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人工深水湖湖底防渗技术研究 谢定松崔亦昊 刘杰 (中国水利水电科学研究院岩土工程研究所，北京100044) 摘要：人工深水湖湖底防渗可采用的方法较多，如土工膜防渗，GCL防渗，碾压黏土以及水中抛土防渗等， 但是如何经济、合理又能满足环保要求，是需要探讨的问题。本文结合环保对湖底防渗要求、水下开挖及防渗 施工的特点，专门研究了利用当地土料在湖水中抛填土料形成防渗层的方法。通过水中抛土试验，阐明了湖水 中抛土防渗是可行的，防渗层的防渗性能与抛填土料物理性质、抛填土层厚度、抛填水深、湖水水质等因素直 接有关。同时还研究了运行过程中的渗透压密作用。试验结果表明，采用湖水中抛土防渗的方案既可减少施1= 难度，又可满足成湖及水文地质及环境保护的要求。 关键字：湖底防渗 防渗标准土料性质土层厚度 1 湖底防渗标准的确定原则及防渗方法 人工深水湖湖底防渗可采用的方法较多，如土工膜防渗，GCL防渗，碾压黏土以及水中抛土防渗等，但 km2，经多方论 是如何经济、合理又能满足环保要求，是需要探讨的问题。郑州市拟建的龙湖，水域面积6．0 证结果，从游览、水源条件及环保三个方面要求，水深4．5m，最佳的湖底防渗标准是防渗层的渗透系数为 10-5 cngs，若防渗标准过高，则不仅湖水水质不易保证，而且影响周围生态平衡，若达不到此一防渗标准， 湖面水位无法保证，成湖困难。从施工角度要求，因湖区周围地下水位较高，若用干法施工，需采用湖底和 周边降水措施，不仅工程费用大，施工期影响周围环境，而且可采用的防渗措施防渗标准往往偏高，防渗标 准偏高，不利于湖区地下水位的补给及湖水的自净作用，不利于环保；多次论证结果，若用水中抛填土料防 渗的方法能达到防渗要求，既经济又合理。为此，专门研究了利用当地土料湖水中抛土防渗方法的可行性。 。本文从抛填土料物理性质、抛填土层厚度、抛填水深、湖水水质方面阐明了湖水中抛土防渗的可行性， 同时还研究了运行过程中的渗透压密作用。 · 试验结果表明，采用湖水中抛土防渗方案既可减少施工难度，又可满足成湖及水文地质及环境保护的要 求，防渗土层的平均渗透系数可达胛×10-’cm／s。防渗土层的渗透系数 主要决定于抛填土的物理性质及土层厚度。土性以中粉质壤土，液限含 00 水量30％左右的土料为最好，厚度80～1cm。 2试验技术与试验用料 2．1 试验仪器 试验在大型垂直渗透仪中进行，仪器为有机玻璃制品，直径30cm， 通过侧壁可直接观测水中抛填土的各种性状(土体的分选、土体结构、 渗透变形等)。其底部有≯8mm的透水板，以支撑土体。透水板上放置 铜丝布，以防渗透破坏。 上游与移动式供水箱相连接，通过变换水箱的高度来控制试验水 耋。测量系苎曼毳三三之要：=2掣曼l管≤警流量；③从仪器壁直接观 l覆Iab统系量测及仪透渗直垂用所验试1图“。“一”“”一一”“”一……… 察。刚 1,。／ 试验所用垂直渗透仪及测量系统。 2．2试验方法 ．．Rg-．vem：a1p。彻eabi!y． 9 ’ 2．2．1试验用水 关于试验用水的除气问题，这已成为渗流试验中需解决的问题。若试验用自来水直接试验，气泡堵塞极 ·259· 为严重，试验结果渗透系数往往偏小，不能反映土体的真正渗透系数。我们的解决办法是将试验用水先存放 在一个大的容器中，让其自然曝气48h以上。静放于容器中的自来水，在水温30。C，日最高气温36-37。C， 经24h后释放气体约为水体积的3．5％。，48h后则约为5％0，这样在室温下不会进一步释放气体，可保证试 验结果的可靠性。 2．2．2抛填方法 抛填水深均为1m，最大抛填土块控制在5-6cm的范围内，土块保持天