土石坝垂直防渗加固措施综述 A review of vertical anti-seepage reinforcement measures for earth and rockfilled dam.pdfVIP

第4期 水利水运工程学报 N。．4 2014年8月 ItYDRO-SCIENCEAND ENGINEERING Aug．2014 土石坝垂直防渗加固措施综述 庞 琼1，．．-v_-x-1’。，谷艳昌1”，张云宝3 (1．南京水利科学研究院，江苏南京210029；2．水利部大坝安全管理中心，江苏南京210029；3．西藏 满拉水利枢纽管理局，西藏江孜857400) 捅要：我国土石坝数量众多，渗流问题引起的大坝病害与险情严重危及土石坝的运行安全。近年来，我国全面 开展了病险水库除险加固工作，垂直防渗加固措施因防渗效果显著，在实际工程中得到广泛应用。通过收集病 险土石坝除险加固资料、开展现场调研分析及查阅大量相关文献，总结土石坝常用垂直防渗加固措施主要有灌 浆、防渗墙和土工合成材料防渗技术等。文中阐述各技术措施的应用历史与发展现状，归纳垂直防渗设计原则 和不同垂直防渗加固措施防渗原理及其施工工艺，对比分析各自的防渗体厚度、处理深度、防渗效果、工程施 工、环境影响、投资造价、适用地层、工效等特征与适用性。分析认为垂直防渗加固措施的选择，应综合考虑坝 基地形地质条件、工程施工难度、环境影响及投资造价等诸多因素。 关 键词：病险水库；土石坝；垂直防渗措施；防渗原理；除险加固；适用性 中图分类号：TV698 文献标志码：A 根据国际大坝委员会2011年注册大坝数据库统计…，全球已注册大坝37641座，其中约2／3为土 坝嵋1；截至2011年底，中国已建成水库97246座∞J，其中约93％为土石坝。随着土石坝服役年限增长，较高 的事故量及病险情况逐渐显现。我国90％以上土石坝建于20世纪50至70年代，受当时技术经济条件限 制HJ，工程建设先天不足，加之后期维护管理不到位，工程老化失修严重，病险问题日益突出，直接威胁到人 民群众生命与财产等安全。通过工程或非工程措施消除土石坝安全隐患十分必要和非常迫切。至今，我国 已进行数千座病险水库除险加固，约1／3以上的病险土石坝采取了混凝土防渗墙、高喷防渗墙、帷幕灌浆等 垂直防渗措施。这些水库大坝除险加固任务完成后，垂直防渗措施取得不同程度的效果，有效消除了安全隐 患，恢复了防洪库容，增强了水资源调控能力。 本文阐述常用垂直防渗措施的应用历史及发展现状、设计原则、防渗原理及施工工艺，综合分析坝基地 形地质条件、工程施工难度、环境影响及投资造价等诸多因素，总结了各项垂直防渗措施的适用性。 常用垂直防渗加固措施历史 垂直防渗措施，即通过置换、填充、挤密、冻结及化学作用等手段在土层中形成一个垂直的防渗帷幕墙 体，从而达到截水、阻水的目的。根据工程实际经验，垂直防渗截流效果优于水平防渗，应用更为广泛‘5|。 通过收集病险土石坝除险加固资料睁81，总结土石坝常用垂直防渗加固技术的工程措施主要有灌浆、防渗墙 和土工合成材料防渗技术等，这些技术按材料和施工方法又可以进行细分，见表1。 收稿日期：2014—01—03 基金项目：国家国际科技合作专项(2011DFA72810)；南京水利科学研究院重点基金项目(Y713007) 万方数据 表1常用垂直防渗加固技术 reinforcement Tab．1Commonvertical technologies anti．seepage 此外，还有截水槽开挖回填黏土防渗、化学灌浆、坝基岩溶投反滤料灌浆、自凝灰浆防渗墙等技术。 1．1灌浆 最早的灌浆法始于1802年，法国人查理士·贝里尼(Charles 黏土石灰浆灌注法修补损坏的砌筑墙；1938年英国人第1次把水泥浆作为灌浆材料应用于汤姆逊隧道H1； 浆效果提出质疑，但80年代包括欧洲