堤防渗流

水利工程技术中土质堤防渗漏的原因及对策发布时间：2021-10-08T07:35:25.068Z 来源：《工程建设标准化》2021年7月13期作者：嵇波[导读] 水库是我国水利工程发展的基础，而土质堤防渗漏是水库的重要工作，嵇波东平湖管理局梁山管理局山东济宁 272600摘要：水库是我国水利工程发展的基础，而土质堤防渗漏是水库的重要工作，也是我国广泛使用的一项防洪工程。

我国幅员辽阔，地形多样，堤防类型较多，因此，必须高度重视土质堤防渗漏问题，从而推动我国水利工程事业的持续发展。

关键词：水利工程技术；堤防渗漏；应对策略前言：我国河流湖泊众多，洪涝灾害发生率较高。

如若发生洪灾，将产生非常严重的后果和影响，造成巨大的经济损失，甚至人员伤亡。

水利工程，既能够实现蓄水灌溉，还可有效预防洪涝灾害，减小洪涝影响，提高人们生活质量。

土质堤防中渗漏情况较常见，对水利工程整体质量具有不良影响。

为此，需加强土质堤防渗漏问题的重视，采取合理、有效措施，确保土质堤防防渗施工技术应用的有效性。

1水利工程土质堤防防渗的重要性水利工程在运行中会创造很大的价值。

所以，水利工程项目建设中，要注意这些价值如何体现，应对各影响价值正常发挥的因素全方位分析，结合结果进行控制工作。

根据水利工程运行期间可能会出现的问题，应充分重视土质堤防工作，土质堤防是水利工程中普遍存在的堤防类型之一，其成本低，施工工艺简单，但容易渗漏，一旦此问题出现，将会带来不可预估的安全隐患，引发严重的决堤事故，带来巨大的负面效应。

因此，我们在水利工程项目中应建立防渗体系，此期间，合理运用防渗技术，确保防渗技术的科学性、合理性。

今后，水利工程施工中，要注重土质堤防防渗技术的使用，使水利工程实际运行中充分发挥其自身优势，为我国社会经济的可持续发展贡献出一份力量。

2常见土质堤防渗漏形式 2.1溢洪道渗漏严格来说，溢洪道渗漏现象属于接触性渗漏。

常见类型有三种：（1）加高坝体时，对之前溢洪道未进行科学处理，导致接触区域产生严重的渗漏；（2）土基、风化岩基未得以有效处理，如遇高水位，会使水库的水沿溢洪道基部向下游渗流；（3）坝体导水墙与底板衔接处未做好防渗处理，易引发高水位泄洪事件，水流由坝体一侧向外渗流。

阐述水利工程中的堤防渗流控制措施摘要：本文首先介绍了堤防工程的特点，进而阐述了不同地基的渗流特点、渗流控制设计原则，最后重点探讨了渗流控制措施。

以供同行参考。

关键词：水利工程；堤防渗流；控制措施前言作为防洪工程体系基础的堤防工程，是防洪的重要屏障。

但是，多数坝身及堤基缺乏可靠的渗流控制措施，在历年汛期中是产生险情的主要因素。

在堤防加固工程中，全面掌握堤身工况及地基渗流特点，采用合理的堤防渗流控制措施是确保堤防安全度汛的重要前提。

堤防工程特点要想做好水利工程的堤防渗流控制工作我们必须首先把握好堤防工程的主要特点，然后才能对症下药取得应有的效果。

堤防工程的主要特点有以下几点：（1）首先最为主要的特点就是堤线较长，并且堤身和负责挡水的部位比较低，一般是均质断面；（2）堤坝挡水工作的时间一般只是在汛期进行，而有的堤坝外侧的地下水位甚至高于河水水位，这时就需要我们特别注意采取必要的排渗措施来进行治理；（3）河水的走势是多年以来河水自主流动形成的自然通道，因此，在进行堤防渗流控制工作时就不得不考虑到这一点进行综合治理；（4）对于长期干涸的河流如果堤坝再次投入使用的话应该进行详细的检查，以防止干涸的河坝上存在裂缝影响治理工作；（5）由于城区段堤防临近居民区，对其防渗可靠性要求更高，根本不允许有外漏渗水；（6）为了满足桥梁、码头、通道、排水及供水要求，导致穿堤建筑物多，即渗漏薄弱环节多。

2、不同地基的渗流特点堤防地基主要具有三种不同渗流特性的地基结构，即单一地基、双层地基以及多层地基。

1）单一地基。

为级配和透水性较均匀的均质结构。

一般不会在堤基内产生承压水。

对于单一粘性土地基，渗流问题不大。

对于单一砂性土地基，则为管涌险情多发地段。

2）双层地基。

是由表层弱透水粘性土、下卧强透水砂层组成二元结构。

但上部相对弱透水层内，往往有较强、较弱透水层组成互层结构。

3）多层地基。

由于强弱透水层形成互层结构，因此可形成多个承压水层。

防洪治理工程中堤防渗流稳定分析摘要：近年来一旦进入汛期，我国各地河流发生超警以上洪水情况频发，漫堤决口现象凸出，给当地带来严重经济损失，防汛形势日趋严峻。

修筑堤坝是我国最传统、最直接也是最基本的防洪措施，沿河而建，就地取材，有效解除因洪涝灾害给沿河居民生命财产造成的安全隐患。

堤防工程的安全性、稳定性集中表现为边坡稳定、堤身渗流稳定以及坡脚防冲三个方面。

本文旨在对作者设计工作中常遇的防洪治理工程渗流稳定问题进行分析和探讨。

关键词：防洪；渗流稳定渗透变形发生的具体形式及其发展过程与地质情况、土粒级配、水力条件、渗流方向以及有无防渗排渗措施等一系列因素有关，是堤基土体在渗透水流作用下产生的破坏现象，常表现为膨胀、泡泉、砂沸、土层隆起等。

堤防渗流险情类型较多，叫法不尽相同，在土力学中将渗透变形细分为流土、管涌、接触流土和接触冲刷4种，而实际在堤防运行过程中，因堤防工程管理人员对渗流认知以及说法习惯的不同，又将渗透变形笼统的概括为流土和管涌。

但防渗工程的目标是一致的，通过工程手段控制堤基、堤身的渗流水头、坡降、渗流量都在允许范围内，保证堤防安全。

就笔者设计工作中所接触的沱江干流防洪治理工程以及四川省中小河流整治而言，新建及整治防洪工程中多为斜坡式填筑堆土堤。

对于土堤而言，设计期间根据地质勘探资料进行渗流分析计算，研究渗透变形的发生条件，对不满足渗透稳定要求的设计工作采取相应防渗措施是非常必要的。

渗流分析时，常用临界水力坡降J cr指标来判断堤防是否存在渗透破坏的可能。

设计时使用的满足安全系数的水力坡降则称之为允许水力坡降J p，，式中：k a取值与所可能发生的渗透变形形式有关，一般情况下k a=1.5～2，流土对建筑物危害较大时可取2.0，对特别重要的工程也可取2.5。

以沱江泸县境内一防洪治理工程为例进行渗流计算分析，首先需判断堤防是否可能发生渗透破坏，同时确定破坏类型，最后采取有效处理措施。

堤防设计堤身为石渣料填筑斜坡式堤型，迎水面坡比1:1.75框格梁植草护坡，堤顶宽度3m，背水侧1:1.75植草护坡，坡脚设排水沟。

水利堤坝工程中渗透参数的选取及渗流计算方法评价水利堤坝工程中渗透参数的选取及渗流计算方法评价摘要：渗流是引起涉水工程破坏的重要原因，因此渗流计算是水利水电工程涉水工程设计中不可或缺的步骤。

渗透参数的选取与渗流方法的选择，直接影响对工程渗流稳定性的评价。

本文结合笔者多年工作经验，就水利水电工程设计中渗透参数的选取与渗流计算的几种方法进行了初步的分析，并总结出渗流计算注意的一些问题，提高了计算结果准确性，对进一步采取防渗措施提供参考。

关键词：水利工程渗流计算堤坝设计引言堤防工程的设计与施工准则要求保证堤防建筑物能抵御洪水的威胁。

由于堤防大多沿天然河岸修建，因此，堤防基础的渗透稳定问题普遍存在。

本文主要针对堤防渗流参数的选用并对渗流计算方法进行了评价。

1、渗流计算目的（1）坝体（堤身）浸润线的位置。

（2）渗透压力、水力坡降和流速。

（3）通过坝体（堤身）或堤基的渗流量。

（4）坝体（堤身）整体和局部渗流稳定性分析。

2、计算工况及渗透系数的选用岩土工程参数的选用需要根据满足给定保证率时，通过实验方法选用。

不同工况需要选用不同的参数，否则就无法满足工程设计所需要的保证率。

2.1常规堤防工程常规的堤防工程计算提出了三种水位组合，此三种水位组合的渗流计算目的及相应土体的渗透系数选取原则主要为：（1）临水侧为高水位，背水坡为相应水位。

本组合的计算目的：①计算背水坡可能最高的逸出点位置、背水坡逸出段及背水坡基础表面出逸比降，用于背水坡渗流安全复核、反滤层及排水设施设计；②背水坡面可能最高的浸润线，用于背水边坡稳定计算；③当堤身、堤基土的渗透系数大于10-3cm∕s时，计算渗流量，用于分析防渗措施对本工程运行要求的可行性和背水坡排水设施设计（对于大坝均要求进行渗流量计算）。

对上述第①、②种计算目的工况，堤身、堤基的渗透系数则取小值平均值，对第③种计算目的工况则取大值平均值。

（2）临水侧为高水位，背水坡为低水位或无水。

本组合的计算目的：①背水坡面可能最高的浸润线，用于背水坡边坡稳定计算，相应各土体的渗透系数取小值平均值；②复核局部渗流稳定及进行反滤层设计，则进行局部渗流稳定性复核土体的渗透系数取小值，其上、下部位土体的渗透系数取大值平均值。

1.影响稳定渗流形成因素分析
1.1设计洪水过程我国河流众多，其所处地理、气候条件差异很大，各次洪水成因及特性亦不相同。暴雨形成的洪水过程常为峰高涨落较缓慢。此外，洪水过程线形状与流域产汇流条件密切相关，山区河流因坡陡流急，多出现峰高、量小、暴涨暴落的洪水，而大江大河多出现涨落平缓、历时很长的洪水。
在堤防断面形成稳定渗流的洪水，往往需要一定的历时（T=L/V，T为堤防断面某一特征水位形成稳定渗流所需时间，V为渗流速度，L为渗径），因此，能够在堤防断面形成稳定渗流的洪水，需要长历时、高水位的洪水过程，相应设计洪水过程线要选取相对峰型稍胖、峰值较高的过程。一般来说，大江大河的堤防工程易形成稳定渗流，山区河流堤防相对不易形成稳定渗流，另外蓄滞洪区堤防在大洪水期挡水时间较长，也容易形成稳定渗流。
1.2堤基及堤防填筑料一般来说，形成稳定渗流主要与堤基及堤防填筑材料的渗透系数ks有关，此外受孔隙率等条件影响，这些因素直接决定堤防渗流速度，依据达西定律（V=ks×J，ks—渗透系数，J—水力坡降），渗透系数越大，越容易形成稳定渗流。因此，对于由砂土、砂壤土等渗透系数较大的材料构筑的堤防，较粘土、壤土构筑的堤防形成稳定渗流容易，强透水性堤基较弱透水堤基易形成稳定渗流。
堤防稳定渗流形成条件初探
堤防稳定渗流计算是堤防工程设计的重要组成部分，依据《堤防工程设计规范》条文说明8.1.2、8.1.3“大江大湖堤防，汛期挡水时间长，能形成稳定渗流浸润线，海堤及有些江湖堤防挡水时间短，在汛期往往未能形成稳定渗流，因此，应根据实际情况按稳定渗流或不稳定渗流计算浸润线及渗流稳定性”。如何判断堤防能否形成稳定渗流，笔者就这一问题提出初步思路，以供探讨。
另外，对于设计洪水过程，其水位—历时呈反比函数关系，水位越大，历时越短，对于能够形成稳定渗流的堤防，由于所采用设计水位为峰值水位，持续时间很短，不易形成稳定渗流，而只有持续时间足够长的某一腰值水位及其以下水位，才会在堤防断面形成稳定渗流，设计时应考虑最不利情况，以能形成稳定渗流的最高水位最为计算水位，进行稳定渗流分析，当然，对《堤防工程设计规范》中另有规定的大江大湖的堤防或中小河湖重要堤段应按设计洪水位稳定渗流计算。

原上。
１２ 堤线长 ， － 但堤 身及其挡水水 头不高 ， 因此 多采用 均质 断面。 １３ 除悬河外 ， － 挡水时 间仅 为汛期洪 水时段 ， 陆侧地 下水位 、 湖塘水 位 大 多 数 时 间 高 于河 水位 ， 要 通 过 堤 基排 渗 。 需 １ 由 于 堤 身 长 期 不 挡 水 ，容 易产 生 干 缩 裂 缝 ，粘 性 土 堤 身 易 出现 蚁 ． ４ 穴 、 洞 ， 往过 几 年要 全 面勘 探 检 查 一 次 。 兽 往 １５ 为满足桥 梁 、 ． 码头 、 通道 、 排水及供 水要求 ， 导致 穿堤建 筑物多 ， 即 渗 漏 薄 弱环 节 多 。 １ 往往分期填筑加高 、 固， 身填料及结构复杂 。 ． ６ 加 堤 ２ 允 许 平 均 梯 度 ： 表 层 为 深 厚 砂 性 土 ， 无 垂 直 截 渗措 施 时 ， 均 ） 浅 又 平 １ 城 区 段 堤 防 由于 临 近 居 民 区 ， 其 防 渗 可 靠 性 要 求更 高 ， 允 许 有 渗流梯度应满足表 ３要求 。否则应采取措施 延长渗 径。由于动水压力 ． ７ 对 不 外 漏 渗水 。 只与 渗 流 梯 度 有 关 ， 渗 透 流 速 无 关 ， 此 延 长 渗 径有 利 于边 坡 稳 定 。 与 因 ２ 堤 防 地 基 渗 透 性 表 ３允许平均渗流梯度 ２１ 不 同土 层 的渗 透 系数 ． 表 １不 同 土 层 的 渗 透 系 数
系 人 力 填 筑 ， 身及 堤 基 缺 乏 可 靠 的 渗 流 控 制 措 施 ， 是 历 年 汛 期 产 生 度 进 行 分 析 ： 坝 这 险情的主要原因。 在堤防加固工程 中， 掌握堤身工况及地基渗流特点 ， 采 １ 允 许 逸 出梯 度 ： 砂 ０２ ～ ｌ， 土 （ 壤 土 ） －～ ．， 质 粘 土 ） 粉 ． ０３ 粉 ５ 砂 ０４ Ｏ５ 粉

堤防渗流计算堤防渗流计算（有详细的计算过程和程序）根据堤《防工程设计规范GB50286-98 》附录E.2.1 不透水堤基均质土堤下游无排水设备或有贴坡式排水项目计算式数值单位备注上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 3 = 3 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s堤身高度H = 27-17 = 10 m上游水深H1 = 24.8-17 = 7.8 m下游水深H2 = 18-17 = 1 mL = (27-24.8)×3+6+10×3 = 42.6 m 上有水面至下游堤脚ΔL = 3×7.8/(2×3+1) = 3.343 m m1H1/(2m1+1)L1 = 42.6+3.343 = 45.943 m L+ΔL试算法计算逸出高度h0，假设h0的试算范围h01～h02，计算的步长以及精度h01 = 1 = 1 mh02 = 10 = 10 m步长 = 0.02 = 0.02 m精度 = 0.01 = 0.01 m试算得到h0 = 2.54 = 2.54 m 手动输入q/k = (7.8^2-2.54^2)/(2×(45.943-3×2.54)) = 0.7096 mq/k = 0.7047 = 0.7047 m平均q/k = (0.7096+0.7047)/2 = 0.7072 m平均渗流量q = 0.7072×0.00001 = 7.07E-06 m3/s/m浸润线方程 y=SQRT(6.4516+1.4144x)下游坝坡最大渗出坡降J = 1/3 = 0.333 / 1/m2附录E.2.2 不透水堤基均质土堤下游设褥垫式排水项目计算式数值单位备注上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m褥垫长度Lr = 5 = 5 m 到下游堤脚渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s堤身高度H = 27-17 = 10 m上游水深H1 = 24.8-17 = 7.8 m下游水深H2 = 18-17 = 1 mL = (27-24.8)×3+6+10×5-5 = 57.6 m 上游水面至褥垫ΔL = 3×7.8/(2×3+1) = 3.343 m m1H1/(2m1+1)L1 = 57.6+3.343 = 60.943 m L+ΔL逸出高度h0 = SQRT(60.943^2+7.8^2)-60.943 = 0.497 m 排水体工作长度a0 = 0.497/2 = 0.249 m h0/2q/k = 0.497 = 0.497 m h0渗流量q = 0.497×0.00001 = 4.97E-06 m3/s/m浸润线方程 y=SQRT(0.247-0.994x)下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = 0.2 / 1/m2附录E.2.3 不透水堤基均质土堤下游设棱体排水项目计算式数值单位备注上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m棱体顶高程 = 19 = 19 m 到下游堤脚棱体临水坡坡率m3 = 2 = 2 / 1:m3渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s堤身高度H = 27-17 = 10 m棱体高度HL = 19-17 = 2 m上游水深H1 = 24.8-17 = 7.8 m下游水深H2 = 18-17 = 1 mL = (27-24.8)×3+6+10×5-2×5-2×2 = 48.6 m 上游水面至棱体ΔL = 3×7.8/(2×3+1) = 3.343 m m1H1/(2m1+1)L1 = 48.6+3.343 = 51.943 m L+ΔL系数c = 1.115 = 1.115 / 与m3有关逸出高度h0 = 1+SQRT((1.115×51.943)^2+(7.8-1)^2)-1.115×51.943 = 1.398 m q/k = (7.8^2+1.398^2)/(2×51.943) = 0.604 m渗流量q = 0.604×0.00001 = 6.04E-06 m3/s/m浸润线方程 y=SQRT(1.9544-1.208x)下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = 0.2 / 1/m2附录E.3.1 透水堤基无排水附录E.3.1 透水堤基均质土堤下游无排水设备或有贴坡式排水项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m透水地基底高程▽底 = 7 = 7 m 不透水地基顶高程上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s堤基渗透系数k0 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s2.不透水堤基对应渗流量计算堤身高度H = 27-17 = 10 m上游水深H1 = 24.8-17 = 7.8 m下游水深H2 = 18-17 = 1 mL = (27-24.8)×3+6+10×5 = 62.6 m 上有水面至下游堤脚ΔL = 3×7.8/(2×3+1) = 3.343 m m1H1/(2m1+1)L1 = 62.6+3.343 = 65.943 m L+ΔL试算法计算逸出高度h0，假设h0的试算范围h01～h02，计算的步长以及精度h01 = 1 = 1 mh02 = 10 = 10 m步长 = 0.02 = 0.02 m精度 = 0.01 = 0.01 m试算得到h0 = 2.54 = 2.8 m 程序计算q/k = (7.8^2-2.8^2)/(2×(65.943-5×2.8)) = 0.5102 mq/k = 0.5011 = 0.5011 m平均q/k = (0.5102+0.5011)/2 = 0.5057 m平均渗流量qD = 0.5057×0.00001 = 5.06E-06 m3/s/m浸润线方程 y=SQRT(7.84+1.0114x)下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = 0.2 / 1/m23.堤基渗流量计算透水地基厚度T = 17-7 = 10 m堤基渗流量q基= 0.00005×(7.8-1)×10/(62.6+5×7.8+0.88×10) = 3.08E-05 m3/s/m4.总渗流量 = 0.00000506+0.0000308 = 3.59E-05 m3/s/m5.浸润线计算h01 = 1 = 1 mh02 = 10 = 10 m步长 = 0.001 = 0.001 m精度 = 0.001 = 0.001 m试算得到h0 = 2.0361 = 1.894 m 程序计算q“ = 3.55212E-05 = 3.55E-05 m3/s/m浸润线方程 x=14.0766(y-1.894)+0.1408(y^2-3.5872)附录E.3.2 透水堤基均质土堤下游设褥垫式排水项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m透水地基底高程▽底 = 7 = 7 m 不透水地基顶高程上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m褥垫长度Lr = 5 = 5 m 到下游堤脚渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s堤基渗透系数k0 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s2.不透水堤基对应渗流量计算堤身高度H = 27-17 = 10 m上游水深H1 = 24.8-17 = 7.8 m下游水深H2 = 18-17 = 1 mL = (27-24.8)×3+6+10×5-5 = 57.6 m 上游水面至褥垫ΔL = 3×7.8/(2×3+1) = 3.343 m m1H1/(2m1+1)L1 = 57.6+3.343 = 60.943 m L+ΔL逸出高度h0 = SQRT(60.943^2+7.8^2)-60.943 = 0.497 m 排水体工作长度a0 = 0.497/2 = 0.249 m h0/2q/k = 0.497 = 0.497 m h0渗流量qD = 0.497×0.00001 = 4.97E-06 m3/s/m浸润线方程 y=SQRT(0.247-0.994x)下游坝坡最大渗出坡降J = 1/5 = 0.2 / 1/m22.堤基渗流量计算透水地基厚度T = 17-7 = 10 m堤基渗流量q基= 0.00005×(7.8-1)×10/(57.6+5×7.8+0.88×10) = 3.23E-05 m3/s/m3.总渗流量 = 0.00000497+0.00003226 = 3.72E-05 m3/s/m4.浸润线计算逸出高度h0 = 0.00003723/(0.00001+0.00005/0.44) = 0.301 mq“ = 4.4223E-05 = 4.42E-05 m3/s/m浸润线方程 x=11.3071(y-0.301)+0.1131(y^2-0.0906)附录E.4 不稳定渗流计算附录E.4 不稳定渗流计算项目计算式数值单位备注上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m土的孔隙率n = 88.00% = 88.00% / 到下游堤脚土的饱和度SW％ = 50.00% = 50.00% / 到下游堤脚渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s洪水持续时间t = 11 = 11 天 950400妙土的有效孔隙率n0 = 0.88×(1-0.5) = 44.00% / 到下游堤脚上游水位处堤宽b“ = 6+(27-24.8)×(3+5) = 23.6 m上游水深H = 24.8-17 = 7.8 m渗流在背坡出现所需时间T = 0.44×7.8×(3+5+23.6/7.8)/(4×0.00001) = 946000 s 10.949天洪水持续时间t = 11天> 10.949天不需计算浸润线锋面距迎水坡脚距离L浸润线锋面距迎水坡脚距离L = 2×SQRT(0.00001×7.8×946000/0.44) = 25.9 m m1H1/(2m1+1)附录E.5 背水坡渗流出口比降计算项目计算式数值单位备注1.计算参数下游坡度m2 = 5 = 5 / 1:m2堤底高程▽底 = 17 = 17 m下游水位▽2 = 18 = 18 m逸出高度h0 = 2.54 = 2.54 m下游水深H2 = 18-17 = 1 m2.不透水地基逸出坡降计算2.1 下游无水时渗出点A坡降Jo = 1/SQRT(1+5^2) = 0.196 /堤坡与不透水面交点B坡降Jo = 1/5 = 0.2 / 1/m22.2 下游有水时渗出段AB内的点计算点高程 = 19 = 19 m AB段(18~19.54)内y = 19-17 = 2 / AB段(2.54~1)内渗出点A坡降Jo = 1/SQRT(1+5^2) = 0.196 /n = 0.25×1/2.54 = 0.098 /计算点坡降J = 0.196×((2.54-1)/(2-1))^0.098 = 0.204 / 在下游坡面渗出浸没段BC内的点适用于y/H2<0.95y = 17.7-17 = 0.7 / BC段(0~0.95)内背坡与水平面夹角απ = atan(1/5) = 0.197 rad 11.287度α = 0.197/π = 0.063 /a0 = 1/(2×(0.063×(5+0.5)×SQRT(1+5^2))) = 0.283 /b0 = 5/(2×(5+0.5)^2) = 0.083 /1/2α-1 1/(2×0.063)-1 = 6.937 /计算点坡降J = 0.283×(0.7/1)^6.937/(1+0.083×1/(2.54-1)) = 0.023 / 3.透水地基逸出坡降计算3.1 下游无水时渗出段AB内的点计算点高程 = 19 = 19 m AB段(17~19.54)内y = 19-17 = 2 / AB段(0~2.54)内计算点坡降J = 1/SQRT(1+5^2)×(2.54/2)^0.25 = 0.208 /地基段BC内的点计算点与堤脚距离x = 3 = 3 m计算点坡降J = 1/(2×SQRT(5))×SQRT(2.54/3) = 0.206 /3.2 下游有水时渗出段AB内的点计算点高程 = 19 = 19 m AB段(18~19.54)内y = 19-17 = 2 / AB段(1~2.54)内计算点坡降J = 1/SQRT(1+5^2)×(2.54/2)^0.25 = 0.208 /浸没坡段BC内的点y = 17.7-17 = 0.7 / BC段(0~2.54)内背坡与水平面夹角απ = atan(1/5) = 0.197 rad 11.287度α = 0.197/π = 0.063 /α1 = 1/(1+0.063) = 0.941 / 1/(1+α)l1 = 2.54×5 = 12.7 / h0×m2l2 = 1×5 = 5 / H2×m2r = 0.7×5 = 3.5 / y×m2计算点坡降J = 0.234 = 0.234 / 在下游坡面渗出浸没地基面段CD内的点计算点距堤脚距离x = 2 = 2 m计算点坡降J = 0.108 = 0.108 / 在下游坡面渗出附录E.6 水位降落时均质土堤的浸润线项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / 1:m1堤底高程▽底 = 17 = 17 m堤身土料渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s ＝ 0.001cm/s ＝ 0.864m/d 土体的孔隙率n = 39.70% = 39.70% /降前水位▽1 = 27 = 27 m 0.0003125m/s降后水位▽0 = 20 = 20 m 0.00023148m/s水位降落所需时间T = 22 = 22 h = 79200 秒 = 0.9167 天计算上游浸润线时间t = 15 = 15 h = 54000 秒 = 0.625 天2.h0(t)计算降前水深H1 = 27-17 = 10 m ▽1-▽底降后水深H0 = 20-17 = 3 m ▽0-▽底降距H = 10-3 = 7 m H1-H0水位降落的速度V = 7/(22/24) = 7.636 m/d = 0.00009m/s= 0.00212m/h百分数α = 113.7×(0.0001175)^(0.607^(6+log(0.001)))/100 = 15.03% / 公式一给水度μ = 0.1503×0.397 = 0.0597 /k/(μV) = 0.864/(0.0597×7.636) = 1.895 / 1/10<="" =="" bdsfid="304" p="" t)(k="">h0(t) = 7-0.0000321th0(t) = 7-0.0000321×54000 = 5.2666 m t = 15h = 54000s3.试算法计算t时刻渗流量q(t)和上游坡出渗点高度he(t)he(t)1 = 3+0.01 = 3.01 m H0+Stephe(t)2 = 3+5.2666 = 8.267 m H0+h0(t)步长Step = 0.01 = 0.01 m精度 = 0.001 = 0.001 mL = 10×3 = 30 m H1×m1试算得到he(t) = 5.34 = 5.34 m 程序计算q/k1 = ((3+5.2666)^2-5.34^2)/(2×(30-3×5.34)) = 1.424 mq/k2 = (5.34-3)/3×(1+ln(5.34/(5.34-3))) = 1.424 m平均q/k = (1.424+1.424)/2 = 1.424 m平均渗流量q = 1.424×0.00001 = 1.42E-05 m3/s/m4.计算t时刻上游段浸润线[H0+h0(t)]2 = (3+5.2666)^2 = 68.3367 m22q/k = 2×1.424 = 2.848 m浸润线方程 y=SQRT(68.3367-2.848x)附录E.7.1 背水侧无限长双层堤基渗流计算和覆盖的计算附录E.7 双层堤基渗流计算和覆盖的计算附录E.7.1 背水侧无限长双层堤基渗流计算和覆盖的计算项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / ( 1:m1 )下游坡度m2 = 5 = 5 / ( 1:m2 )堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m弱透水地基底高程▽弱 = 7 = 10 m强透水地基底高程▽强 = 7 = 5 m上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m迎水侧有限长度L = 100 = 100 m堤身土料渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s ( ＝ 0.001cm/s ＝ 0.864m/d ) 弱透水堤基渗透系数k1 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d ) 强透水堤基渗透系数k0 = 7.00E-03 = 7.00E-03 m/s ( ＝ 0.7cm/s ＝ 604.8m/d )2.越流系数A计算k0/k1 = 0.007/0.00005 = 140 / ( 属于双层堤基 )堤身高度Hd = 27-17 = 10 m ( ▽顶-▽底 )上游水深H = 24.8-17 = 7.8 m ( ▽1-▽底 )弱透水层厚度T1 = 17-10 = 7 m ( ▽底-▽弱 )强透水层厚度T0 = 10-5 = 5 m ( ▽弱-▽强 )堤底宽度b = 6+10×(3+5) = 86 m ( B+Hd×(m1+m2) )越流系数A = SQRT(0.00005/(0.007×7×5)) = 0.014 m-13.弱透水层CD段承压水头计算(x以下游堤脚为原点，向下游为正)计算点坐标x = 10 = 10 m ( x>0 )h = 7.8×e^(-0.014×10)/(1+0.014×86-th(0.014×100)) = 5.142 m4.弱透水层CD段承压水头计算(x’以下游堤脚为原点，向上游为正)计算点坐标x’ = 10 = 10 m ( x’>0 )h = 7.8×(1+0.014×10)/(1+0.014×86-th(0.014×100)) = 6.743 m计算简图参看规范图E.7.1附录E.7.2 透水地基上弱透水层等厚有限长附录E.7 双层堤基渗流计算和覆盖的计算附录E.7.2 透水地基上弱透水层等厚有限长，强透水层无限长双层堤基渗流计算项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / ( 1:m1 )下游坡度m2 = 3 = 3 / ( 1:m2 )堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m弱透水地基底高程▽弱 = 7 = 10 m强透水地基底高程▽强 = 7 = 5 m上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m迎水侧有限长度L1 = 30 = 30 m ( 弱透水地基 )背水侧有限长度L2 = 100 = 100 m ( 弱透水地基 )堤身土料渗透系数k = 1.00E-05 = 1.00E-05 m/s ( ＝ 0.001cm/s ＝ 0.864m/d ) 弱透水堤基渗透系数k1 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d ) 强透水堤基渗透系数k0 = 7.00E-03 = 7.00E-03 m/s ( ＝ 0.7cm/s ＝ 604.8m/d ) 2.越流系数A计算k0/k1 = 0.007/0.00005 = 140 / ( >100，属于双层堤基 )弱透水层厚度T1 = 17-10 = 7 m ( ▽底-▽弱 )强透水层厚度T0 = 10-5 = 5 m ( ▽弱-▽强 )堤身高度Hd = 27-17 = 10 m ( ▽顶-▽底 )上游水面距不透水地基H = 24.8-5 = 19.8 m ( ▽1-▽强 )堤底距不透水地基H1 = 17-5 = 12 m ( ＝▽底-▽强＝ T1+T0 )弱透水层底距不透水地基H0 = 10-5 = 5 m ( ▽弱-▽强 )堤底宽度b = 6+10×(3+3) = 66 m ( B+Hd×(m1+m2) )越流系数A = SQRT(0.00005/(0.007×7×5)) = 0.014 m-1A(0.441T0) = 0.014×0.441×5 = 0.031 / ( <1，公式适用 )d’ 1/0.014×arth(0.031) = 2.215 m ( = 1/Aarth(A(0.441T0)) )3.试算法计算ζ以确定出逸段与非出逸段的分界点，假设ζ的试算范围ζ1～ζ2，计算的步长以及精度ζ 1 = 0.0001 = 0 m ( = precision )ζ 2 = 100 = 100 m ( = L2 )步长STEP = 0.01 = 0.01 m精度precision = 0.0001 = 0.0001 m试算得到ζ = 64.46 = 64.46 m ( 程序计算 )方程左边 = 0.105 = 0.105 m ( 程序计算 )方程右边 = 0.105 = 0.105 m ( 程序计算 )4.出逸段AB透水层水位计算(x以下游堤脚为原点，向下游为正)计算点坐标x = 10 = 10 m ( 0 < x < 35.54 = L2-ζ )h = 1.482 = 1.482 m5.非出逸段BC透水层水位计算(x’以弱透水层最下游点为原点，向上游为正)计算点坐标x’ = 10 = 10 m ( 0 < x’ < 64.46 = ζ )x’/T0 = 10/5 = 2 mΔ0 = (12-5)×0.441×5/(64.46+0.441×5) = 0.232 mΔx’/Δ0 = 0 = 0 mΔx’ = 0.232×0 = 0 mh = 5+(12-5)×(10+0.441×5)/(64.46+0.441×5)-0 = 6.282 m5.非出逸段BC透水层水位计算(x’以弱透水层最下游点为原点，向上游为正)计算点坐标x’ = 2.1 = 2.1 m ( 0 < x’ < 64.46 = ζ )x’/T0 = 2.1/5 = 0.42 mΔ0 = (12-5)×0.441×5/(64.46+0.441×5) = 0.232 mΔx’/Δ0 = 0.246 = 0.246 m ( 查表E.7.2 )Δx’ = 0.232×0.246 = 0.057 mh = 5+(12-5)×(2.1+0.441×5)/(64.46+0.441×5)-0.057 = 5.395 m附录E.7.2 透水地基上弱透水层不等厚或不均质附录E.7 双层堤基渗流计算和覆盖的计算附录E.7.2 透水地基上弱透水层不等厚或不均质，强透水层无限长双层堤基渗流计算项目计算式数值单位备注1.计算参数上游坡度m1 = 3 = 3 / ( 1:m1 )下游坡度m2 = 5 = 5 / ( 1:m2 )堤顶宽度B = 6 = 6 m堤顶高程▽顶 = 27 = 27 m堤底高程▽底 = 17 = 17 m弱透水地基底高程▽弱 = 10 = 10 m强透水地基底高程▽强 = 7 = 7 m上游水位▽1 = 24.8 = 24.8 m下游水位▽2 = 18 = 18 m弱透水层无限长强透水堤基渗透系数k0 = 7.00E-03 = 7.00E-03 m/s ( ＝ 0.7cm/s ＝ 604.8m/d ) 2.递推计算下游等效长度S下下游弱透水层分段数N = 3 = 3 段 ( 以不等厚或不均质分 )2.1递推计算段次 = 0 = 0强透水层厚度T0 = 10-7 = 3 m ( ▽弱-▽强 )等效长度S0 = 0 = 0 m ( 取0 )D0 = (1/0.022+0)/(1/0.022-0) = 1 /段次 = 1第1段渗透系数k1 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d )第1段厚度t1 = 5 = 5 m第1段长度L1 = 6 = 6 m越流系数A1 = SQRT(0.00005/(0.007×3×5)) = 0.022 m-1β1 = 2×0.022×6 = 0.264 / ( 2AiLi )等效长度S1 = 1/0.022×(1×e^0.264-1)/(1×e^0.264+1) = 5.965 mD1 = (1/0.028+5.965)/(1/0.028-5.965) = 1.401 m段次 = 2第2段渗透系数k2 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d )第2段厚度t2 = 3 = 3 m第2段长度L2 = 10 = 10 m越流系数A2 = SQRT(0.00005/(0.007×3×3)) = 0.028 m-1β2 = 2×0.028×10 = 0.56 / ( 2AiLi )等效长度S2 = 1/0.028×(1.401×e^0.56-1)/(1.401×e^0.56+1) = 15.026 m D2 = (1/0.035+15.026)/(1/0.035-15.026) = 3.219 m ( ▽底-▽弱 )段次 = 3第3段渗透系数k3 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d ) 第3段厚度t3 = 2 = 2 m第3段长度L3 = 30 = 30 m越流系数A3 = SQRT(0.00005/(0.007×3×2)) = 0.035 m-1β3 = 2×0.035×30 = 2.1 / ( 2AiLi )等效长度S3 = 1/0.035×(3.219×e^2.1-1)/(3.219×e^2.1+1) = 26.477 m2.2下游等效长度S下 = 26.477 = 26.477 m ( 即等效长度S3 )3.递推计算下游等效长度S上上游弱透水层分段数N = 3 = 3 段 ( 以不等厚或不均质分 )3.1 递推计算段次 = 0 = 0强透水层厚度T0 = 15.026-3.219 = 11.807 m ( ▽弱-▽强 )等效长度S0 = 0 = 0 m ( 取0 )D0 = (1/0.018+0)/(1/0.018-0) = 1 /段次 = 1第1段渗透系数k1 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d ) 第1段厚度t1 = 7 = 7 m第1段长度L1 = 10 = 10 m越流系数A1 = SQRT(0.00005/(0.007×3×7)) = 0.018 m-1β1 = 2×0.018×10 = 0.36 / ( 2AiLi )等效长度S1 = 1/0.018×(1×e^0.36-1)/(1×e^0.36+1) = 9.893 mD1 = (1/0.022+9.893)/(1/0.022-9.893) = 1.556 m段次 = 2第2段渗透系数k2 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d )第2段厚度t2 = 5 = 5 m第2段长度L2 = 6 = 6 m越流系数A2 = SQRT(0.00005/(0.007×3×5)) = 0.022 m-1β2 = 2×0.022×6 = 0.264 / ( 2AiLi )等效长度S2 = 1/0.022×(1.556×e^0.264-1)/(1.556×e^0.264+1) = 15.413 mD2 = (1/0.028+15.413)/(1/0.028-15.413) = 2.518 m ( ▽底-▽弱 ) 段次 = 3第3段渗透系数k3 = 5.00E-05 = 5.00E-05 m/s ( ＝ 0.005cm/s ＝ 4.32m/d )第3段厚度t3 = 3 = 3 m第3段长度L3 = 50 = 50 m越流系数A3 = SQRT(0.00005/(0.007×3×3)) = 0.028 m-1β3 = 2×0.028×50 = 2.8 / ( 2AiLi )等效长度S3 = 1/0.028×(2.518×e^2.8-1)/(2.518×e^2.8+1) = 34.03 m3.2 上游等效长度S上 = 34.03 = 34.03 m ( 即等效长度S3 )4. 背水侧弱透水层下各点的承压水头计算(x以下游堤脚原点，向下游为正)计算点坐标x = 10 = 10 m ( x > 0 )上下游水头差H = 24.8-18 = 6.8 m堤身高度Hd = 27-17 = 10 m ( ▽顶-▽底 )堤底宽度b = 6+10×(3+5) = 86 m ( B+Hd×(m1+m2) )计算点的承压水头h = (26.477-10)×6.8/(34.03+86+26.477) = 0.765 m ( x = 10m )。

堤坝防渗措施技术创新
未来堤坝防渗措施将向着更加高效、安全、环保的方向发展，如新型防渗材料的研发和应用、绿色防渗技术的推广等。同时，随着数字化和智能化技术的发展 ，堤坝防渗措施也将逐步实现智能化和自动化。
堤坝渗流与防渗措施的融合发展
未来堤坝渗流与防渗措施将更加融合发展，形成一套完整的防渗体系。同时，堤坝渗流与防渗措施的研究和应用也将更加注重与生态环境保护相结合，实现 水利工程的可持续发展。
程中，渗透压力和动水压力的大小和方向都会发生变化，对堤坝的稳定
性和安全性产生影响。
03
堤坝防渗措施
堤坝防渗方案选择
根据堤坝工程实际情况，选择经济合理、技术可行的防渗方案，综合考虑工程投资 、施工周期、防渗效果等因素。
根据堤坝所处的水文地质条件，选择适合的防渗方案，如垂直防渗、水平防渗等。
根据堤坝的工程等级和重要性，选择适当的防渗方案，确保防渗效果满足工程要求 。
堤坝防渗材料选择
根据防渗方案和工程要求，选择 具有良好防渗性能、耐久性、环
保性、经济性的防渗材料。
考虑防渗材料的适用范围和使用 条件，避免使用不当导致工程质
量问题。
对防渗材料的性能进行严格的检 验和测试，确保其满足工程要求
。
堤坝防渗施工方法
根据防渗材料和工程要求，选择合适 的施工方法和工艺流程。
渗处理，同时对水闸进行加固，提高其抗渗能力。
05
结论与展望
结论
堤坝渗流研究现状
堤坝渗流是水利工程中一个重要的研究领域，目前国内外学者在渗流理论、数值模拟和现 场试验方面取得了许多研究成果，为堤坝安全性和稳定性提供了有力保障。
堤坝防渗措施应用
堤坝防渗是防止渗流对堤坝造成危害的重要措施，目前常用的防渗措施包括水平防渗、垂 直防渗、排水减压等，这些措施在实际工程中得到了广泛应用。

防洪工程渗流及渗透稳定计算5.6.1渗流及渗透稳定计算1）渗流分析的目的（1）确定堤身浸润线及下游逸出点位置，以便核算堤坡稳定。

（2）估算堤身、堤基的渗透量。

（3）求出局部渗流坡降，验算发生渗透变形的可能。

概括以上分析，对初步拟定的土堤剖面进行修改，最后确定土堤剖面及主渗，排水设备的型式及尺寸。

2）渗流分析计算的原则（1）土堤渗流分析计算断面应具有代表性。

（2）土堤渗流计算应严格按照《堤防工程设计规范》（GB50286-981）第8.1.2条及本规范附录E的有关规定执行。

3）渗流分析计算的内容（1）核算在设计洪水持续时间内浸润线的位置，当在背水侧堤坡逸出时，应计算出逸点位置，逸出段与背水侧堤基表面的出逸比降。

（2）当堤身、堤基土渗透系数K≥10-3cm/s时，应计算渗流量。

（3）设计洪水位降落时临水侧堤身内自由水位。

4）堤防渗流分析计算的水位组合（1）临水侧为设计洪水位，背水侧为相应水位。

（2）临水侧为设计洪水位，背水侧无水。

（3）洪水降落时对临水侧堤坡稳定最不利情况。

5）渗透计算方法堤防渗流分析计算方法按照《堤防工程设计规范》（GB50286-98）附录E3的透水堤基均质土堤渗流计算即——渗流问题的水力学解法。

6）土堤渗流分析计算计算锡泊河左岸（0-468）横断面，堤高5.05米（P=2%），半支箭左岸（0+302.25）横断面，堤高 6.46米（P=2%），该两段堤防均属于 2级堤防，堤防渗流计算断面采用1个断面计算即可。

采用《堤防工程设计规范》中透水堤基均质土堤下游坡无排水设备或有贴坡式排水稳定渗流计算公式：T H LT H H D88.0m k q q11210）（（E.3.1）Hm m b 121）（H HL （E2.1-3）11112m m H L（E2.1-4）当K ≤ｋ0时h 0=a+H 2=q ÷TH am T K H am H m mK 44.0)(5.0)5.0()5.0(122022222+H 2……………（E.3.2-2）对于各种情况下坝体浸润线均可按下式确定X=k ·T'0q h y+k'2202q h y……………（E.3.2-6）式中：q'= ）（021112211m 2m 2kh m H Lh H +0211010m k h m H Lh H T（E.3.2-7）k ——堤身渗透系数；k 0——堤基渗透系数；H 1——水位到坝脚的距离（m ）；H 2——下游水位（m ）；H ——堤防高度（m ）；q ——单位宽度渗流量（m 3/s ·m ）；m 1——上游坡坡率，m 1=3.0；m2——下游坡坡率，m2=3.0；b——坝体顶部宽度 6.0m；h0——下游出逸点高度（m）；锡伯河采用数据列表如下：物理特性筑堤土料单层堤基土质低液限粉土圆砾渗透系数（cm/s） 2.7×10-4 3.2×10-1摩擦角（度）26 32粘结力（kpa）35 0半支箭采用数据列表如下：物理特性筑堤土料双层堤基土质低液限粉土4m段粉土6m段圆砾渗透系数（cm/s） 2.7×10-44m段 3.16m段 1.8×10-1摩擦角（度）26 4m段26.36m段31 粘结力（kpa）35 4m段216m段0 渗流计算结果正常工况锡伯河渗流计算结果表工况H1（m）q（m3/d·m）q'（m3/d·m）设计深 2.08 146.84 168锡伯河浸润线计算结果：X 6.240 8.562 20.175 29.465 Y 2.080 1.557 0.847 0.278锡伯河防洪堤筑堤土为低液限粉土，基础为砂砾基础，强透水地基，堤身部分为相对不透水层，基础和堤身渗透系数相差100倍以上，下游无水，经计算堤身和堤脚无无出逸点，渗流稳定。

堤防渗流稳定计算的探讨及应用摘要：渗透变形是造成堤防在洪水期间险情的主要原因之一，要确保堤防建设的安全运行，就要维护且保障堤防的渗流稳定性。

本文针对堤防渗流稳定计算展开分析探讨，分析了不同的建设工程对堤防渗流稳定性的影响，并以某工程为例，进行应用的探析。

关键词：堤防渗流；渗流稳定；计算；应用；达西定律前言渗流问题会出现在多种工程中，影响着工程的质量，比如土建工程、水利工程、地质工程等，其中水利工程中研究的渗流，主要针对地表下的土壤以及地表人工堆砌的土体建筑物中的渗流情况。

普遍都是在河道或者渠道上面修建水工建筑物，以土石坝，堤防最为常见，当建筑物修建完成之后，由于某些原因会造成渗流问题，建筑物或者土质地基会受到不良影响。

因此，务必要重视渗流稳定的计算。

1.影响堤防渗流稳定的因素⑴堤防渗流稳定受到穿堤建筑物的影响穿堤建筑物的修建一般都伴随着堤防局部的开挖回填，且穿堤建筑物施工结束后，建筑物与堤防之间的接触面往往最易产生渗漏通道，渗流沿着接触面逐渐将土体颗粒冲出堤防外，最终造成渗透破坏，堤防就会出现沉降和变形的情况，并且接触冲刷的发展速度往往较快，对堤防的威胁很大，严重时会造成堤防溃堤。

⑵堤防渗流稳定受到跨河堤建筑物影响在跨河桥梁建筑工程中，要跨越河流两侧的堤防，因为桥墩所埋的桩基基础相对较深，土体会受到其扰动影响而导致易透水层的出现，且桩基施工的过程中所出现的震动，也会影响到土体的结构稳定性，因此桩周容易发生绕桩渗流，特别在土质较为松软的区域受到跨河建筑物的影响更加明显，要引起重视。

⑶堤防渗流稳定受到挖掘堤防后基坑的影响建设取水泵房及取水井等建筑物的时候，普遍情况下都会在堤后挖掘基坑降水。

在汛期的时候，基坑内的低水位和堤防迎水面的水位之间所出现的水头差较大，明显提高了堤防两侧的水力坡度，使堤防的稳定性受到影响[3]。

所以，针对堤防后进行基坑挖掘的时候，要分析堤防和堤基的渗流情况，及堤防边坡的稳定性，并采取相应的工程防治措施。

04
堤防渗流控制实例分析
国内典型案例介绍
长江三峡大坝
三峡大坝是世界上最大的水利工程，其渗流控制措施在整个 工程中起到了至关重要的作用。大坝采用水泥混凝土防渗墙 、灌浆帷幕、混凝土防渗墙等措施，有效地控制了渗流问题 。
黄河小浪底水利枢纽
小浪底水利枢纽位于中国黄河干流上，是一座以防洪、防凌 、减淤、供水、灌溉、发电等综合效益为目标的大型水利工 程。在渗流控制方面，该工程采用了高压喷射灌浆、混凝土 防渗墙等多种措施，取得了显著的效果。
堤防自身结构及材料原因
堤防结构设计不合理
部分堤防工程可能存在结构设计缺陷，缺乏科学规划和充分 论证，导致无法有效防范渗流。
堤防材料质量差
部分堤防工程中使用了质量不符合要求的材料，如水泥混凝 土强度不足、砂砾石粒径不规范等，导致渗流现象发生。
外部环境因素影响
河流冲刷
河流长期冲刷可能导致堤防出现漏洞，特别是在大洪水期间，水流冲刷力度 更大，渗流问题更为严重。
混凝土堤防防渗处理技术
裂缝修补
对混凝土堤防表面的裂缝进行修补，以防止水体从裂缝 中渗透。修补材料可以是水泥砂浆、环氧树脂或其他防 水材料。
灌浆
向混凝土堤防的内部灌入水泥砂浆、粘土砂浆或其他化 学物质，以堵塞漏洞和缝隙，达到防渗目的。
防渗墙
在混凝土堤防上建造一层或多层防渗墙，可以有效防止 水体渗漏。防渗墙的材质可以是混凝土、钢筋混凝土或 其他材料，根据实际情况选择。
《阐述水利工程中的堤防渗流控 制措施》
xx年xx月xx日
目录
• 水利工程概述 • 堤防渗流原因分析 • 堤防渗流控制技术措施 • 堤防渗流控制实例分析 • 堤防渗流控制未来发展趋势与挑战 • 结论与展望

工程技术幸福生活指南70幸福生活指南浅谈河道堤防工程渗漏原因及防渗措施刘 飞江苏长荡湖旅游控股有限公司 江苏 常州 213200摘 要：堤防是防洪工程中最基本的措施，也是防洪的关键。

在堤防设计时，若无法保证堤基渗流出量在规定的范围内，堤基就会受到破坏，发生管涌、流土等情况。

若堤身渗透破坏严重，可能会直接影响防洪工程的稳定性，对堤内人群的生命造成威胁。

防洪工程能预防洪涝灾害，利于农田灌溉，用于水力发电，有利于国家的发展。

随着现代新型材料与先进技术的应用，渗透问题依然存在。

本文通过分析河道堤防工程渗漏的原因，针对渗漏问题，采取有效的防渗措施，意在增强防渗加固工程的有效性。

关键词：堤防工程；渗漏原因；防渗措施现代经济的快速发展，推动城市化进程加快。

现代人们的生活方式发生变化，对水资源的需求量增大。

河道是储存水资源的一种方式，能够防洪排涝，具有抗旱的作用，同时又能为现代人提供休闲的场所。

河道治理包含的内容较多，比如蓄水防洪，改善生态景观。

为实现河道治理的一系列功能需要修筑堤坝拦蓄河水，其中以堤坝渗漏问题最为严重，会直接影响整个工程的使用效率，对下游居民的生命安全造成威胁。

只有采取有效的防渗措施才能确保防洪工程的作用充分发挥。

1、河道堤防渗漏类型及原因分析1.1管涌问题管涌问题多发生在堤基位置，因土层隆起、浮动和膨胀等因素引起。

当这类问题出现时，堤基位置会存在砂层和架空砖石块情况，在汛期内，土层薄弱的地方会出现夹泥渗流的情况。

若未及时补救，渗流破坏情况会逐渐加重，最终引发穿孔塌陷等危险事故[1]。

1.2接触冲刷当堤身处于渗流位置时，渗流产生的冲刷力在一定程度上大于堤身土体抗渗强度，从而导致堤身出现横向贯穿裂缝，这种问题多数是由接触冲刷所导致。

若堤身的填土类型为砂质粘土与坝基接壤的位置使用中粗砂粒，一般情况下，不具备较高的压实度，容易发生接触冲刷而导致堤身渗漏。

而造成堤防工程渗漏情况的原因有四点：第一点，施工方案设计缺少合理性。

渗流控制标准
有渗流的均质土坡稳定安全系数控制原则 如右图所示， 如右图所示，在浸润线以下的土体除了受到重力作 用外，还受到由于水的渗流而产生的渗透力作用。 用外，还受到由于水的渗流而产生的渗透力作用。 如果水流方向与水平面呈夹角θ 如果水流方向与水平面呈夹角θ，则沿水流方向的渗 透力F=γwj。 在坡面上取土体V中的土骨架为隔离体， 在坡面上取土体V中的土骨架为隔离体，其有效的 重量为W=γ'V 分析这块土骨架的稳定性， 重量为W=γ'V 。分析这块土骨架的稳定性，作用在 土骨架上的渗透力为F=jV 因此， 土骨架上的渗透力为F=jV 。因此，沿坡面的全部滑 动力，包括重力和渗透力为，坡面的正压力为， 动力，包括重力和渗透力为，坡面的正压力为，则 土体沿坡面滑动的稳定安全系数为
堤身具体结构和堤基土层出发， 堤身具体结构和堤基土层出发，渗流控制标准主 要有以下方面： 要有以下方面： 堤坡出逸高度控制原则渗 Nhomakorabea控制标准
堤坡出逸坡降控制原则
由于无防渗情况下边坡出逸位置较高， 由于无防渗情况下边坡出逸位置较高，因此边坡出逸 应加以控制，其出逸坡降可按无粘性土边坡出逸坡降计算。 应加以控制，其出逸坡降可按无粘性土边坡出逸坡降计算。 当渗流从下游坡出逸时，由于自由面与坡面相切， 当渗流从下游坡出逸时，由于自由面与坡面相切，忽略凝聚 力时，渗出点的渗透坡降为： 力时，渗出点的渗透坡降为：22 = 0.371 J = sin β = 1 / 1 + m 为下游坡角） （β为下游坡角） 堤坡渗出点的临界渗透坡降可按下式计算[25] [25]： 堤坡渗出点的临界渗透坡降可按下式计算[25]： Jc=[γ'1（tgφ-tgβ）cosβ]/γ+C/γ '1（ 式中， 为水容重， '1为土的浮容重 为土的浮容重， 式中，γ为水容重，取γ=10kN/m3；γ'1为土的浮容重，C为出 口段坝体填土的凝聚力， 为土的内摩擦角，根据有关文献， 口段坝体填土的凝聚力，φ为土的内摩擦角，根据有关文献， =0Pa，φ=32° 为下游坡角， 2.5的 取γ'1=10.2kN/m3，C=0Pa，φ=32°；β为下游坡角，1：2.5的 tgβ=0.4（ tgβ=0.5），cosβ=0.928。 ），cosβ=0.928 坡，tgβ=0.4（1：2，tgβ=0.5），cosβ=0.928。将所有变量代 入式中， 入式中，可求得Jc

堤防抢险堤坝是防御洪水的主要工程设施，每年汛期主要凭借这些堤坝挡御江河、湖泊、海湖的洪水。

堤坝由土体筑成，易受渗流穿透，水流冲刷和风浪袭击的影响而遭到破坏。

发生危及堤坝安全的各种险情较多，是汛期抢险的重点。

堤坝险情万一抢护不及，常导致溃坝决堤，造成洪水灾害。

常见的堤坝险情有：渗水、管涌流土、漏洞、裂缝、陷坑（又称跌窝）、风浪、崩塌、滑坡和漫溢等。

本章按险情发生原因，将其归纳为渗漏，背水脱坡、临水崩塌（滑坡）和漫溢决堤四类，介绍各类险情产生的原因、抢护原则、抢护方法以及善后处理和堵口复堤。

要做到及时有效地抢护堤坝险情，应做好以下基本工作。

（1）尽早尽快发现险情，力争将其消灭在萌芽状态。

因此寻查险情就成为一项至关重要的工作。

（2）防汛人员对所有防护堤坝的防洪能力，薄弱环节以及潜伏的隐患应有全面了解，一旦发现险情，应尽快制定切实可行的抢护方案。

（3）组织好防汛抢险的人力，选拔抢险骨干力量，按险情危急程度分批上堤防守，重大险情应抽调专业抢险队及请求驻边抢护。

（4）准备好抢险物料，并根据工程情况分类存放，以便抢险争用。

渗漏抢险堤防大多修建在冲积平原上，水库土坝则横亘于河床之中，地面覆盖层下多为砂石透水层，加之堤坝自身具有透水性，因此，在挡水时必然渗水。

如果渗流破坏了堤坝的强度和稳定，就会引起种种险情，这类险情统称为渗漏险情。

（一）渗漏险情的类别1．渗水险情在高水位作用下，水流渗入堤坝，将填土分为上干下湿两部分，干、湿土的分界线叫浸润线，浸润线与背水坡面的交点称逸出点（有反滤体的逸出点在体内）。

逸出点以下的坡面和坡脚，土壤洇水发软，甚至汇集成涓涓细流即为渗水险情。

发生渗水险情除与高水持续时间长直接有关外，堤坝断面单薄、背水坡太陡，土料透水性大或硬土块、冻土块、砖石、树根、废涵管等杂物，填筑时夯压不实，施工分段未按要求处理等，均会加大渗流流速，抬高浸润线，促使渗水险情发展。

2．管涌险情具有强透水层地基的堤坝，高水位时，渗透坡降大于地基覆盖层的允许渗透坡降，就会在背水坡脚附近地面发生渗透破坏。

水利工程中堤身地基防渗处理措施在水利工程中，堤身和地基的防渗处理是非常重要的一项措施。

堤身和地基的防渗工程可以有效地保证水库、水闸、堤防等水利工程的安全稳定和正常运行。

本文将详细介绍堤身和地基防渗处理措施。

1. 堤身防渗处理（1）基础排水基础排水是堤身防渗处理中非常重要的一环。

正确地进行基础排水可以降低堤身的渗透性，延长堤体的使用寿命。

水利工程中一般采用灌浆排水和沟槽排水两种方法。

灌浆排水是采用水泥、粉煤灰等灌浆材料对堤体进行注浆，将堤体内部的裂缝和空隙填充，减少渗透通道。

沟槽排水是在堤坝基础上开挖一定深度的排水沟槽，将土壤岩石中的水分引流至沟槽中，从而降低土壤的含水量，进而减少渗透压力。

（2）防渗帷幕防渗帷幕是在土石坝表层地面到基础深处设置的一层人工隔水屏障，可以有效地防止地下水穿透堤体。

防渗帷幕采用不同的隔水材料，如有机高分子材料、无机矿物材料等，在堤体基础中挖掘帷幕槽，然后在帷幕槽中铺设隔水材料，最后进行灌浆。

经过防渗帷幕处理的堤身，可以有效地减少地下水的渗透，提高堤身的稳定性。

防渗墙是在堤体内部设置的一条防渗帷幕，与防渗帷幕相比，防渗墙更适用于较高的堤体。

防渗墙的材料和施工方法与防渗帷幕类似，不同的是防渗墙通常铺设在堤身内部，其作用是隔绝地下水流动。

防渗墙通常设计为薄壁的钢筋混凝土结构，其厚度一般在30~50厘米之间。

（4）渗井渗井是在水利工程中常见的一种防渗措施。

渗井的作用是收集渗流水，使其得到及时排泄。

渗井通常设置在堤身的高位，采用排水管进行排水，防止渗流水对堤体的破坏。

（1）地基加固地基加固是在堤坝的地基部分进行的一种加固措施，通过对土壤进行处理，提高其强度和稳定性。

地基加固可以有效地防止土壤的流失和下沉等现象，提高堤坝的稳定性。

地基加固的方法有多种，如夯实加固、灰土加固、压缩灌浆加固等。

（2）压缩灌浆加固压缩灌浆加固是一种较为常用的地基加固方法，其加固原理是利用压缩灌浆机将水泥浆注入到土壤的空隙中，填充土壤中的细孔和隙缝，增加土壤的密实度和强度，从而提高地基的承载能力。

堤防工程渗流控制浅析淮淠堤防全长130余公里，主要堤防为正南淮堤、张马淠堤、寿西淮堤、牛尾岗堤、寿县城墙、城南圈堤及二里坝拦洪堤。

这些堤防工程沿河修筑，防线长，基础差，堤身质量参差不齐，一旦失事，影响面广，对堤坝的渗流控制应予以特别关注。

现结合我县实际，就堤防管理工作中出现的渗流控制问题进行简要阐述。

标签：堤防工程；渗流控制；措施一、渗流控制的重要性渗流控制是关系到水利工程安全、人民生命财产、工农业生产的大事。

在水利工程中，地表水的冲刷破坏常会引人注意，也比较容易发现和挽救；而地下水的冲刷由于隐蔽性强，不能被人直观看见，常被忽视，有时问题一经发现，会立即导致工程的破坏，难以补救。

因此，一般水利工程受地下水渗流冲刷破坏常比地表水冲刷破坏较多且严重，而堤坝渗流问题尤为突出。

二、堤防工程渗流控制的特点堤防轴线位置多系历史形成和河势控制决定，不能随意选定防渗条件好的部位，且多修建在含有深厚透水层或软土层的冲积平原上；由于堤身长期不挡水，容易产生干缩裂缝，粘性土堤身易出现蚁穴、兽洞；堤防工程的堤基多为沉积的沙质壤土、或层沙土，渗流稳定条件较差；堤身经历年培修、养护，堤身填料及结构复杂，特别是防汛抢险加固，接缝多，就近取土，碾压不实，质量较差，取土破坏了近堤地面的天然防渗作用；临河堤侧，受水流冲刷，淤冲无常，并受河床演变影响，难以布设防渗工程，或防渗工程造价高，效果不明显，不经济合理。

堤防的特点导致堤防渗流控制措施必须截排结合，以排为主，既使是压渗工程，也必须在排渗的基础上进行压渗。

我县淮淠堤防自确权划界后大多都有护堤地，堤外滩地植树造林，消减风浪，减缓流速，增加淤积，起到一定的铺盖防渗作用；堤内护堤地完整，部分堤防减压设施完好，在汛期起到了较大的作用。

三、堤坝渗流破坏机理及类型土坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足，原因不同，发生的现象也有不同。

1、砂层地基的承压水顶穿表层弱透水粉质壤土或淤泥的薄弱环节，发生局部集中渗流形成流土泉涌现象，并继而向地基的上游发展成连通的管道。

阐述水利工程中的堤防渗流控制措施水利工程中的堤防渗流控制措施是一项重要的工作，旨在保护和加强堤防的防洪能力。

堤防的渗流问题可能导致堤坝的破坏，进而引发洪水灾害。

因此，采取有效的堤防渗流措施对于水利工程的安全运行至关重要。

堤防渗流的主要形式有两种，一种是孔渗透流，即水沿土中的孔隙进行迁移；另一种是孔间渗透流，即水通过土中的孔隙和土粒间隙渗透。

为了有效控制堤防渗流问题，以下是一些常用的措施。

首先，可以采取土工材料防渗措施。

这种措施主要是通过利用土工材料的抗渗性来控制渗漏问题。

一种常用的土工材料是防渗土工膜，这种薄膜可覆盖在堤防表面，有效地阻止水分的渗透。

另外还可以采用土工合成材料，如土工格栅、土工布等，这些材料不仅可以增强土体的抗渗性，还能提高堤防的抗冲刷能力。

其次，可以采用渗流控制结构措施。

这种措施主要是通过在堤防中设置一些特殊结构来控制渗流。

例如，可以在堤防中设置重力墙，用以阻止渗漏。

重力墙可以使用混凝土等材料建造，能够有效地封堵水分的渗透。

此外，还可以采用渗流井，通过打井并施加适当的压力，使渗透水向井中集聚，从而减小渗流。

另外，适当的排水措施也是堤防渗流控制的重要手段之一、堤防渗流问题的根本原因是水分积聚和堆积，因此通过有效的排水措施可以有效地控制渗流。

常见的排水措施包括设置渗水帷幕和排水井，渗水帷幕是利用施工时注浆技术将土体中的渗漏通道进行堵塞，从而减小渗流。

排水井则是通过设置井管和抽水设备，将渗入的水分抽出，保持土体的干燥状态。

此外，定期的巡视和检查也是非常重要的措施。

堤防工程本身是一项长期运行的工程，渗流问题可能会随时间的流逝而出现或加剧。

因此，定期的巡视和检查可以及时发现堤防渗流问题，并采取相应的补救措施。

综上所述，堤防渗流控制措施是保障水利工程安全运行的重要环节。

采取适当的土工材料防渗措施、渗流控制结构措施、排水措施以及定期巡视和检查等措施可以有效地降低堤防渗流问题的发生概率，保护堤防的稳定性和安全性。