沖積型地基堤壩工程滲流控制56p課件

第七章沖積型地基堤壩工程滲流控制滲流控制的主要任務(wù)控制的方法和途徑垂直防滲方案研究第七章沖積型地基堤壩工程滲流控制滲流控制的主要任務(wù)1第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)必要性：沖積型地基分布廣（長江、黃河、珠江三角洲）（江河湖泊平原）沖積地基工程最大問題：滲流

1、堤防傍河而建，堤線受河勢制約；

2、堤身填筑質(zhì)量差；

3、堤后坑塘多，天然弱透水覆蓋層被削弱。第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)必要性：2第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)堤基滲透破壞的成因和分類：堤基的滲透破壞常表現(xiàn)為泡泉、沙沸、土層隆起、浮動(dòng)、膨脹、斷裂等，通常統(tǒng)稱為管涌。堤基的滲透破壞一般均為土力學(xué)中的流土破壞。產(chǎn)生的原因：隨著汛期水位的升高，背水側(cè)堤基的滲透出逸坡降增大，一旦超過堤基的抗?jié)B臨界坡降就會(huì)產(chǎn)生滲透破壞。第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)堤基滲透破壞的成因和分類：3第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)堤基滲透破壞的成因和分類：滲透破壞首先在堤基的薄弱環(huán)節(jié)出現(xiàn)，如坑塘或表土層較薄的位置。對(duì)近似均質(zhì)的透水堤基，滲透破壞首先發(fā)生的堤腳處。堤基管涌，尤其是近堤腳的管涌，發(fā)展速度快，容易形成管涌洞，對(duì)管涌堤段必須進(jìn)行除險(xiǎn)加固。堤身直接座落在砂礫石強(qiáng)透水層上，或座落在強(qiáng)風(fēng)化的巖基上，則在堤身與堤基的結(jié)合面也可能發(fā)生接觸沖刷或接觸流土破壞。第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)堤基滲透破壞的成因和分類：4第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)滲流控制的主要任務(wù)降低滲流水頭

堤壩滲流水頭越大，下游邊坡穩(wěn)定性越差，坡腳附近易發(fā)生浸水（散浸）、流土險(xiǎn)情。

減小滲透坡降

實(shí)際滲透坡降超出土的允許滲透坡降?？刂茲B流量不可避免，控制在允許范圍內(nèi)。（水庫庫水缺失、堤防背水側(cè)沼澤化、抬高農(nóng)田水位）第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)滲流控制的主要任務(wù)5第二節(jié)控制的途徑和方法控制的途徑和方法控制途徑：防滲、排滲、壓滲、滲流出口設(shè)反濾層第二節(jié)控制的途徑和方法控制的途徑和方法6第二節(jié)控制的途徑和方法防滲在壩體、堤身及地基上利用弱透水材料（黏土、水泥土、混凝土、瀝青混凝土、防滲土工塑膜等）做成防滲體，以消殺部分水頭；同時(shí)減小滲透坡降和滲透量。形式：垂直防滲、水平防滲第二節(jié)控制的途徑和方法防滲7第二節(jié)控制的途徑和方法垂直防滲原則：符合前堵后排的原則、堤身和堤基滲流控制措施統(tǒng)一考慮的原則方案的選擇主要考慮適應(yīng)工程性質(zhì)、條件，可滿足工程防滲目的和要求，有一定的防滲標(biāo)準(zhǔn)，工程費(fèi)用較低等因素。堤身：截滲墻（薄防滲墻、定擺噴、板樁墻），劈裂灌漿等防滲體。在防滲體不能和地基防滲措施統(tǒng)籌實(shí)施時(shí)，可考慮截滲墻方案。第二節(jié)控制的途徑和方法垂直防滲8第二節(jié)控制的途徑和方法堤基：透水堤基垂直防滲處理可采用截水槽、截滲墻等作為防滲體。材料：粘性土、土工膜、固化灰漿、水泥、水泥砂漿、混凝土、塑性混凝土、瀝青混凝土、化學(xué)材料；施工：人工開挖、機(jī)械開挖、鋪設(shè)、沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆、抓斗、輪銑、射水、鋸槽、斗式、多頭鉆、定擺噴、灌漿、板樁、攪拌樁等技術(shù)；其厚度和設(shè)置方式應(yīng)滿足材料允許滲透坡降要求；其防滲性能、效果應(yīng)符合防滲要求和適應(yīng)防滲體的布置。第二節(jié)控制的途徑和方法堤基：透水堤基垂直防滲處理可采用截水9第二節(jié)控制的途徑和方法垂直防滲傳統(tǒng)：心墻、斜墻、截水槽、和灌漿帷幕

高土石壩：瀝青混凝土、混凝土防滲墻

既有土石壩和堤防：高壓噴射注漿法、深層水泥土攪拌、劈裂灌漿、沖抓套井回填黏土、壩體垂直鋪塑或上游坡鋪塑（土工復(fù)合膜）等第二節(jié)控制的途徑和方法垂直防滲10第二節(jié)控制的途徑和方法幾種垂直防滲與地基加固方法的比較

在堤防除險(xiǎn)加固工程中，比較適用的有灌漿法、防滲墻法、高壓噴射灌漿法、深層攪拌法和振沖法等幾種，其中灌漿法、防滲墻法高壓噴射灌漿法和深層攪拌法既可以做成防滲墻，處理地基滲漏問題，也可以用于地基加固。而振沖法、強(qiáng)夯法、排水固結(jié)法等可應(yīng)用于新建或改建堤防工程中。第二節(jié)控制的途徑和方法幾種垂直防滲與地基加固方法的比較11幾種主要垂直防滲與地基加固方法的比較加固方法特點(diǎn)和功能適用范圍備注灌漿法適應(yīng)性廣，不受加固深度限制?？杉庸蹋罎B帷幕灌漿。砂礫石和濕陷性黃土地基防滲墻法堤防的垂直防滲各類砂性土，粘土及濕陷性黃土等高壓噴射注漿法加固地基，采用定噴和擺噴法可組成防滲帷幕。各種粘性土、沖填土、粉細(xì)砂、砂礫石等基礎(chǔ)處理地下水流速過大，無填充物的巖溶地段、永凍土層不宜深層攪境拌法（水泥土加固法）加固地基，成樁深度30m，也可組成水泥土擋墻，形成隔水帷幕，成墻深度可達(dá)18m各種粘性土，沖填土，砂性土性地基幾種主要垂直防滲與地基加固方法的比較加固方法特點(diǎn)和功能適用范12幾種主要垂直防滲與地基加固方法的比較加固方法特點(diǎn)和功能適用范圍備注振沖法提高基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定及抗震防液化能力。砂性土及粘性土地基加固。飽和超軟粘土（抗剪強(qiáng)度＜20kPa）地基要慎用擠密砂樁法防止松散砂土振動(dòng)液化，對(duì)軟弱粘性土可提高承載力新建或改建堤防工程砂性土和軟弱粘土地基的加固已建堤防工程要慎用。強(qiáng)夯法同上同上同上排水固結(jié)法解決地基沉降和穩(wěn)定新建或改建工程軟粘土地基處理。幾種主要垂直防滲與地基加固方法的比較加固方法特點(diǎn)和功能適用范13第二節(jié)控制的途徑和方法劈裂灌漿

沿堤頂軸線單排布孔，利用灌漿壓力將堤身沿其走向劈開并灌漿，從而在堤身內(nèi)沿其走向形成一厚度10cm左右的防滲幕。同時(shí)還具有壓密堤身和充填洞穴的作用。垂直鋪塑在堤頂沿大堤走向用開槽機(jī)在堤身內(nèi)垂直成槽，然后鋪設(shè)土工膜并用粘土漿回填，從而達(dá)到降低堤身滲流量和浸潤線的目的。第二節(jié)控制的途徑和方法劈裂灌漿14第二節(jié)控制的途徑和方法劈裂灌漿利用堤身的最小主應(yīng)力面和堤軸線方向一致的規(guī)律，以土體水力劈裂原理，沿堤軸線布孔，在灌漿壓力下，以適宜的漿液為能量載體，有控制地劈裂堤身，在堤身形成密實(shí)、豎直、連續(xù)、一定厚度（10cm～50cm)的漿液防滲固結(jié)體，同時(shí)與漿脈連通的所有裂縫、洞穴等隱患均可被漿液充填密實(shí)。適應(yīng)于處理堤身浸潤線出溢點(diǎn)過高、有散浸現(xiàn)象、裂縫（不包括滑坡裂縫）、各種洞穴。第二節(jié)控制的途徑和方法劈裂灌漿15第二節(jié)控制的途徑和方法劈裂灌漿方法：一次成孔。采用取土鉆頭干鉆鉆進(jìn)或沖擊錘頭錐擊鉆進(jìn)，可泥漿循環(huán)護(hù)壁。多采用單排布孔。孔距5m～10m。彎曲堤段適當(dāng)縮小孔距。要求：少灌多次，分序灌漿，推遲壩面裂縫的出現(xiàn)和控制裂縫的開度在3cm之內(nèi)，并在灌后能基本閉合。每孔灌漿次數(shù)應(yīng)在5次以上，每次灌漿量控制在每米0.5m3～1m3之間。形成的脈狀泥墻厚度應(yīng)在5cm～20cm之間。一年后脈狀泥墻的容重應(yīng)大于14kN/m3，一般可達(dá)15kN/m3～17kN/m3，水平向滲透系數(shù)達(dá)(10-6～10-8)cm/s第二節(jié)控制的途徑和方法劈裂灌漿16第二節(jié)控制的途徑和方法灌漿孔口壓力：以產(chǎn)生沿堤線方向脈狀擴(kuò)散形成一連續(xù)的防滲體，但又不得產(chǎn)生有害的水平脈狀擴(kuò)散和變形為準(zhǔn)，需要現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)或施工前期確定。堤防灌漿口壓力多在0.1MPa～1MPa間?？刂茀?shù)：起始劈裂壓力、裂縫的擴(kuò)展壓力、最大控制灌漿壓力。應(yīng)根據(jù)不同情況通過經(jīng)驗(yàn)和灌漿試驗(yàn)確定。第二節(jié)控制的途徑和方法灌漿孔口壓力：17第二節(jié)控制的途徑和方法注意：應(yīng)在不擋水的枯水期進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)核算灌漿期堤坡的穩(wěn)定性，進(jìn)行堤身變形、裂縫等觀測，以策安全。對(duì)于較寬的堤防，也應(yīng)核算堤身應(yīng)力分布，避免貫穿性橫縫產(chǎn)生。灌漿效果檢查：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、彈性波法、現(xiàn)場透水試驗(yàn)、現(xiàn)場載荷試驗(yàn)等。第二節(jié)控制的途徑和方法注意：應(yīng)在不擋水的枯水期進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)18第二節(jié)控制的途徑和方法沖抓套井回填黏土防滲墻利用沖抓式打井機(jī)具，在土壩或堤壩滲漏范圍的防滲體中造孔，用粘性土料分層回填夯實(shí)，形成連續(xù)的黏土防滲墻。同時(shí)，回填夯擊時(shí)，擠壓井壁土層，密實(shí)周圍土體。注意：用于高度＜25m的壩體。雨季、水下施工困難。壩基滲漏難保證。第二節(jié)控制的途徑和方法沖抓套井回填黏土防滲墻19第二節(jié)控制的途徑和方法垂直鋪塑防滲用專門的開溝槽機(jī)械在泥漿護(hù)壁情況下開出0.15m～0.30m寬的溝槽，在溝槽中用鋪膜機(jī)鋪設(shè)土工膜后用土回填溝槽，形成以塑膜為主體的防滲體。對(duì)解決堤身、壩體（壩高＜20m）散浸、集中滲流、堤腳附近的滲透破壞等效果顯著。第二節(jié)控制的途徑和方法垂直鋪塑防滲20第二節(jié)控制的途徑和方法水平防滲在壩基上游地基上做黏土鋪蓋或水平鋪塑。作用：不能截?cái)酀B流，可延長滲徑、減小滲透坡降、滲流量和揚(yáng)水壓力。壩基滲透性很強(qiáng)時(shí)應(yīng)與壩后蓋重壓滲措施相結(jié)合，或改用垂直防滲措施。第二節(jié)控制的途徑和方法水平防滲21第二節(jié)控制的途徑和方法排滲將強(qiáng)透水材料設(shè)置在堤壩內(nèi)部與地基的一些滲流坡降較大的部位作排水體，使?jié)B透壓力提前釋放，并通過排水體自由地排向下游，以保證建筑物的穩(wěn)定性。排滲形式：垂直：直立式排水、貼坡排水、深入地基的減壓溝、減壓井水平：壩體內(nèi)的褥墊排水、管式排水、下游壩址導(dǎo)滲排水。第二節(jié)控制的途徑和方法排滲22第二節(jié)控制的途徑和方法排滲第二節(jié)控制的途徑和方法排滲23第二節(jié)控制的途徑和方法砂礫料貼坡排水示意圖土工織物反濾層貼坡排水示意圖第二節(jié)控制的途徑和方法砂礫料貼坡排水示意圖土工織物反濾層貼24第二節(jié)控制的途徑和方法透水壓浸平臺(tái)一般適用于散浸嚴(yán)重、堤身斷面單薄、背水坡較陡、外灘狹窄的情況。應(yīng)采用比堤身透水性大的材料填筑，高度應(yīng)高出滲水的最高出逸點(diǎn)0.5m～1.0m，頂寬2m～4m，坡度1:3～1:5，長度應(yīng)超出散浸堤段兩端各5m。戧體材料滲透性大斷面可小一些，相反則應(yīng)大一些。當(dāng)?shù)躺磔^高時(shí)可采用兩級(jí)或多級(jí)平臺(tái)。第二節(jié)控制的途徑和方法透水壓浸平臺(tái)25第二節(jié)控制的途徑和方法透水壓浸平臺(tái)示意圖第二節(jié)控制的途徑和方法透水壓浸平臺(tái)示意圖26第二節(jié)控制的途徑和方法水平排水這種方法只有在堤壩加高培厚和增設(shè)壓滲臺(tái)時(shí)才可能應(yīng)用。水平排水不但可以降低堤身的浸潤線，對(duì)透水堤基還可以有效降低堤基的出逸比降，但會(huì)使堤基的滲流量有所增加。水平排水的長度、厚度應(yīng)根據(jù)滲流計(jì)算來確定。當(dāng)采用砂礫料、土工織物做水平排水體的材料時(shí)，材料的選擇和施工要求應(yīng)按照反濾層的設(shè)計(jì)和施工要求嚴(yán)格執(zhí)行。第二節(jié)控制的途徑和方法水平排水27第二節(jié)控制的途徑和方法排水溝

排水溝比較適用于：雙層結(jié)構(gòu)、表土層較薄、下臥透水層較均勻的地基，透水性均勻的單層結(jié)構(gòu)地基以及上層透水性大于下層的雙層結(jié)構(gòu)地基。排水溝一般要與背水側(cè)壓滲蓋重聯(lián)合使用，此時(shí)排水溝應(yīng)布置在蓋重的端部。排水溝的幾何尺寸取決于預(yù)計(jì)的滲流量、期望的滲流控制效果、施工的實(shí)際情況以及排水溝開挖地點(diǎn)的材料穩(wěn)定性，并且要挖穿表層弱透水層。同時(shí)排水溝的周邊應(yīng)設(shè)置反濾排水層，以防排水溝發(fā)生滲透破壞。排水溝的滲流控制效果應(yīng)通過理論或數(shù)值計(jì)算確定。第二節(jié)控制的途徑和方法排水溝28第二節(jié)控制的途徑和方法水平排水的效果示意圖第二節(jié)控制的途徑和方法水平排水的效果示意圖29第二節(jié)控制的途徑和方法背水側(cè)蓋重壓滲堤壩強(qiáng)透水層深厚，垂直防滲不現(xiàn)實(shí)，水平效果不好時(shí)使用。剩余水頭很大時(shí)，宜蓋重壓滲與反濾導(dǎo)滲（反濾排水溝、反濾減壓井）相結(jié)合。第二節(jié)控制的途徑和方法背水側(cè)蓋重壓滲30第二節(jié)控制的途徑和方法背水側(cè)蓋重壓滲第二節(jié)控制的途徑和方法背水側(cè)蓋重壓滲31背水側(cè)反濾壓蓋背水側(cè)反濾壓蓋32背水側(cè)反濾壓蓋背水側(cè)反濾壓蓋33第二節(jié)控制的途徑和方法排水減壓井

減壓井比較適用于表土層和透水層均較厚的雙層堤基、多層堤基以及含水層成層性顯著或透鏡體較多的地基。此時(shí)采用封閉式垂直防滲幕墻成本太高或不可能，懸掛式垂直防滲效果很差，減壓溝由于開挖較深也不宜采用。當(dāng)然，對(duì)表土層較薄的雙層或多層地基也可以使用排水減壓井。實(shí)踐表明，如果減壓井不被淤堵，其滲流控制效果非常顯著。并逐漸適用于所有地基情況。第二節(jié)控制的途徑和方法排水減壓井34第二節(jié)控制的途徑和方法減壓井結(jié)構(gòu)圖

第二節(jié)控制的途徑和方法減壓井結(jié)構(gòu)圖35第二節(jié)控制的途徑和方法排水減壓井

布置：應(yīng)盡量布置在背水堤腳附近，以便有效控制堤基滲流。從安全性考慮，減壓井一般是布置在背水側(cè)壓滲蓋重端部，并與明溝相通，滲水通過明溝排走。間距一般為15m～20m。透水管段應(yīng)設(shè)在主要的透水層，在堤基為分層結(jié)構(gòu)時(shí)更是如此。透水段的長度應(yīng)大于主要透水層厚度的25％，一般多采用50%～75%。井徑應(yīng)能允許最大設(shè)計(jì)流量通過而不發(fā)生過大的水頭損失，直徑不應(yīng)小于15cm。井徑宜大不宜小。井口高程越低，減壓效果越好，但井口高程應(yīng)高于井不排水時(shí)排水溝中可能出現(xiàn)的最高水位，以防泥水倒灌。第二節(jié)控制的途徑和方法排水減壓井36第二節(jié)控制的途徑和方法排水減壓井

組成：由進(jìn)水花管、升水管和井口、井帽和出水口三部分組成；井管應(yīng)采用耐腐蝕的材料（聚乙烯或塑料管）。為防止或延緩淤堵，管徑應(yīng)大一些?；ü芡鈶?yīng)填反濾料，花管開孔率一般為10%～20％，開孔可采用圓孔、條形孔等形式。效果：竣工初期很好，隨著時(shí)間的推移，由于透水段的機(jī)械和化學(xué)淤堵，減壓井的流量逐漸減小，影響減壓井推廣應(yīng)用。使用過程中應(yīng)避免減壓井管被堵塞和淤塞，根據(jù)需要可定期進(jìn)行洗井。

第二節(jié)控制的途徑和方法排水減壓井37第三節(jié)垂直防滲方案研究沖積型堤壩地基結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)防滲墻布設(shè)方案與土層結(jié)構(gòu)的關(guān)系防滲墻合理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)研究第三節(jié)垂直防滲方案研究沖積型堤壩地基結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)38第三節(jié)垂直防滲方案研究沖積型堤壩地基結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)按砂層埋藏分布和滲流特點(diǎn)分三類：

1）雙層結(jié)構(gòu)堤基：表層為弱透水性黏土層、粉質(zhì)黏土或淤泥質(zhì)土層，下臥強(qiáng)透水的粉細(xì)砂層或砂礫石層。砂層滲流為承壓滲流，表土層較薄時(shí)，堤防背水側(cè)砂基滲流壓力超過表土層有效蓋重，滲流易頂穿覆蓋層使地基發(fā)生滲透破壞。第三節(jié)垂直防滲方案研究沖積型堤壩地基結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)39第三節(jié)垂直防滲方案研究雙層結(jié)構(gòu)堤基第三節(jié)垂直防滲方案研究雙層結(jié)構(gòu)堤基40第三節(jié)垂直防滲方案研究2）淺砂層表露堤基：堤身直接建在淺砂層地基上，堤基極易發(fā)生滲透變形。單一勻質(zhì)砂基亦屬此類。

第三節(jié)垂直防滲方案研究2）淺砂層表露堤基：堤身直接建在淺41第三節(jié)垂直防滲方案研究淺砂層表露堤基第三節(jié)垂直防滲方案研究淺砂層表露堤基42第三節(jié)垂直防滲方案研究3）多層堤基：表層為弱覆蓋層，下為較淺的砂層，其下又為黏土層再下為深厚砂層或砂卵石層。夾層堤基除具雙層堤基相似的滲流特性，還具滲流各向異性，不同土層之間存在越層滲流。含弱透水透鏡體或強(qiáng)透水透鏡體的堤基也屬此類。第三節(jié)垂直防滲方案研究3）多層堤基：表層為弱覆蓋層，下為43第三節(jié)垂直防滲方案研究多層堤基第三節(jié)垂直防滲方案研究多層堤基44第三節(jié)垂直防滲方案研究防滲墻布設(shè)方案與土層結(jié)構(gòu)的關(guān)系1、雙層地基防滲墻布置垂直防滲應(yīng)布置在臨水堤腳或堤頂靠臨水側(cè)。適用于地基透水層較薄、隔水層較淺的情況，此時(shí)可以做成封閉式防滲幕墻，堤基的滲流量和揚(yáng)壓力可以得到有效控制，從而可以達(dá)到根治堤基滲透破壞的目的。計(jì)算表明，可削減40%以上的水頭，滲流出口處的滲透坡降減小，壩體浸潤線明顯下降。第三節(jié)垂直防滲方案研究防滲墻布設(shè)方案與土層結(jié)構(gòu)的關(guān)系45第三節(jié)垂直防滲方案研究

封閉式與懸掛式的效果比較

第三節(jié)垂直防滲方案研究封閉式與懸掛式的效果比較46第三節(jié)垂直防滲方案研究對(duì)雙層或多層透水地基且透水層較深的情況，懸掛式垂直防滲幕墻的效果很差，封閉式垂直防滲難度大且造價(jià)太高，不宜采用。對(duì)多層地基且存在淺層弱透水層的情況，可以考慮半封閉式垂直防滲，但必須在勘察資料充分并經(jīng)滲流計(jì)算充分論證后方可采用。垂直防滲應(yīng)布置在臨水堤腳或堤頂靠臨水側(cè)。

第三節(jié)垂直防滲方案研究對(duì)雙層或多層透水地基且透水層較深的情47第三節(jié)垂直防滲方案研究防滲墻布設(shè)方案與土層結(jié)構(gòu)的關(guān)系2、有弱透水夾層基的防滲墻布置當(dāng)弱透水夾層連續(xù)且具有足夠大的厚度和足夠小的滲透性，全封閉式與半封閉式防滲墻防滲效果接近。第三節(jié)垂直防滲方案研究防滲墻布設(shè)方案與土層結(jié)構(gòu)的關(guān)系48第三節(jié)垂直防滲方案研究

多層地基堤壩防滲墻布置方案及防滲效果比較

第三節(jié)垂直防滲方案研究多層地基堤壩防滲墻布置方案及防滲效49第三節(jié)垂直防滲方案研究防滲墻布設(shè)方案與土層結(jié)構(gòu)的關(guān)系3、無弱透水覆蓋層堤基防滲墻布置當(dāng)壩基為均質(zhì)透水地基或淺砂層表露或覆蓋層較薄且滲透性不夠小時(shí)，防滲墻不能沿臨水側(cè)坡腳附近布置，應(yīng)布置在壩頂下方，否則河水易從坡腳附近越過防滲墻進(jìn)入壩基強(qiáng)透水層，使防滲墻失效。第三節(jié)垂直防滲方案研究防滲墻布設(shè)方案與土層結(jié)構(gòu)的關(guān)系50第三節(jié)垂直防滲方案研究無弱透水覆蓋層堤基防滲墻布置第三節(jié)垂直防滲方案研究無弱透水覆蓋層堤基防滲墻布置51第三節(jié)垂直防滲方案研究4、壩體防滲墻布置：堤壩背水坡的散浸、流土險(xiǎn)情原因：地基為雙層地基，且缺乏地基滲流控制。堤壩分層填筑時(shí)，某層次碾壓不實(shí)或?qū)娱g處理差。堤壩由若干次加高培厚形成，新老土層結(jié)合不良、固結(jié)密實(shí)度不均；壩身有較大滲透性堤壩過于單薄堤壩存在裂縫、蟻穴或空洞等隱患。第三節(jié)垂直防滲方案研究4、壩體防滲墻布置：52第三節(jié)垂直防滲方案研究4、壩體防滲墻布置：相對(duì)不透水層地基的滲流控制：在壩體垂直鋪塑、劈裂灌漿，臨水坡鋪設(shè)土工防滲膜、背水坡設(shè)反濾導(dǎo)滲溝或坡腳設(shè)排水暗管。壩基、壩體存在隱患的堤壩工程：地基透水層不太厚時(shí)，從壩頂下方建防滲墻，墻頂高過最高洪水位所形成的浸潤線。第三節(jié)垂直防滲方案研究4、壩體防滲墻布置：53第三節(jié)垂直防滲方案研究壩基、壩體存在隱患的防滲墻布置

第三節(jié)垂直防滲方案研究壩基、壩體存在隱患的防滲墻布置54第三節(jié)垂直防滲方案研究防滲墻合理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)研究1、防滲墻滲透系數(shù)的合理取值范圍土石壩防滲設(shè)計(jì)：黏土心墻、斜墻的滲透系數(shù)小于壩殼材料的1/100；黏土鋪蓋、截水槽小于透水地基1/100。結(jié)論：防滲墻較?。旱谭婪罎B墻是堤基強(qiáng)透水層的1/1000～10000，具體取值與地表弱透水層的滲透性及厚度有關(guān)。K墻=K基/1000時(shí)，防滲墻作用不明顯，減小防滲墻的滲透性所增加的防滲效果也不明顯。第三節(jié)垂直防滲方案研究防滲墻合理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)研究55第三節(jié)垂直防滲方案研究防滲墻合理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)研究2、防滲墻厚度與防滲效果的關(guān)系增加防滲墻的厚度提高防滲效果不經(jīng)濟(jì)，效果不明顯。

第三節(jié)垂直防滲方案研究防滲墻合理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)研究56第七章沖積型地基堤壩工程滲流控制滲流控制的主要任務(wù)控制的方法和途徑垂直防滲方案研究第七章沖積型地基堤壩工程滲流控制滲流控制的主要任務(wù)57第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)必要性：沖積型地基分布廣（長江、黃河、珠江三角洲）（江河湖泊平原）沖積地基工程最大問題：滲流

1、堤防傍河而建，堤線受河勢制約；

2、堤身填筑質(zhì)量差；

3、堤后坑塘多，天然弱透水覆蓋層被削弱。第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)必要性：58第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)堤基滲透破壞的成因和分類：堤基的滲透破壞常表現(xiàn)為泡泉、沙沸、土層隆起、浮動(dòng)、膨脹、斷裂等，通常統(tǒng)稱為管涌。堤基的滲透破壞一般均為土力學(xué)中的流土破壞。產(chǎn)生的原因：隨著汛期水位的升高，背水側(cè)堤基的滲透出逸坡降增大，一旦超過堤基的抗?jié)B臨界坡降就會(huì)產(chǎn)生滲透破壞。第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)堤基滲透破壞的成因和分類：59第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)堤基滲透破壞的成因和分類：滲透破壞首先在堤基的薄弱環(huán)節(jié)出現(xiàn)，如坑塘或表土層較薄的位置。對(duì)近似均質(zhì)的透水堤基，滲透破壞首先發(fā)生的堤腳處。堤基管涌，尤其是近堤腳的管涌，發(fā)展速度快，容易形成管涌洞，對(duì)管涌堤段必須進(jìn)行除險(xiǎn)加固。堤身直接座落在砂礫石強(qiáng)透水層上，或座落在強(qiáng)風(fēng)化的巖基上，則在堤身與堤基的結(jié)合面也可能發(fā)生接觸沖刷或接觸流土破壞。第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)堤基滲透破壞的成因和分類：60第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)滲流控制的主要任務(wù)降低滲流水頭

堤壩滲流水頭越大，下游邊坡穩(wěn)定性越差，坡腳附近易發(fā)生浸水（散浸）、流土險(xiǎn)情。

減小滲透坡降

實(shí)際滲透坡降超出土的允許滲透坡降?？刂茲B流量不可避免，控制在允許范圍內(nèi)。（水庫庫水缺失、堤防背水側(cè)沼澤化、抬高農(nóng)田水位）第一節(jié)滲流控制的主要任務(wù)滲流控制的主要任務(wù)61第二節(jié)控制的途徑和方法控制的途徑和方法控制途徑：防滲、排滲、壓滲、滲流出口設(shè)反濾層第二節(jié)控制的途徑和方法控制的途徑和方法62第二節(jié)控制的途徑和方法防滲在壩體、堤身及地基上利用弱透水材料（黏土、水泥土、混凝土、瀝青混凝土、防滲土工塑膜等）做成防滲體，以消殺部分水頭；同時(shí)減小滲透坡降和滲透量。形式：垂直防滲、水平防滲第二節(jié)控制的途徑和方法防滲63第二節(jié)控制的途徑和方法垂直防滲原則：符合前堵后排的原則、堤身和堤基滲流控制措施統(tǒng)一考慮的原則方案的選擇主要考慮適應(yīng)工程性質(zhì)、條件，可滿足工程防滲目的和要求，有一定的防滲標(biāo)準(zhǔn)，工程費(fèi)用較低等因素。堤身：截滲墻（薄防滲墻、定擺噴、板樁墻），劈裂灌漿等防滲體。在防滲體不能和地基防滲措施統(tǒng)籌實(shí)施時(shí)，可考慮截滲墻方案。第二節(jié)控制的途徑和方法垂直防滲64第二節(jié)控制的途徑和方法堤基：透水堤基垂直防滲處理可采用截水槽、截滲墻等作為防滲體。材料：粘性土、土工膜、固化灰漿、水泥、水泥砂漿、混凝土、塑性混凝土、瀝青混凝土、化學(xué)材料；施工：人工開挖、機(jī)械開挖、鋪設(shè)、沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆、抓斗、輪銑、射水、鋸槽、斗式、多頭鉆、定擺噴、灌漿、板樁、攪拌樁等技術(shù)；其厚度和設(shè)置方式應(yīng)滿足材料允許滲透坡降要求；其防滲性能、效果應(yīng)符合防滲要求和適應(yīng)防滲體的布置。第二節(jié)控制的途徑和方法堤基：透水堤基垂直防滲處理可采用截水65第二節(jié)控制的途徑和方法垂直防滲傳統(tǒng)：心墻、斜墻、截水槽、和灌漿帷幕

高土石壩：瀝青混凝土、混凝土防滲墻

既有土石壩和堤防：高壓噴射注漿法、深層水泥土攪拌、劈裂灌漿、沖抓套井回填黏土、壩體垂直鋪塑或上游坡鋪塑（土工復(fù)合膜）等第二節(jié)控制的途徑和方法垂直防滲66第二節(jié)控制的途徑和方法幾種垂直防滲與地基加固方法的比較

在堤防除險(xiǎn)加固工程中，比較適用的有灌漿法、防滲墻法、高壓噴射灌漿法、深層攪拌法和振沖法等幾種，其中灌漿法、防滲墻法高壓噴射灌漿法和深層攪拌法既可以做成防滲墻，處理地基滲漏問題，也可以用于地基加固。而振沖法、強(qiáng)夯法、排水固結(jié)法等可應(yīng)用于新建或改建堤防工程中。第二節(jié)控制的途徑和方法幾種垂直防滲與地基加固方法的比較67幾種主要垂直防滲與地基加固方法的比較加固方法特點(diǎn)和功能適用范圍備注灌漿法適應(yīng)性廣，不受加固深度限制?？杉庸蹋罎B帷幕灌漿。砂礫石和濕陷性黃土地基防滲墻法堤防的垂直防滲各類砂性土，粘土及濕陷性黃土等高壓噴射注漿法加固地基，采用定噴和擺噴法可組成防滲帷幕。各種粘性土、沖填土、粉細(xì)砂、砂礫石等基礎(chǔ)處理地下水流速過大，無填充物的巖溶地段、永凍土層不宜深層攪境拌法（水泥土加固法）加固地基，成樁深度30m，也可組成水泥土擋墻，形成隔水帷幕，成墻深度可達(dá)18m各種粘性土，沖填土，砂性土性地基幾種主要垂直防滲與地基加固方法的比較加固方法特點(diǎn)和功能適用范68幾種主要垂直防滲與地基加固方法的比較加固方法特點(diǎn)和功能適用范圍備注振沖法提高基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定及抗震防液化能力。砂性土及粘性土地基加固。飽和超軟粘土（抗剪強(qiáng)度＜20kPa）地基要慎用擠密砂樁法防止松散砂土振動(dòng)液化，對(duì)軟弱粘性土可提高承載力新建或改建堤防工程砂性土和軟弱粘土地基的加固已建堤防工程要慎用。強(qiáng)夯法同上同上同上排水固結(jié)法解決地基沉降和穩(wěn)定新建或改建工程軟粘土地基處理。幾種主要垂直防滲與地基加固方法的比較加固方法特點(diǎn)和功能適用范69第二節(jié)控制的途徑和方法劈裂灌漿

沿堤頂軸線單排布孔，利用灌漿壓力將堤身沿其走向劈開并灌漿，從而在堤身內(nèi)沿其走向形成一厚度10cm左右的防滲幕。同時(shí)還具有壓密堤身和充填洞穴的作用。垂直鋪塑在堤頂沿大堤走向用開槽機(jī)在堤身內(nèi)垂直成槽，然后鋪設(shè)土工膜并用粘土漿回填，從而達(dá)到降低堤身滲流量和浸潤線的目的。第二節(jié)控制的途徑和方法劈裂灌漿70第二節(jié)控制的途徑和方法劈裂灌漿利用堤身的最小主應(yīng)力面和堤軸線方向一致的規(guī)律，以土體水力劈裂原理，沿堤軸線布孔，在灌漿壓力下，以適宜的漿液為能量載體，有控制地劈裂堤身，在堤身形成密實(shí)、豎直、連續(xù)、一定厚度（10cm～50cm)的漿液防滲固結(jié)體，同時(shí)與漿脈連通的所有裂縫、洞穴等隱患均可被漿液充填密實(shí)。適應(yīng)于處理堤身浸潤線出溢點(diǎn)過高、有散浸現(xiàn)象、裂縫（不包括滑坡裂縫）、各種洞穴。第二節(jié)控制的途徑和方法劈裂灌漿71第二節(jié)控制的途徑和方法劈裂灌漿方法：一次成孔。采用取土鉆頭干鉆鉆進(jìn)或沖擊錘頭錐擊鉆進(jìn)，可泥漿循環(huán)護(hù)壁。多采用單排布孔?？拙?m～10m。彎曲堤段適當(dāng)縮小孔距。要求：少灌多次，分序灌漿，推遲壩面裂縫的出現(xiàn)和控制裂縫的開度在3cm之內(nèi)，并在灌后能基本閉合。每孔灌漿次數(shù)應(yīng)在5次以上，每次灌漿量控制在每米0.5m3～1m3之間。形成的脈狀泥墻厚度應(yīng)在5cm～20cm之間。一年后脈狀泥墻的容重應(yīng)大于14kN/m3，一般可達(dá)15kN/m3～17kN/m3，水平向滲透系數(shù)達(dá)(10-6～10-8)cm/s第二節(jié)控制的途徑和方法劈裂灌漿72第二節(jié)控制的途徑和方法灌漿孔口壓力：以產(chǎn)生沿堤線方向脈狀擴(kuò)散形成一連續(xù)的防滲體，但又不得產(chǎn)生有害的水平脈狀擴(kuò)散和變形為準(zhǔn)，需要現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)或施工前期確定。堤防灌漿口壓力多在0.1MPa～1MPa間?？刂茀?shù)：起始劈裂壓力、裂縫的擴(kuò)展壓力、最大控制灌漿壓力。應(yīng)根據(jù)不同情況通過經(jīng)驗(yàn)和灌漿試驗(yàn)確定。第二節(jié)控制的途徑和方法灌漿孔口壓力：73第二節(jié)控制的途徑和方法注意：應(yīng)在不擋水的枯水期進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)核算灌漿期堤坡的穩(wěn)定性，進(jìn)行堤身變形、裂縫等觀測，以策安全。對(duì)于較寬的堤防，也應(yīng)核算堤身應(yīng)力分布，避免貫穿性橫縫產(chǎn)生。灌漿效果檢查：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、彈性波法、現(xiàn)場透水試驗(yàn)、現(xiàn)場載荷試驗(yàn)等。第二節(jié)控制的途徑和方法注意：應(yīng)在不擋水的枯水期進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)74第二節(jié)控制的途徑和方法沖抓套井回填黏土防滲墻利用沖抓式打井機(jī)具，在土壩或堤壩滲漏范圍的防滲體中造孔，用粘性土料分層回填夯實(shí)，形成連續(xù)的黏土防滲墻。同時(shí)，回填夯擊時(shí)，擠壓井壁土層，密實(shí)周圍土體。注意：用于高度＜25m的壩體。雨季、水下施工困難。壩基滲漏難保證。第二節(jié)控制的途徑和方法沖抓套井回填黏土防滲墻75第二節(jié)控制的途徑和方法垂直鋪塑防滲用專門的開溝槽機(jī)械在泥漿護(hù)壁情況下開出0.15m～0.30m寬的溝槽，在溝槽中用鋪膜機(jī)鋪設(shè)土工膜后用土回填溝槽，形成以塑膜為主體的防滲體。對(duì)解決堤身、壩體（壩高＜20m）散浸、集中滲流、堤腳附近的滲透破壞等效果顯著。第二節(jié)控制的途徑和方法垂直鋪塑防滲76第二節(jié)控制的途徑和方法水平防滲在壩基上游地基上做黏土鋪蓋或水平鋪塑。作用：不能截?cái)酀B流，可延長滲徑、減小滲透坡降、滲流量和揚(yáng)水壓力。壩基滲透性很強(qiáng)時(shí)應(yīng)與壩后蓋重壓滲措施相結(jié)合，或改用垂直防滲措施。第二節(jié)控制的途徑和方法水平防滲77第二節(jié)控制的途徑和方法排滲將強(qiáng)透水材料設(shè)置在堤壩內(nèi)部與地基的一些滲流坡降較大的部位作排水體，使?jié)B透壓力提前釋放，并通過排水體自由地排向下游，以保證建筑物的穩(wěn)定性。排滲形式：垂直：直立式排水、貼坡排水、深入地基的減壓溝、減壓井水平：壩體內(nèi)的褥墊排水、管式排水、下游壩址導(dǎo)滲排水。第二節(jié)控制的途徑和方法排滲78第二節(jié)控制的途徑和方法排滲第二節(jié)控制的途徑和方法排滲79第二節(jié)控制的途徑和方法砂礫料貼坡排水示意圖土工織物反濾層貼坡排水示意圖第二節(jié)控制的途徑和方法砂礫料貼坡排水示意圖土工織物反濾層貼80第二節(jié)控制的途徑和方法透水壓浸平臺(tái)一般適用于散浸嚴(yán)重、堤身斷面單薄、背水坡較陡、外灘狹窄的情況。應(yīng)采用比堤身透水性大的材料填筑，高度應(yīng)高出滲水的最高出逸點(diǎn)0.5m～1.0m，頂寬2m～4m，坡度1:3～1:5，長度應(yīng)超出散浸堤段兩端各5m。戧體材料滲透性大斷面可小一些，相反則應(yīng)大一些。當(dāng)?shù)躺磔^高時(shí)可采用兩級(jí)或多級(jí)平臺(tái)。第二節(jié)控制的途徑和方法透水壓浸平臺(tái)81第二節(jié)控制的途徑和方法透水壓浸平臺(tái)示意圖第二節(jié)控制的途徑和方法透水壓浸平臺(tái)示意圖82第二節(jié)控制的途徑和方法水平排水這種方法只有在堤壩加高培厚和增設(shè)壓滲臺(tái)時(shí)才可能應(yīng)用。水平排水不但可以降低堤身的浸潤線，對(duì)透水堤基還可以有效降低堤基的出逸比降，但會(huì)使堤基的滲流量有所增加。水平排水的長度、厚度應(yīng)根據(jù)滲流計(jì)算來確定。當(dāng)采用砂礫料、土工織物做水平排水體的材料時(shí)，材料的選擇和施工要求應(yīng)按照反濾層的設(shè)計(jì)和施工要求嚴(yán)格執(zhí)行。第二節(jié)控制的途徑和方法水平排水83第二節(jié)控制的途徑和方法排水溝

排水溝比較適用于：雙層結(jié)構(gòu)、表土層較薄、下臥透水層較均勻的地基，透水性均勻的單層結(jié)構(gòu)地基以及上層透水性大于下層的雙層結(jié)構(gòu)地基。排水溝一般要與背水側(cè)壓滲蓋重聯(lián)合使用，此時(shí)排水溝應(yīng)布置在蓋重的端部。排水溝的幾何尺寸取決于預(yù)計(jì)的滲流量、期望的滲流控制效果、施工的實(shí)際情況以及排水溝開挖地點(diǎn)的材料穩(wěn)定性，并且要挖穿表層弱透水層。同時(shí)排水溝的周邊應(yīng)設(shè)置反濾排水層，以防排水溝發(fā)生滲透破壞。排水溝的滲流控制效果應(yīng)通過理論或數(shù)值計(jì)算確定。第二節(jié)控制的途徑和方法排水溝84第二節(jié)控制的途徑和方法水平排水的效果示意圖第二節(jié)控制的途徑和方法水平排水的效果示意圖85第二節(jié)控制的途徑和方法背水側(cè)蓋重壓滲堤壩強(qiáng)透水層深厚，垂直防滲不現(xiàn)實(shí)，水平效果不好時(shí)使用。剩余水頭很大時(shí)，宜蓋重壓滲與反濾導(dǎo)滲（反濾排水溝、反濾減壓井）相結(jié)合。第二節(jié)控制的途徑和方法背水側(cè)蓋重壓滲86第二節(jié)控制的途徑和方法背水側(cè)蓋重壓滲第二節(jié)控制的途徑和方法背水側(cè)蓋重壓滲87背水側(cè)反濾壓蓋背水側(cè)反濾壓蓋88背水側(cè)反濾壓蓋背水側(cè)反濾壓蓋89第二節(jié)控制的途徑和方法排水減壓井

減壓井比較適用于表土層和透水層均較厚的雙層堤基、多層堤基以及含水層成層性顯著或透鏡體較多的地基。此時(shí)采用封閉式垂直防滲幕墻成本太高或不可能，懸掛式垂直防滲效果很差，減壓溝由于開挖較深也不宜采用。當(dāng)然，對(duì)表土層較薄的雙層或多層地基也可以使用排水減壓井。實(shí)踐表明，如果減壓井不被淤堵，其滲流控制效果非常顯著。并逐漸適用于所有地基情況。第二節(jié)控制的途徑和方法排水減壓井90第二節(jié)控制的途徑和方法減壓井結(jié)構(gòu)圖

第二節(jié)控制的途徑和方法減壓井結(jié)構(gòu)圖91第二節(jié)控制的途徑和方法排水減壓井

布置：應(yīng)盡量布置在背水堤腳附近，以便有效控制堤基滲流。從安全性考慮，減壓井一般是布置在背水側(cè)壓滲蓋重端部，并與明溝相通，滲水通過明溝排走。間距一般為15m～20m。透水管段應(yīng)設(shè)在主要的透水層，在堤基為分層結(jié)構(gòu)時(shí)更是如此。透水段的長度應(yīng)大于主要透水層厚度的25％，一般多采用50%～75%。井徑應(yīng)能允許最大設(shè)計(jì)流量通過而不發(fā)生過大的水頭損失，直徑不應(yīng)小于15cm。井徑宜大不宜小。井口高程越低，減壓效果越好，但井口高程應(yīng)高于井不排水時(shí)排水溝中可能出現(xiàn)的最高水位，以防泥水倒灌。第二節(jié)控制的途徑和方法排水減壓井92第二節(jié)控制的途徑和方法排水減壓井

組成：由進(jìn)水花管、升水管和井口、井帽和出水口三部分組成；井管應(yīng)采用耐腐蝕的材料（聚乙烯或塑料管）。為防止或延緩淤堵，管徑應(yīng)大一些。花管外應(yīng)填反濾料，花管開孔率一般為10%～20％，開孔可采用圓孔、條形孔等形式。效果：竣工初期很好，隨著時(shí)間的推移，由于透水段的機(jī)械和化學(xué)淤堵，減壓井的流量逐漸減小，影響減壓井推廣應(yīng)用。使用過程中應(yīng)避免減壓井管被堵塞和淤塞，根據(jù)需要可定期進(jìn)行洗井。

第二節(jié)控制的途徑和方法排水減壓井93第三節(jié)垂直防滲方案研究沖積型堤壩地基結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)防滲墻布設(shè)方案與土層結(jié)構(gòu)的關(guān)系防滲墻合理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)研究第三節(jié)垂直防滲方案研究沖積型堤壩地基結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)94第三節(jié)垂直防滲方案研究沖積型堤壩地基結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)按砂層埋藏分布和滲流特點(diǎn)分三類：

1）雙層結(jié)構(gòu)堤基：表層為弱透水性黏土層、粉質(zhì)黏土或淤泥質(zhì)土層，下臥強(qiáng)透水的粉細(xì)砂層或砂礫石層。砂層滲流為承壓滲流，表土層較薄時(shí)，堤防背水側(cè)砂基滲流壓力超過表土層有效蓋重，滲流易頂穿覆蓋層使地基發(fā)生滲透破壞。第三節(jié)垂直防滲方案研究沖積型堤壩地基結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)95第三節(jié)垂直防滲方案研究雙層結(jié)構(gòu)堤基第三節(jié)垂直防滲方案研究雙層結(jié)構(gòu)堤基96第三節(jié)垂直防滲方案研究2）淺砂層表露堤基：堤身直接建在淺砂層地基上，堤基極易發(fā)生滲透變形。單一勻質(zhì)砂基亦屬此類。

第三節(jié)垂直防滲方案研究2）淺砂層表露堤基：堤身直接建在淺97第三節(jié)垂直防滲方案研究淺砂層表露堤基第三節(jié)垂直防滲方案研究淺砂層表露堤基98第三節(jié)垂直防滲方案研究3）多層堤基：表層為弱覆蓋層，下為較淺的砂層，其下又為黏土層再下為深厚砂層或砂卵石層。夾層堤基除具雙層堤基相似的滲流特性，還具滲流各向異性，不同土層之間存在越層滲流。含弱透水透鏡體或強(qiáng)透水透鏡體的堤基也屬此類。第三節(jié)垂直防滲方案研究3）多層堤基：表層為弱覆蓋層，下為99第三節(jié)垂直防滲方案研究多層堤基第三節(jié)垂直防滲方案研究多層堤基100第三節(jié)垂直防滲方案研究防滲墻布設(shè)方案與土層結(jié)構(gòu)的關(guān)系1、雙層地基防滲墻布置垂直防滲應(yīng)布置