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垂直防渗与水平防渗方案的对比分析研究
郭江涛夏积德李飞
（扬凌职业技术学院，陕西杨凌712100）
工程科技
摘要：垂直防渗和水平防渗均是防渗的重要措施，两者相互补充，相得益彰，本文以深厚覆益层土石填工程实例为背录，对两种防渗具体方案进行对比分析研究，以期对后续工程提出指导性建议。
关键词：要直防渗：水平防渗；对比分析
深厚覆盖层土石坝的渗流控制，在于防止渗流破坏并且保证土石坝的渗透稳定性，减少渗透水量的损失。从大类来讲分为防渗与排渗两类，防止渗流破坏一般采取延长渗流路径、隔断渗流通道、布置反滤层和排水等，其中延长渗流路径是为了降低渗透比降和流速，从而避免集中的冲刷；排渗可以导泄渗流，减小渗透压力；而防渗中垂直防渗和水平防渗方案在深厚覆盖层地基的情况下以谁为主，如何百补是一个值得研完的间题
1正文
1.1工程概况及计算模型概化。该大型水利枢纽工程位于我国西南地区，地质条件复杂，坝基覆盖层深厚，该工程兼蓄水灌溉、防洪发电于一体。水库总库容为12.26×10°立方米，有效库客为 6.86×108立方米。水库校核洪水位4098.60米，设计洪水位4096.00 米，汛限水位4093.50米，正常蓄水位4095.00米，死水位4072.00 米。坝基覆盖层深厚，主要由漂石、即石混合土、冰水积卵石混合土组成，其中最大厚度约为150米。典型剖面图如图1。
根据地质资料及混凝土防渗墙、雄幕的布置，应用ADINA软件建立三维的计算网格模型阻。并将三维渗流场的计算边界条件简化，上游库内水位取4095.00m，下游取定水头4028.48m，计算区域两边认为隔水边界。假设各种材料为各向同性，防渗雌幕的计算宽度为8m，重要计算部位的渗透系数分别为：沥青心墙1×10-cm/s；混避土防渗墙1x10-7cm/s：基础薄浆唯幕1x10-4cm/s;砂砾石坝壳料1×10-~cm/s;漂石卵石混合土层5.3×10-cm/s；冰水积卵石混合土层2.1×10~cm/s；基岩5×10~cm/s,其中漂石卵石混合土层冰水积卵石混合土层分别允许的渗透比降是0.15、0.40。
1.2垂直防渗计算方案与结果分析。坝体采用沥青混凝土心增防渗，垂直防渗计算采用十三个计算方案，分别为，方案一：无防渗（坝基）；方案二：设置砼防渗墙并且穿透漂石、卵石的混合土层；方案三到方案六：设置悬挂砼防墙（长度分别取80米、90米、100 米、120米)：方案七到方案十：设置悬挂砼防渗靖下接雄幕灌浆（长
度分别取80米，90米、100米、120米)方案十
：设置悬挂防渗墙
(长度90m）.但砂砾石的渗透系数取8.7x10-3cm/s；方案十二：设
（长度90m）.但砂石的渗透系数取1.0×10-3cm/s；
置悬挂防渗墙（
方案十三：全防渗墙防渗。应用基于有限单元法的ADNIA软件进行
维计
水头线图、最大横副面上的渗流等水头线图及数据。
析来看，坝启
流等水实华图，最大织部
面上的渗流等
以渗流场的分
由于要盖层比较厚目高程较大，所以如果在坝基
下，绕坝渗流主要集中于此，设置了防渗墙以
部位没有防渗的情况下
后它能有有效的截断了覆盖层，绕坝渗流就不那么
明最工
的渗流量和防渗墙要好、下游水：
看出，防渗增下接雄幕灌
广防渗措施后浸润线明显降低
心境后的役润
幕的作用非常明显，是降低坝体渗透水头的保证
从坝体
比品设警持出逸点都很接近
自防速
各方案的渗流量
计算结果分别是37.692立方米每秒，26.462立方米每秒、5.222立
方米每秒、4.476了
方米每秒、3.403立方米每秒、1.962立方米每秒
0.508立方米每秒，0.439立方米每秒、0.327立方米每秒、0.296立方米每秒，0.324立方米每秒、0.750立方米每秒0.129立方米每秒；从渗流量的结果来看，坝基的覆盖层渗透系数远远大于心墙的渗透系数，高出了5个数量级，若用方案一那么渗流量已经远超于设计标准，从模拟效果来看，防渗靖的深度越大.渗流量越小，结合渗漏设
项目来源：杨改职业技术学院科学研究基金项目
商
图2无防渗
h-T
图1
图3上游粘土贴坡
图4下游褥垫排水
图5下游压盖粘土
计标准1.93立方米每秒不难发现当砂砾石的渗透系数取1.0×10-cm/s时悬挂防渗墙下接惟幕薄浆方案非常满足。从渗透比降的计算来看，方案一计算的最大渗透比降为0.93超过了允许值0.15很大，存在渗透破坏的风险，发生管涌还是流十还需要结合下游出口的反滤保护情况。方案二到方案六及方案十一和十二，各部位的渗透比降基本都满足要求，方案七到方案十，其他部位满足要求，关键在于保证惟幕不发生机械管涌，在抵抗侵蚀方面有足够的耐受，如采用
建议进行灌浆试验对其安全性加以论
悬挂防渗墙下
证。从以上结果可以看出，对于深厚覆盖层地基而言，坝体的渗流控
制和坝基的渗清
制，显然后者更为突出：从技术难度上讲，坝基的
渗流控制要比坝体的渗流控制难得多：就本实例而言，全防渗墙方案最优，但施工困难，不易实现：相较之下，悬挂防渗增方案和防渗墙下接椎幕都对深厚覆盖层地基的渗流控制有明显的效果，选取何种方案主要决定于坝基的渗透系数。当然从施工的角度来讲，必须严格控制施工质量，坝基防渗增和防渗雌幕一且发生间题将对整个坝体的渗透安全产生致命的影响图。
1.3水平渗控计算方案与结果分析
水平防渗采用大坝有混凝土防渗墙的基础上“无防渗”、“上游坡粘土贴坡厚度10m”、“下游垫排水，褥垫长90m"、"下游压盖粘土，厚度60m.长度45m"四种方案，应用GEOSTUDIO系列软件中的SEEP/W模块进行计算。粘土防渗的渗透系数为8.64E-04m/d
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作者简介：部江涛(1981-)男汉族，陕西韩减人,硕士研完生,讲师，主要从事岩土工程、工程力学方面的教学及研究