的渗漏及对策

一般坝肩回填土要求粘性土压实度不小于0.90，砂性土相对密度不小于0.65，若压实度或相对密度达不到要求可能在放空管与坝侧土体之间形成集中渗漏通道，或直接在土体内产生渗漏通道，进而逐步扩大，导致坝肩渗漏乃至坍塌问题。

为验证以上判断，在某市环城水系试通水过程中分别选取了2座发生渗漏问题的艺术堰与2座未发生渗漏问题的艺术堰进行了对比分析，具体见下表。

典型艺术堰渗漏情况一览表 单位：m

名称 设计坝体长度 （锁口间距） 完工坝体长度（锁口间距） 是否发生渗漏

11号堰 22.8 19.2 渗漏

16号堰 21.1 18.5

14号堰 33.0 30.0 无渗漏

17号堰 15.7 17.3

从上表中第2、3列数据可看出，发生渗漏问题的11、16号堰完工后长度均短于设计坝体长度，未发生渗漏的17号堰堰完工坝体长度长于设计坝体长度，说明了坝体长度与发生渗漏具有较高相关性；而14号堰完工坝体长度也短于其设计坝体长度，但其并未发生渗漏，分析其原因14号堰属于Ⅲ型堰，Ⅲ型堰由于工艺原因施工中坝两侧土体未发生扰动，其原状土密实性较好，故本次试通水中所有5座Ⅲ型堰均未出现渗漏问题，而除Ⅲ型堰外其他坝型施工中均需扰动两岸土体，扰动后回填土若按设计要求压实其密实性必定好于Ⅲ型堰的原状土，间接证明了艺术堰两侧坝肩回填土密实性与渗漏问题的相关性。

对策：严格按照设计要求控制墙后填土压实度或相对密度，使粘性土压实度不小于0.90，砂性土相对密度不小于0.65。

3、其他坝肩渗漏原因及对策

坝上游坝坡土工膜与两岸护坡的衔接不严导致的渗漏；

放空管与土工膜结合部焊接不严，致使坝上游未形成完整封闭的防渗区域导致的渗漏；

以上两种原因对策为施工中严格实行隐蔽工程单元工程质量验收工作，注意土工膜与两岸护坡的衔接，验收不合格者一律不准进行覆盖。

试通水时管道的振动导致防水套管产生裂缝，致使土体与防水套管结合处产生的渗漏问题；对策为防水套管一律采用柔性接口，禁用刚性接口。

三、坝基及坝体渗透破坏产生的原因及对策

1、坝基渗透

原因：坝前上游河底土工膜遇坝体时沿上游坝坡向上延伸，最后深入坝顶处下方边坡混凝土中，若施工中未将土工膜末端深入边坡混凝土，或施工中不适当的机械占压等原因，将可能导致土工膜密封不严密，进而产生坝基渗漏现象。

对策：施工中严格控制各工序中土工膜与其他部位的衔接，防止不规范操作导致的施工机械对已铺设土工膜的碾压破坏等。

2、坝体渗漏

原因：因某市处于严寒地区，为减轻冻融破坏，根据《水工建筑物抗冰冻设计规范》（SL211-2006），坝体浆砌石砌筑材料应采用二级配混凝土，对浆砌石施工提出了较高要求，经本次试通水过程中部分浆砌石出现的破坏问题进行的对比分析，发现施工中混凝土的和易性不佳将对浆砌石的防渗能力结构强度产生较大影响。

对策：加强浆砌石混凝土的振捣等措施，拌制混凝土前严格实施混凝土配合比等实验。

四、结论

艺术堰坝肩及坝基等的处理属于隐蔽工程，处理不当易发生渗漏问题，具有通水前渗漏问题不易发现，通水后出现渗漏问题不易处理等特点，只有加强施工过程中各环节的质量控制与检查检验，施工中各方密切配合，注意施工中各环节的衔接，严格控制各技术指标，把握好“允许渗漏但不允许渗漏破坏”的原则，才能有效控制渗流问题的产生。

参考文献：

[1] SL211-2006，《水工建筑物抗冰冻设计规范》。

作者简介：赵海涛（1982年生），男，河北栾城人，工程师，大学本科，主要从事水利工程设计。