深厚覆盖层上土石坝施工的防渗处理与质量控制研究

引言：土石坝作为一种常见的水利工程坝型，具有就地取材、适应性强等优点。然而，在深厚覆盖层上进行土石坝施工时，防渗处理与质量控制面临诸多挑战。深厚覆盖层通常具有透水性强、地质条件复杂等特点，若防渗处理不当，极易引发渗漏问题，影响土石坝的安全与稳定。因此，深入研究深厚覆盖层上土石坝施工的防渗处理与质量控制具有重要的现实意义。

一、深厚覆盖层对土石坝防渗的挑战

深厚覆盖层主要由砂砾石、卵石等松散颗粒构成，具有较强的透水性。土石坝建在此类覆盖层上，水头作用下，水流会通过覆盖层孔隙向下游渗透，导致坝基渗漏。若覆盖层处理不妥，渗漏量会增加，带走细颗粒，扩大土体孔隙，形成集中渗漏通道，引发水库严重漏水，威胁大坝安全。同时，深厚覆盖层地质复杂，可能伴有不均匀沉降等问题，使得防渗处理更加困难。

二、深厚覆盖层上土石坝的防渗处理技术

（一）水平防渗技术

水平防渗技术主要涉及防渗铺盖。该技术通过在上游铺设低渗透材料来延长渗径，减少渗漏。但在深厚覆盖层上，这种方法效果有限。与垂直防渗相比，水平防渗效果较弱，且在复杂地质条件下适用性受限。例如，80 年代后期出现的人工土工膜，其水平防渗能力与垂直防渗相当，但在深厚覆盖层上的效果仍不能满足高要求。

（二）垂直防渗技术

1. 防渗墙

防渗墙对各种地层的适应性强，造价相对较低，因此在地基防渗处理中得到了广泛应用。一般做法是用冲击钻分段建造槽型孔，以泥浆固壁，然后在槽孔内用水浇注混凝土的方法浇成墙。从国内外已建工程经验来看，混凝土防渗墙的抗渗比降一般可达到 70—100，厚度为 1.2-1.4m 且处理深度小于 80m 的防渗墙设计、施工技术成熟。例如，我国四川南桠河治勒水库大坝右坝肩防渗墙施工廊道基础下采用了 60m 深的防渗墙下接 3 排 60 余米深的覆盖层帷幕灌浆；新疆下坂地工程坝基覆盖层深 150m ，坝基采用 85m 深的防渗墙下接4 排帷幕灌浆进行深厚覆盖层基础防渗处理。

2. 帷幕灌浆

帷幕灌浆通过钻孔注入水泥浆等材料，形成低渗透性防渗体。适用于岩基裂隙渗漏或松散层渗透问题，尤其适合复杂地质条件。例如，帷幕灌浆可与防渗墙结合使用，提高防渗效果。

3. 高压喷射灌浆

高压喷射灌浆通过切割地层并同步灌浆，形成垂直防渗结构。适用于砂层、粉土层等松散地层，可调整喷射角度和浆液配比，形成不同形状的防渗体。可针对局部渗漏严重区域进行精确处理，提高防渗的针对性和有效性。

4. 土工膜防渗

垂直铺设土工膜或复合土工膜形成柔性防渗屏障，常与灌浆、混凝土墙等技术配合使用。优势在于抗化学腐蚀性强、施工便捷，适用于局部渗漏修补或辅助防渗。例如，土工膜可用于修补土石坝的局部渗漏部位，防止渗漏扩大。

三、深厚覆盖层上土石坝施工的质量控制要点

（一）料场质量控制

料场是土石坝施工的关键原材料来源，其质量控制极为重要。需定期检查土料的土质、大小、杂质和含水量是否达标。若土料含水量过高，应改善排水、防雨，并翻晒或轮换掌子面以降低含水量。若仍不达标，可使用机械烘干。土料含水量不均时，应堆筑“土牛”使含水量均匀。含水量偏低时，粘性土料可在料场加水，非粘性土料则在坝面喷洒加水，以减少运输过程中的水量损失。

（二）坝面质量控制

在坝面作业中，应对铺土厚度、填土块度、含水量大小、压实后的干容重等进行检查，并提出质量控制措施。对粘性土，含水量的检测是关键。简单办法是“手检”，即手握土料能成团，手指撮可成碎块，则含水量合适。更精确可靠的方法是用含水量测定仪测定。为便于现场质量控制，及时掌握填土压实情况，可绘制干容重、含水量质量管理图。若填土压实不合格，可据以及时采取补压等措施。干容重取样试验结果，其合格率应不小于 90% ，不合格干容重不得低于设计干容重的 98% ，且不合格样不得集中。须对坝面、坝基、削坡、坝肩接合部、与刚性建筑物连接处以及各种土料的过渡带进行检查。对土层层间结合处是否出现光面和剪力破坏应引起足够重视，认真检查。对施工中发现的可疑问题，如上坝土料的土质、含水量不合要求，漏压或碾压遍数不够，超压或碾压遍数过多，铺土厚度不均匀及坑洼部位等应进行重点抽查，不合格者返工。对于反滤层铺填的厚度、是否混有杂物、填料的质量及颗粒级配等应全面检查。通过颗粒分析，查明反滤层的层间系数（D50/d50）和每层的颗粒不均匀系数（d60/d10）是否符合设计要求。土坝的堆石棱体主要应检查上坝石料的质量、风化程度、石块的重量、尺寸、形状、堆筑过程有无离析架空现象发生等。对于堆石的级配、孔隙率大小，应分层分段取样，检查是否符合规范要求。

（三）防渗施工质量控制

在防渗施工过程中，应严格按照设计要求和施工规范进行操作。对于防渗墙施工，要控制好造孔质量，确保槽孔的垂直度和尺寸符合要求。在混凝土浇筑过程中，要注意混凝土的配合比、浇筑速度和振捣质量，防止出现混凝土缺陷。对于帷幕灌浆，要控制好灌浆压力、浆液浓度和灌浆量，确保灌浆效果。在高压喷射灌浆施工中，要调整好喷射角度和浆液配比，保证防渗结构的形成质量。土工膜铺设时，要注意铺设的平整度和搭接质量，防止出现渗漏点。

四、深厚覆盖层上土石坝施工的质量控制措施

（一）建立健全质量保证体系

施工单位需建立完善的质量保证体系，设立专职质量检查机构，由主要负责人领导。应持续检查体系执行情况及人员、设备状况。质检和施工人员应坚持“预防为主”和“质量第一”的原则，紧密合作，确保工序操作质量，避免质量事故。

（二）加强人员培训与管理

施工单位应对碾压、平土操作人员进行培训，统一施工操作方法，经考试合格后，方可操作。同时，要加强对施工人员的管理，明确各岗位的职责，确保施工人员严格按照施工规范和质量要求进行作业。

（三）强化施工过程监控

利用施工监控技术，如实时监控系统和 GPS 监控系统，全程监控施工。实时监控系统规范料源质量管理，及时发现并纠正卸料错误，确保坝料填筑质量。GPS 监控系统让人员实时掌握碾压机工作状态，包括速度、振动、遍数等，结束时显示未合格区域，确保碾压质量。

（四）做好质量检验与记录

质量检查部门对所有取样检查部位的平面位置、高程、检验结果等均应如实记录，并逐班、逐日填写质量报表，分送有关部门和负责人。质检资料必须妥善保存，防止丢失，严禁自行销毁。施工单位质量检查部门应在有业主、监理单位代表参加的验收小组领导下，参加施工期的分部验收工作，特别是隐蔽工程，应详细记录工程质量情况。

结论

土石坝施工中，防渗处理和质量控制至关重要。采用防渗墙、帷幕灌浆等技术可解决渗漏问题。强化质量控制、建立质量保证体系、加强人员培训和施工监控，确保施工质量。根据地质和工程需求选择合适技术，提升施工水平，保障水利工程安全。

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