堆石混凝土坝坝体防渗质量检验方法及其标准探讨

第１７卷第６期　

２０１１年６月　水利科技与经济　

Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｃｏｎｏｍｙ　Ｖ０１．１７　Ｎｏ．６　

Ｊｕｎ．，２０１１　

堆石混凝土坝坝体防渗质量检验　

５６＂法及其标准探讨　

潘展钊　，李　凌　，袁明道　

（１．广东省水利水电科学研究院，广州５１０６１０；２．广东省大坝安全技术管理中心，广州５１０６１０）　

［摘要］针对新型堆石混凝土坝缺乏坝体防渗质量检测方法和标准的现实情况，通过研究堆　

石混凝土抗渗性能，在总结大量工程经验的基础上，探讨了适合堆石混凝土坝坝体防渗质量检　

测的方法。同时，还提出坝体压水试验的合格标准与帷幕灌浆的合格标准一致，但合格率应达　

到１００％。珠三角地区某堆石混凝土坝工程的实际应用结果表明，该方法统一了坝体与帷幕灌　

浆的防渗作用，易于技术人员理解和操作。检测统计数据表明该坝体防渗质量压水试验检测　

标准是合理可行的，对其它堆石混凝土坝防渗质量检测有一定的借鉴作用。　

［关键词］堆石混凝土；抗渗；压水试验；质量检测　

［中图分类号］ＴＶ５２３　［文献标识码］　ｃ　［文章编号］　１００６—７１７５（２０１１）０６—００７８—０３　

０　引　言　

堆石混凝土是由清华大学提出的一种新型混凝土，　

其施工步骤大致如下：将混凝土的粗骨料初步筛分，直接　

堆石人仓，然后浇筑自密实混凝土，利用自密实混凝土的　

高流动性能，使得自密实混凝土通过自流填充到堆石的　

空隙中，形成完整、密实、有较高强度的混凝土（Ｒｏｃｋ—ｆｉｌｌ　

Ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ＲＦＣ）…。堆石混凝土具有水泥用量少、绝热温　

升小、单价较低、施工速度快等特点。近年来有关堆石混　

凝土的筑坝试验已取得了初步的成果　，并进行了一些　

实际工程的尝试，具有广阔的应用前景。由于堆石混凝　

土是新型技术，目前我国暂无相关专门规范或标准，具体　

到水利工程建设中，同样缺乏堆石混凝土坝的相关标准。　

在大坝建设工程实践中，坝体防渗性能的好坏直接影响　

结构安全和经济效益，而堆石混凝土坝坝体防渗质量的　

检测方法及其合格标准也鲜见研究成果发表。本文结合　

建设中的广东省某堆石混凝土坝的工程实例，探讨并提　

出适合堆石混凝土坝坝体防渗质量检测的方法和合格标　

准，供类似工程参考。　

１　堆石混凝土的抗渗性能　

目前对堆石混凝土的抗渗性能研究还处于起步阶　

段，国内学者也进行了室内试验等专题研究，得到的结论　

不尽相同。清华大学的黄绵松，金峰等学者　通过试验　

观察到堆石混凝土试件中发生渗透的部位有４处：石块自　

身裂缝、石块边缘、自密实混凝土内部以及Ｃ６０砂浆修补　

缝。计算得到的堆石混凝土普通部位、热缝和冷缝处的　

抗渗等级分别为Ｗ３５、Ｗ３１和Ｗ１４。在外界水压作用下，　渗透路径最有可能沿着石块边缘发展，所以试验中大部　

分试件的渗透位置都发生在石块边缘。　

南华大学的张志恒，石建军等学者　则指出：由于堆　

石混凝土采用块石分层堆放、自密实混凝土分层充填的　

施工方式，因此存在水平施工缝，这些施工缝粘结面将是　

结构长期安全运行过程中的薄弱环节。他们通过抗渗试　

验，得出堆石混凝土的渗水主要还是发生在施工冷缝处　

的粘结面上，该粘结面是其渗水的主要通道，其渗透性大　

于施工热缝处的渗透性。　

上述学者的试验均提到大粒径骨料与白密实混凝土　

的结合面是较可能发生渗透的部位。然而，上述试验均　

是室内抗渗试验，堆石混凝土的质量容易保证。从工程　

实践角度考虑，还需通过坝体的原位测试检测施工质量　

和实际的防渗性能。　

２坝体防渗质量检测方法及其合格　

标准　

结合大量工程实践经验，本文推荐采用在坝体现场　

进行的原位压水试验检测堆石混凝土坝的防渗质量。压　

水试验在堆石混凝土坝坝体检测中具备一些显著的优　

势：　

（１）压水试验的原理明确，方法简单，已长期为水利　

工程技术人员熟悉和使用，满足通用性要求。　

（２）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》规定检测　

坝基帷幕灌浆防渗质量时，采用压水试验的方法　。从　

防渗质量上看，坝体与坝基所起的作用联系十分紧密，原　

理也相近，因此也可以借鉴坝基检测的方法进行坝体防　

渗质量的检测。　

［收稿日期］２０１１—０２—２８　［作者简介］　潘展钊（１９８０一），男，广东广州人，工程师，主要从事水利工程、岩土工程的设计咨询及检测工作；李凌　（１９８４一），男，福建漳州人，助理工程师，硕士研究生，主要从事水利工程、岩土结构的数值仿真及检测工　

作；袁明道（１９７２一），男，北京人，教授级高级工程师，硕士研究生，主要从事水利工程、岩土工程的设计、　咨询及安全评估工作．　

一

７８—　潘展钊，等：堆石混凝土坝坝体防渗质量检验方法及其标准探讨　第６期　

（３）压水试验的检查孔可灵活布置，对质量存疑的部　

位还可以加密布置，能方便地检测局部坝体的防渗质量。　

（４）结合堆石混凝土施工工艺，压水试验可采取分层　

检测的办法，将超高坝体分层检测，相邻两层检测深度进　

行一定叠加。这样既可以将检测工作交叉到施工进度　

中，及早发现防渗隐患，又可以避免深度过大带来的技术　

难题和检测误差。　

（５）采用压水试验不仅能反映坝体的防渗质量，还能　

检查坝体施工缝结合面的渗透情况，便于发现较隐蔽的　

渗径并及时处理，确保大坝整体防渗效果满足设计要求。　

由于堆石混凝土坝是新型技术，相关防渗质量检测　

方法还未有规范规定，因此也没有一个明确的合格标准。　

本文针对所推荐的压水试验检测方法，参考《混凝土重力　

坝设计规范》，结合广东省某堆石混凝土坝检测成果，提　

出堆石混凝土坝坝体压水试验合格标准与帷幕灌浆合格　

标准一致，即坝体防渗和帷幕防渗发挥同等重要的作用。　

考虑堆石混凝土的质量比帷幕灌浆更易控制、耐久性　

要求更高，并结合下文广东省某堆石混凝土坝坝体检测成　

果，对坝体压水试验合格率的要求应适当严格，因此本文建　

议坝体压水试验合格率应达到１００％，即不允许有试验段　

超过帷幕灌浆的透水率设计标准，否则应采取防渗处理措　

施。以重力坝为例，《混凝土重力坝设计规范》规定　Ｊ：坝　

高在１００　ｍ以上，透水率ｑ为１—３　Ｌｕ；坝高在５０～１００　ｍ之　

间，透水率ｑ为３—５　Ｌｕ；坝高在５０　ｍ以下，透水率ｑ为　

５　Ｌｕ。Ｎ５ｏ　ｍ以下堆石混凝土坝坝体防渗质量检测标准可　规定为：坝体各压水试验段透水率不得超过５　Ｌｕ。　

３　工程实例　

兴建中的广东省珠江三角洲地区某水库的堆石混凝　

土坝即将完成坝体浇筑，坝体防渗质量检测也已完成了　

部分工作。该水库位于岐江河一级支流北台涌的支流长　

坑上游，始建于１９７２年。自旧坝建成以来一直存在渗漏　

问题，且反复堵漏无明显效果。为彻底解决渗漏问题，提　

高水资源利用率，将旧坝拆除重建，大坝主体全部采用堆　

石混凝土施工技术。水库重建后为防洪、供水为主的小　

型水库，总库容为１６１．３５×１０　ｍ２。坝高２６．５　ｍ，坝顶长　

８８．０　ｍ，坝轴线为圆弧形。工程按５０年一遇（Ｐ＝２％）洪　

水设计，５００年一遇（Ｐ＝０．２％）洪水校核。正常水位　

６２．８０　ｍ，设计洪水位６４．８６　ｍ，校核洪水位６５．３７　ｍ，属４　

等级水利工程。　

工程采用本文推荐的压水试验检测方法，结合施工　

进度安排分层检测和局部重点检测，结果对坝体浇筑质　

量控制及施工进度均起到良好效果。坝体防渗质量检测　

孔平面布置图见图１，大坝防渗质量检测孔断面图见图２，　

绿色粗线表示检测孔，下方是对应的里程。到目前为止　

沿坝体轴线方向布置了８个检测断面，已完成７个检测　

孔。孔深随坝体深度变化，孔底距坝基面２．０—２．５　ｍ，并　

根据施工进度将超过１５　ｍ的孔分层检测，相邻层之间有　

１　ｍ以上重叠区域，采用５点法压水试验进行检测。　

图１　某大坝坝体防渗质量检测孔平面布置图　

图２某大坝防渗质量检测孔断面图　

该坝的坝体防渗压水试验成果见表１。由表１可见，　渗水情况，表明所推荐的原位压水试验能较好地检查出　

通过现场压水试验，检测出２个孔存在渗径，试验时出现　防渗质量缺陷。各试验段透水率最大值为４．２　Ｌｕ，平均值　

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——　第ｌ７卷第６期　

２０１１年６月　水利科技与经济　

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Ｊｕｎ．，２０１１　

为１．１　Ｌｕ，小值平均值为０．５８　Ｌｕ，相应的统计图见图３。　防渗质量。该坝的帷幕灌浆透水率标准为５　Ｌｕ，各试验段　

从图３可以看出，各试验段除ＢＴ１—１透水率较大　透水率均小于帷幕灌浆的设计标准，证明本文所提坝体　

（４．２　Ｌｕ）之外，其他数值较为接近，能反映出典型坝体的　防渗质量压水试验检测标准是合理可行的。　

表１　某坝体部分压水试验成果表　

ＢＴｌ—ｌ　ＢＴ１－２　Ｂ’ｌ　一ｌ　ｒ５一ｌ　ｌ王　ｌｌ６—１　Ｂ’Ｉｒ７一ｌ　Ｂ　ｒ７—２　试验段　

图３　某大坝坝体压水试验结果统计图　

４　结　论　

本文通过研究新型堆石混凝土的抗渗性能，结合大　量工程经验，探讨了堆石混凝土坝坝体防渗质量检测采　

用压水试验的优势和可行性。同时，统计分析了珠三角　

地区某堆石混凝土坝坝体压水试验结果，提出坝体压水　

试验的合格标准与大坝帷幕灌浆的透水率采用相同要　

求，合格率应达到１００％，将坝体与帷幕灌浆的防渗作用　

统一起来，既方便技术人员理解大坝的防渗等级，又便于　工程质量检测的实际操作。本文推荐的方法和标准在该　

堆石混凝土坝工程实例中得到了验证，对保障坝体防渗　

质量起到关键作用，为今后编制堆石混凝土坝规范中有　

关坝体防渗质量检测方面的内容做出了有益的尝试。　

［参考文献］　

［１］金峰，安雪晖，石建军，等．堆石混凝土及堆石混　

凝土大坝［Ｊ］．水利学报，２００５，３６（１１）：１　３４７～　

ｌ　３５２．　

［２］金峰，安雪晖，张楚汉．北京军区联勤部堆石混　

凝土蓄水坝初步设计报告［Ｒ］．北京：清华大学河　

川枢纽研究所，２００５．　

［３］黄绵松，周虎，安雪晖，等．堆石混凝土综合性能　

的试验研究［Ｊ］．建筑材料学报，２００８，１１（２）：２０６　

—２１１．　

［４］张志恒，石建军．堆石混凝土抗冻抗渗性能的试验　

研究［Ｊ］．南华大学学报（自然科学版），２００９，２３　

（３）：７６—７９．　

［５］ＤＬ／Ｔ　５１４８—２００１，水工建筑物水泥灌浆施工技术规　

范［Ｓ］．　

［６］ＳＬ　３１９—２００５，混凝土重力坝设计规范［Ｓ］．　

（编辑：赵琳琳）　

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