土石坝的防渗体主要有心墙、斜墙、铺盖、截水墙等，它的结构和尺寸应能满足防渗、构造、施工和管理方面的要求。
（一）黏性土心墙
如图6-3所示，这种心墙一般布置在坝体中部，有时稍偏上游并稍微倾斜，以便于和坝顶的防浪墙相连接，并可使心墙后的坝壳先期施工，得到充分的先期沉降，以避免或减少裂缝。
图6-3 黏土心墙土坝（单位：m）
1—黏土心墙；2—半透水料；3—砂卵石；4—施工时挡水黏土斜墙；5—盖层；6—混凝土防渗墙；7—灌浆帷幕；8—玄武岩
心墙坝顶部厚度一般不小于3m，以便于机械化施工。由于心墙多为黏性土，材料的抗剪强度低，施工质量受气候的影响大，合适的黏土数量也难就近得到满足，所以，一般不宜做肥厚的心墙。心墙厚度常根据土壤的允许渗透坡降而定，有时也应考虑降低下游浸润线的需要。《碾压式土石坝设计规范》规定心墙底部厚度不宜小于作用水头的1/4。黏土心墙两侧边坡多为1∶0.15～1∶0.3，有些肥大心墙为1∶0.4～1∶0.5。心墙的顶部应高出设计洪水位0.3～0.6m，且不低于校核水位，当有可靠的防浪墙时，心墙顶部高程也不应低于设计洪水位。心墙顶与坝顶之间应设有保护层，厚度不小于该地区的冰结或干燥深度，同时按结构要求不宜小于1m。心墙与坝壳之间应设置过渡层，起反滤层的作用。过渡层的结构虽比反滤层的要求低一些，但也应采用级配良好的、抗风化的细粒石料和砂砾石料，以使整个坝体内应力传递均匀，并保证坝壳的排水效果良好。
心墙与地基和两岸必须有可靠的连接。如果地基为不透水的土基，心墙应嵌入地基，如图6-4所示。如果地基为岩基，为了防止黏土与岩基表面结合不紧密而产生集中渗流，在基岩面上设置一道或数道混凝土齿墙，如图6-4所示，齿墙的上部深入心墙1.0～2.5m，下部嵌入岩基的深度0.3～0.5m；如果基岩不够新鲜完整，常在心墙的底部设置混凝土齿垫或坐垫，必要时还要在下部进行帷幕灌浆。
（二）黏土斜墙
如图6-5所示，防渗体布置在坝的上游面。黏土斜墙的构造除外型外，其他均与心墙类似。顶厚（指与斜墙上游坡面垂直的厚度）也不宜小于3m。为保证抗渗稳定，底厚不宜小于作用水头的1/5。墙顶应高出设计洪水位0.6～0.8m，且不低于校核水位。同样，如有可靠的防浪墙，斜墙顶部也不应低于设计洪水位。
图6-4 心墙与坝基的连接（单位：m）
图6-5 黏土斜墙土坝（单位：m）
1—黏土斜墙；2—黏土铺盖；3—砂砾半透水层；4—砂砾石土基；5—混凝土盖板齿墙
为防止斜墙因弯曲、沉降而断裂，其厚度应比仅按渗透稳定条件确定的数值为大。斜墙顶部和上游坡都必须设保护层，以防冲刷、冰冻和干裂。保护层常用砂、砾石、卵石或碎石等砌成，厚度不得小于冰冻和干燥深度，一般用2～3m。斜墙及保护层的坡度取决于土坝稳定计算的结果，一般内坡不宜陡于1∶2.0，外坡常在1∶2.5以上。斜墙与保护层以及下游坝体之间，应根据需要分别设置过渡层。上游的过渡层可简单一些，保护层的材料合适时，可只设一层，有时甚至不设；与坝体连接的过渡层，与心墙后的过渡层相似，但为了使应力均匀并适应变形，要求还应高一些，常需设置两层，斜墙与铺盖或截水墙的连接都应牢靠。
（三）非土料防渗体
非土料防渗体有钢筋混凝土、沥青混凝土、土工膜等，较常用的是沥青混凝土、钢筋混凝土、土工膜。本节介绍沥青混凝土防渗体、土工膜防渗体。
1.沥青混凝土防渗体
沥青混凝土防渗体具有较好的塑性和柔性，渗透系数为10-10～10-7cm/s，防渗和适应变形的能力较好，产生裂缝时，有一定的自行愈合的功能，而且，施工受气候的影响小，故适用于用作土石坝防渗体的材料。当坝址附近缺少防渗土料时，可采用沥青混凝土作防渗体，沥青混凝土既可以用作心墙，也可以用作斜墙。(www.zuozong.com)
沥青混凝土斜墙由密实的沥青混凝土组成，厚20cm左右。在防渗层的迎水面涂一层沥青填料保护层，可减缓沥青混凝土的老化，增强防渗效果。在斜墙的下游依次设置斜墙基垫、垫层，斜墙基垫为厚3～4cm的沥青碎石，垫层为厚1～3m的碎石或砾石，作用是调节坝体变形。按施工的要求，沥青混凝土斜墙的上游坝坡不应陡于1∶1.6～1∶1.7，如图6-6所示。
图6-6 沥青混凝土斜墙
（a）有排水层的双层防渗层斜墙；（b）无排水层的三层防渗层斜墙
沥青混凝土心墙不受气候和日照的影响，可以减少沥青的老化速度，对抗震也较有利。但是心墙因埋在坝体内检修困难，沥青混凝土心墙可做成竖直的或倾斜的，对于中、低坝，沥青混凝土心墙底部厚度可采用坝高的1/60～1/40，但不小于40cm。顶部厚度不小于30cm，对于重要的坝还要适当加厚心墙。心墙的两侧设置过渡层，如图6-7所示。
用作防渗体的沥青混凝土，要求具有良好的密度、热稳定性、水稳定性、防渗性和足够的强度。
2.土工膜
土工膜是由聚合物制成的一种相对不透水薄膜，传统的土工膜料有聚乙烯PE，聚氯乙烯PVC，国外常用的还有超低密度聚乙烯VLDPE和高密度聚乙烯HDPE。土工膜是一种连续的、柔软的防渗材料，比重较小，延伸性较强，适应变形能力高，耐腐蚀，抗冻性能好，同时，它们对细菌和化学作用有较好的耐侵蚀性，不怕酸、碱、盐类的侵蚀。施工方便，工期短，造价低，使用年限长。
复合土工膜以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺布复合而成的土工防渗材料，它的防渗性能主要取决于塑料薄膜的防渗性能。目前，国内外防渗应用的塑料薄膜，主要有聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE），它们是一种高分子化学柔性材料。对于工程地质及水文地质条件差、基土冻胀性较大或标准较高的防渗工程，宜选用复合土工膜。
根据我国现行规范，水工建筑物经济使用年限一般为20～50年，而据有关资料介绍，埋入土中或水下的聚合物膜料使用年限可达50年，对于一般的土工膜料，只要施工质量有保证，均可达到经济使用年限。
土工膜的厚度很薄，易遭破坏，为了有效保护和提高其在坡面上的稳定性，要求按一定的结构形式铺设。膜料防渗结构自下而上包括下垫层、膜料防渗体、上垫层和保护层，如图6-8所示。
（1）下垫层。采用压实细粒土、细砂层、土工织物、土工网等。当基层土质为均匀平整细粒土或采用土工织物复合土工膜时，可不设下垫层。
图6-7 沥青混凝土心墙坝（单位：m）
（2）上垫层。可采用透水性良好的砂砾料，厚度应不小于10cm，根据具体情况也可采用无砂混凝土、沥青混凝土、土工织物、土工网等。在采用复合土工膜或当防护层为足够厚度的压实细粒土时，可不设上垫层。
（3）保护层。根据土工膜及上垫层的类型、渠道边坡选择，并满足抗冻要求，可采用素土、砂砾料、浆砌块石或干砌块石、预制或现浇混凝土板等。
图6-8 膜料防渗结构图（单位：mm）
西霞院水利枢纽位于黄河干流中游河南省境内，上游距小浪底工程16km，为小浪底水利枢纽的配套工程。该工程为一个以反调节为主，结合发电，兼顾供水、灌溉等综合效益的水利工程。西霞院反调节水库为闸坝形式，主要建筑物由土石坝、电站、排沙洞、泄洪洞、引水闸组成。土石坝为复合土工膜斜墙砂砾石坝，最大坝高21m，坝顶宽8m，坝顶总长2609m，如图6-9所示。
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