塑性混凝土防渗墙是针对刚性混凝土防渗墙存在的主要问题发展起来的。

刚性混凝土防渗墙在水利水电工程中得到广泛应用，发挥了良好的效益。但是，工程实践表明，这种防渗墙存在着一些缺点，主要问题一是刚性混凝土防渗墙弹性模量高，极限应变小，它的弹性模量比周围土层的弹性模量高出数百倍，致使在荷载作用下，防渗墙顶部和周围土层的沉陷差和变位差很大，从而使防渗墙墙顶受到巨大压力，两个侧面受到很大的摩擦力，导致刚性混凝土防渗墙的应力较混凝土的设计强度高出很多，其应变也比混凝土极限应变高很多，因而墙体易出现裂缝，降低了防渗效果，严重的会使防渗设施遭到破坏，威胁到大坝的安全。若是在防渗墙内配置钢筋，一是增加了工程造价，而且加大了施工难度和延长了工期；二是刚性混凝土防渗墙水泥、钢筋用量大，造价高；三是由于刚性混凝土防渗墙强度大，劈打一期槽孔接头施工困难，容易形成渗漏隐患部位。

工程实践表明，一些刚性混凝土防渗墙不同程度的发生了一定的破坏。

例如，加拿大的马尼克3号坝采用刚性混凝土防渗墙，而且采用了多种改善墙体受力条件的工程措施。经观测，在108m高土坝作用下，墙顶只沉陷了14cm，而覆盖层最大沉陷量却达到1.5～1.8m，墙顶最大水平位移28cm，墙内应力超过26MPa，甚至超过了混凝土强度。根据“马尼克3号坝坝基防渗墙的特性”一文介绍，经对该坝观测结果进行分析得出如下结论：“对防渗墙短柱桩的变形分析确认，自1974年11月后，超过混凝土强度的垂直应力将桩柱压碎，开始是从桩柱与岩石的接触面，随后随着荷载的增长向上发展”。文中还写道：“由于‘拱效应’引起的河谷岸肩的应力集中，由埋设在短柱桩内的伸长计也测得，传递给河谷岸肩短柱桩的荷载已引起桩与岩石接触面处的混凝土被压碎”。

再如坝高60m的拉·维力太心墙土石坝，在80m深的覆盖层中修建了一道0.6m厚的刚性混凝土防渗墙，且在防渗墙上部26m厚的两侧覆盖层中进行了水泥灌浆，混凝土28d抗压强度为17.5MPa，弹性模量为15000MPa。自1968年蓄水后进行的10年观测表明：冲积层中混凝土防渗墙在1975年3月从高程10m起明显地向下游位移，这次位移与墙体因侧面摩擦力的作用而产生纵向挠曲和灌浆层内的防渗墙受到破坏有关。经有限元计算，墙内最大压应力为26.3MPa，最大拉应力为2.6MPa，剪切安全系数为0.6～1.3。从而验证了防渗墙与灌浆体中段出现了剪切破坏和在灌浆冲积层与未灌浆冲积层的接触部位的防渗墙由于拉应力过大而遭到破坏。

上述两例已建的刚性混凝土防渗墙都发生了不同程度的破坏。因工作条件不同有着两种不同的破坏形式。第一例属位于高坝心墙下深覆盖层中的防渗墙，其主要破坏形式是因来自墙顶巨大压力和侧面摩擦力压碎破坏；第二例属中等高度土坝心墙下（尤其是位于斜墙坝斜墙下）深覆盖层中的防渗墙，其主要破坏形式是因过大的拉应力和剪应力引起的拉裂和剪切破坏。但不论哪种破坏都将大大降低防渗墙的防渗效果和耐久性。

塑性混凝土就是针对刚性混凝土的上述问题应运而生的新型墙体材料。

塑性混凝土一词起源于欧洲，法国是塑性混凝土的发明者。20世纪50年代末期，首先由欧洲人开始研究成功低透水、低强度粒状混合料，这种填料在开裂之前可以经受比刚性混凝土高得多的变形。于是便出现了“塑性混凝土”一词。最早应用塑性混凝土防渗墙的工程是1959年意大利的Santa Luce坝，该坝防渗墙长354m，墙厚1.2m，最大墙深20m。随后在1963～1966年期间建成的西班牙的阿尔翁坝，坝型为心墙土石坝，坝高30m，覆盖层厚度为40m，塑性混凝土防渗墙最大深度为32m，墙厚0.65m。

20世纪70年代以来，国外对塑性混凝土进行了许多试验研究工作，塑性混凝土防渗墙得以推广应用，相继修建了一些塑性混凝土防渗墙，主要用于坝基、土石围堰防渗和病险坝的防渗处理。

20世纪80年代，国际大坝工程界对塑性混凝土防渗墙技术给予极大关注，自1982年的第14届国际大坝会议后的第15届、第17届会议上发表了多篇关于塑性混凝土防渗墙的论文。如第17届会议上介绍的西班牙阿尔翁坝工程、阿根廷亚西雷塔水电工程、日本只见坝工程中的塑性混凝土防渗墙都取得了令人满意的效果。亚西雷塔坝塑性混凝土防渗墙总长47.7km，最大深度25m，墙厚0.60m，成墙面积达90万m2，堪称世界上最长、规模最大的防渗墙。

国际大坝会议经过讨论对塑性混凝土防渗墙应具有的特性取得以下共识：

（1）弹性模量为地基弹性模量的1～5倍，一般不大于2000MPa，极限变形可达1%～5%。(www.daowen.com)

表1-4　国外部分塑性混凝土防渗墙工程特性表

（2）28d的抗压强度一般为1.0～5.0MPa，模强比一般为150～500。

（3）渗透系数的变化范围一般在10-6～10-8cm/s。

（4）渗透破坏坡降至少可达200～300。

国际大坝会议极大地推动了塑性混凝土防渗墙的发展。1984年建成的智利柯巴姆（Colbum）坝为土石坝，坝高116m，采用塑性混凝土防渗墙，最大墙深68m，墙厚1.2m，成墙面积达12800m2，是20世纪80年代塑性混凝土防渗墙最深的，代表了这一时期塑性混凝土防渗墙的国外水平。

20世纪90年代至今，塑性混凝土防渗墙在世界水利水电工程中得到进一步发展。最具代表性的要数伊朗的卡尔黑坝防渗墙，它是目前世界上最深的塑性混凝土防渗墙。

卡尔黑大坝为黏土心墙堆石坝，最大坝高127m，坝顶长3030m，总库容73亿m3。这一防渗墙的特殊性在于是建造在基岩中的塑性混凝土防渗墙。该大坝坝址处地质主要由砾岩层构成，渗透性较高，约为4×104～8×10-4m/s，主要由多个不连续带和稀疏的骨架砾石引起，砾岩层夹有厚3～9m接近水平的泥岩。卡尔黑工程在研究的第一阶段，进行了一系列现场试验，研究灌浆帷幕作为基础处理的有效性，并进行了水泥灌浆试验，试验结果表明，即使采用勃氏值为8000cm2/g的超细水泥，也不能形成连续的防渗灌浆帷幕，因此设计采用塑性混凝土防渗墙作为卡尔黑坝基础处理的主要措施。该塑性混凝土防渗墙设计墙厚1.0m，最大墙深80m，防渗墙面积为190000m2。

卡尔黑坝防渗墙施工采用液压铣槽机开挖工艺，分二期开挖，以一槽隔一槽的方法进行。一期槽孔长度为2.8m，在若干一期槽孔进行切割和混凝土浇筑之后，开挖中间的二期槽孔。槽孔用膨润土泥浆固壁，混凝土浇筑采用导管法。

卡尔黑水库于2000年开始蓄水，观测数据表明防渗墙的性能很好。

工程实践说明，塑性混凝土防渗墙已成为一种国际上较为成熟的水利水电工程防渗技术。