1 综述

土石坝是国内外广泛采用的一种坝型，坝体构造主要由坝壳、防渗体、排水设备、护坡和坝顶等部分组成。防渗体主要采用塑性心墙、塑性斜墙、沥青混凝土防渗体、钢筋混凝土斜墙等结构，水工沥青混凝土防渗体主要应用在土石坝和抽水蓄能电站的库盆中。

水工沥青混凝土防渗体所用的沥青材料是一种有机胶结材料，是由许多高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的复杂混合物。它具有良好的憎水性、黏结性、塑性，能抵抗酸碱侵蚀，抗冲击性能良好，对水质无污染。用它配制的沥青混合料亦具有相同的性质，还有施工方便、经济、修补容易等优点。因而该材料广泛应用在土石坝防渗透体和其他水工建筑物防渗结构中，特别是在坝址所在地缺少适宜的防渗土料或采用土料施工有困难的工程中使用较多。

沥青混凝土防渗体施工相对于其他防渗体施工有以下特点。

（1）防渗体结构较薄，工程量小，施工作业速度要求快，质量标准要求高。

（2）沥青混凝土施工全过程为热施工，其沥青混合料的摊铺和碾压施工必须在合适的温度下进行，施工过程温度控制要求高，需要专用施工设备和熟练操作人员。

（3）不与农田争地；但需外购沥青，储运较为复杂。

土石坝沥青混凝土防渗体结构分为沥青混凝土防渗面板和沥青混凝土心墙两类。

沥青混凝土防渗面板主要布置在土石坝上游迎水面填筑坝体垫层上和抽水蓄能电站水库库盆开挖土质边坡和岩石边坡垫层上，可以替代护坡，抵御风浪冲击。沥青混凝土防渗面板的结构和施工具有以下特点。

（1）沥青混凝土面板位于大坝上游面，其水压力由整个坝体承受，填筑坝的全部断面参与稳定计算，故可大量地节省填筑方量。

（2）填筑料不直接接触水，坝体呈干燥状态，因此，对填筑材料要求较低。

（3）在运行过程中便于对沥青混凝土面板的情况进行监测，如发现问题，修复方便。

（4）对采用复式断面的面板结构，通过将排水层分隔成几个舱室，可较准确地确定面板的渗漏情况。

（5）面板一般在坝体填筑后施工，施工干扰小。

（6）面板受气温影响较大，受外力作用，易老化。

（7）需采用专业化施工机械施工，施工工艺比较复杂。

（8）抗震能力较心墙弱。

沥青混凝土心墙为设置在土石坝坝体内部的防渗体，心墙两侧由坝壳料支撑和保护。坝壳料主要是过渡料和坝体填筑土石料或分区堆石料。沥青混凝土心墙的结构和施工具有以下特点。

（1）沥青混凝土心墙位于土石坝坝壳内，有坝壳的支撑和保护，加之沥青混凝土材料在强震作用下，显示出良好的弹性变形能力，抗震能力优于其他坝型。如日本的武利坝（高16m），挪威的斯图尔法特恩（Storvatn）坝（高90m）等，都是修建在地震烈度较高的地区。同时，由于上下游坝壳的保护，沥青混凝土心墙受气候变化的影响小，因而使用年限长。

（2）沥青混凝土心墙能可靠地适应坝体的超载，也能适应各种厚度的冲积层以及岩溶基岩随蓄水而引起的基础变位。如奥地利的Eberlaste坝（坝高28m），是建在地表以下140m还未遇到完整积压的冲积层上，施工期峡谷中心下沉了2.2m，建成后运行情况良好。

（3）由于坝体和心墙同时填筑，所以在施工过程中可以边填坝边蓄水，这不仅有利于改善坝体应力状态，而且可以提前受益。如我国香港高岛水库东坝填筑到高程14.00m时（坝顶高程65.00m）就开始蓄水，效果良好。

（4）沥青混凝土心墙施工系在平面上进行，布置比较容易，铺设机械较简单，所用沥青混合料品种单一，施工速度快。如我国香港高岛水库东坝平均上升速度为6.2m/月。

（5）沥青混凝土心墙施工，受自然条件影响小，可在各种气候条件下，甚至在0℃以下的结冰温度时仍允许进行铺筑工作，雨季也不会有较多的中断，能够保持紧凑、有节奏地施工，填筑时间可以缩短，从而节省费用。

（6）沥青混凝土心墙基础处理较简单，心墙和基础防渗墙接头部位的构造简单，工作量少。此外，由于心墙自重的垂直变形，对接头部位的防渗有利。

（7）沥青混凝土心墙在水压力作用下，可能通过心墙内的缺陷（如空隙和裂隙）而渗漏。但是沥青混合料中的细颗粒不可能被水冲走，因此不可能使这种材料产生“水力劈裂”而破坏。