砂层、砂砾石层等松散土体坝基防渗处理的目的，主要是保证渗透坝基稳定、控制渗透流量并结合考虑防止下游沼泽化。

当松散土体不厚，可全部大开挖清除（即清基），将坝体坐落于其下的可靠基岩和不透水层之上。若松散土体较厚，大开挖清基工作量太大，则可采取垂直截渗、水平铺盖、排水减压和反滤盖重等措施防治渗漏及渗透变形。

12.2.1.1　垂直截渗

垂直截渗常用的方法有黏土截水槽、灌浆帷幕和混凝土防渗墙。

黏土截水槽常用于隔水层埋藏较浅的砂卵石坝基，其结构视土石坝的结构而定。砂卵层深度在10～15m以内，采取明挖回填黏土（截水墙）的防渗措施较好。截水墙截断砂砾石层，使土坝的心墙或斜墙通过截水墙与不透水层连接（图12-15）。截水墙应采用和坝身防渗体相同的黏性土碾压填筑，且达到与坝身防渗体相同的压实密度。截水墙底宽除应满足施工要求外，从渗透稳定出发，一般不小于坝上下游水头差的1/5～1/10，太薄则难以起到防渗作用。

图12-15　黏土截水槽示意图

截水墙底一般要穿过砂卵石层达到不透水基岩，否则坝底仍有强透水部分，建坝后仍会漏水，甚至引起渗透破坏。例如甘肃某水库，土坝建在厚11m左右的冲积层地基上，采用截水墙防渗方案，施工中有一长20m的坝段，截水墙只修了4m多深，下部仍留有6m厚的透水层，如图12-16所示。大坝建成蓄水，当坝前水深达27m时，坝后出现浑水。此后，库水位稍高坝后就有这种现象，前后共15次，最大渗流量达0.15m3/s，最后在下游坝坡产生大塌坑，严重危及大坝安全。后来，用混凝土防渗墙进行处理才解决了问题。

图12-16　某水库悬挂式截水墙示意图

1.塌坑；2.截水墙设计线；3.截水墙实际开挖填筑线；4.透水砂砾石层

砂砾石层太厚，开挖截水墙亦有困难，则可用灌浆办法做成帷幕。灌浆帷幕适用于大多数松散土体坝基。砂卵石坝基采用水泥和黏土的混合浆灌注效果较好，中细砂层必须采用化学浆液（如丙凝）灌注。由于灌浆压力较大，故这种方法最好在冲积层较厚的情况下使用。

帷幕厚度（B）可按下式计算：

式中：H——上下游水头差；

Ia——灌浆帷幕允许水力坡降，该值一般应小于或等于3～4。

砂砾石的可灌性一般通过现场试验确定。灌浆孔间距可根据地基砂砾石组成情况和可灌性大小来选择，一般为2.5～4m，灌浆孔呈梅花形等形状排列，一般排距可大于或等于孔距。灌浆压力通过现场灌浆试验来确定。

山东某水库均质土坝，坝高30.5m，由于坝基渗漏严重，一直未能发挥灌溉效益，且危及大坝安全。经调查研究和钻探分析，地基渗漏的主要原因是坝底施工清基线以下尚有两段砂砾石层，每段长20～30m，厚3～7m，估计其渗透系数为100m/d，形成两个集中渗漏带。针对这种情况，决定采用灌浆方案。首先灌注两个集中渗漏带，灌浆帷幕线设在上游截水墙轴线附近，灌浆钻孔穿透土坝和截水墙，一直达到坝基砂砾石层以下，孔深一般50m左右，初步设计一排孔，孔距3～5m。灌浆压力在岩层中不超过1500kPa，在土层中不超过1000kPa。该工程在处理前，当水库蓄水到560×104m3时，渗漏量竟达0.81m3/s（210×104m3/月）。灌浆处理后，水库蓄水到729×104m3时，渗漏量减少到0.029m3/s，即减少渗漏量90%以上，可见效果是显著的。

混凝土防渗墙（图12-17）适用于隔水层埋藏较深的砂卵石坝基。当坝基为上细下粗的深厚砂卵石时，则上部可采用此法，而下部采用灌浆帷幕，再结合下伏基岩的处理，效果较好。密云水库坝基中覆盖层深厚的河床部分，即是采用此法处理的。

图12-17　混凝土防渗墙示意图

1.心墙；2.斜墙；3.防渗墙

混凝土防渗墙的施工机械化程度高，故主要在中大型水库中应用。根据国内外常用的造孔机性能，混凝土防渗墙的厚度一般为0.6～0.9m。防渗墙的顶端应插入坝身防渗体内，一般插入深度为1/6水头。防渗墙底部应与基岩结合好，其插入基岩深度视地质条件而异，一般为0.5～1m。

若坝端土层中有砂砾石透水层，为防止绕坝渗漏，可将截水墙插入两岸，截断砂和砂砾石层即可。例如河北某水库，右岸为黏性土与砂砾石互层，水库蓄水后漏水严重，下游岸坡和河滩出现大面积沼泽化，表层稀软，严重危及坝头稳定。后采用黏土截水墙的方案处理，截水墙平行坝轴线插入右岸，长80m，宽3m，深8～12m，截断砂砾石层，与弱透水性的土层相接，效果很好。

12.2.1.2　水平铺盖

当透水层很厚，垂直截渗措施难以奏效时，常采用水平铺盖措施。其方法是在坝上游设置黏性土铺盖，并与坝体的防渗斜墙搭接起来（图12-18）。这种措施只是起到加长渗径而减小水力梯度的作用，并不能完全截断渗流。水平铺盖分人工铺盖和天然铺盖两种。

（1）人工铺盖。人工铺盖应有一定长度与厚度，铺盖填土及垫层的质量应合乎要求，才能达到防渗和有效控制渗透稳定的目的。合理的铺盖长度受一系列因素控制，与铺盖材料的透水性、施工质量、透水层厚度及水头等有关。一般在水头差较小、透水层较浅时，铺盖的长度为5～8倍水头差；水头差较大、透水层较深时，铺盖的长度易为8～10倍水头差。

铺盖厚度主要决定于所用土料和地基的性质，如土料含黏土粒的多少、碾压后土料的渗透系数，以及地基砂卵石层的性质，特别是地基砂卵石的级配及其透水性。一般人工铺盖首端厚度多采用1.0m，末端厚度采用2.5～3.0m。(www.daowen.com)

图12-18　水平铺盖示意图

人工铺盖只要设计得当，严格控制施工质量，并在下游渗流出口处做好反滤排水，其防渗效果是显著的。例如吉林某水库，坝高12m，地基是透水的砂层（含少量砾石），厚度大于18m。第一次处理时，在上游端作30m长的黏土铺盖，坝基下仅挖了60cm深截水沟。水库建成后一直未能蓄起水来，且发现在坝背水坡脚处常出现浑水，并有管涌和流土现象，造成土坝的不均匀沉陷。此后进行第二次处理，在原来处理的基础上延长黏土铺盖至70m，约为水头的6倍，水库漏水问题基本得到解决。

（2）天然铺盖。当坝前河谷中表层有分布稳定且厚度较大的黏性土覆盖时，则可利用它作为天然的防渗铺盖，施工时严禁破坏。采用天然防渗要研究其效果。若防渗效果不明显，可考虑加厚天然土层、碾压密实或做人工铺盖补充。此外，还可利用水库淤积物作防渗铺盖。由于防渗铺盖不能完全截断渗流，所以必须在坝下游设置相应的排水减压设施，以防止渗透变形的发生。

对于多泥砂河流，利用水库淤积也能起到一定防渗作用。对于岸坡较平缓，透水层是砂层或裂隙发育的岩层，有时也可用水中抛土铺盖。

12.2.1.3　排水减压

常用的方法有排水沟和减压井，它们的作用是吸收渗流和减小逸出段的实际水力梯度。

排水减压措施应根据具体地质情况选择不同的形式。如果坝基为单一透水结构或透水层上覆黏性土较薄的双层结构，可以在下游坡脚附近开挖排水沟，使之与透水层连通，以有利于降低浸润曲线和水头。如果双层结构的上层黏性土厚度较大，则应采用排水沟与减压井相结合的方法。河南省沙河昭平台水库均质土坝坝后设置减压井后，下游坝脚处的压力水头削减了2～3倍，解除了表土层被顶穿发生流土的威胁（图12-19）。

图12-19　昭平台水库坝后排水减压设施

1.设减压井前水头线；2.设减压井后水头线

减压井的位置，在不影响坝坡稳定的条件下，应尽量靠近坝脚，并且要与坝轴线平行。井距一般15～30m，井径200～300mm，管外应设置反滤层。井管以深入透水层厚度的50%以上为宜。

12.2.1.4　反滤盖重

此措施对保护渗流出口效果很好，它既可保证排水通畅，降低逸出水力梯度，又起到压重的作用（图12-20）。其方法是在渗流逸出段分层铺设几层粒径不同的砂砾石层，层界面应与渗流方向正交，且沿渗流方向粒径由细到粗，常设置3层，即为反滤层。反滤层各层的粒径以及各相邻层间的粒径比，视被保护层的颗粒组成而定。

图12-20　用盖重提高坝基的抗渗稳定性

1.透水性较大土层；2.透水性较小土层；3.反滤层；4.盖重

专门的盖重措施，则是在坝后用土或碎石填压，增加土体自重，以防止渗透变形的发生。