第二节 土料防渗技术

一、土料防渗特点

土料防渗一般指以黏性土、黏砂混合土、灰土、三合土、四合土等为材料的防渗措施。

1.土料防渗的优点

（1）具有较好的防渗效果，一般可减渗60%～90%，每天渗漏量为0.07～0.17m3。

（2）能就地取材。

（3）技术简单，易于群众掌握。

（4）造价低，投资少。

（5）可充分利用现有的工具和碾压机械设备施工。

2.土料防渗的缺点

（1）允许流速较低。黏砂混合土、灰土、三合土和四合土的允许流速为0.7～1.0m/s，壤土允许流速为0.7m/s。

（2）抗冻性能差。

二、土料防渗工程设计

土料防渗工程设计内容包括防渗材料的选用、混合土料配合比设计和防渗层厚度的确定。

（一）土料防渗原材料的选用

1.土料

一般为高、中、低液限的黏质土和黄土，无论选用何种土料，都必须清除含有机质多的表层土和草皮、树根等杂物。

选用时要进行颗粒分析、塑性指数、最大干容重、最优含水量、渗透系数、有机质和硫酸测定等。要求土粒中黏粒（粒径d<0.005mm）含量大于20%，塑性指数大于10，有机质含量小于3%，灰土、三合土有机质含量应小于1%。

2.石灰

石灰应采用煅烧适度、色白质纯的新鲜石灰。其质量符合二级生石灰的标准，即石灰中氧化钙和氧化镁的总含量不应小于75%。

3.砂石的掺和料

砂宜选用天然粒级的粗、中粒的河砂或山砂，但河砂含泥量不大于3%，山砂不大于15%。

三合土、四合土中掺入的卵石或碎石的粒径不宜过大，一般以10～20mm为宜。碎石起骨架作用，并减少土的干缩性，增加其抗拉防冻性能。其粒径应不大于30mm。

（二）混合土料配合比设计

确定步骤：①根据选定的素土、砂石料、石灰的颗粒级配，按不同的配合比进行配合，制成试块，并测出各种配合比条件下的最大干容重的最优含水量;②对其试块进行强度、渗透、注水等试验;③选用密实、强度高、而渗透系数最小的配合比作为设计配合比。

1.最优含水量的确定

土料防渗中的水分含量，在夯实体中起黏合润滑作用，它是控制防渗层密实度的主要指标。若含水量太小，土粒间的内聚力和摩阻力大，很难压实；含水量过大，夯实时易形成橡皮土，也很难达到理想的密实度。所谓最优含水量是指土料在较小的压实功能下获得较大的密实度。

灰土的最优含水量为20%～30%，三合土、四合土的最优含水量为15%～20%，素土、黏砂混合土的最优含水量为塑限±4%。

2.配合比的确定

（1）黏砂混合土的配合比，黏土：砂土=1：1。

（2）灰土的配合比，灰：土=1：3～1：9。

（3）三合土配合比，灰：砂土=1：4～1：9，土重占砂土总重的30%～60%。

（4）四合土配合比，在三合土的配合比基础上，再掺入25%～35%的卵石或碎石。

（三）防渗层厚度的确定

土料防渗层厚度对防渗效果影响很大，应根据防渗要求，通过试验确定。影响防渗层厚度的因素有流量的大小、边坡的陡缓等。确定时应考虑施工条件、气候条件、耐久性要求，综合考虑投资、效益、施工、管理等方面来确定一个合理的防渗层厚度。

防渗层糙率：素土、黏砂混合土，n=0.025；三合土、四合土，n=0.015～0.017。

三、土料防渗层工程施工

（一）施工前准备工作

（1）做好取土场、堆料场、拌和场和劳力的组织安排，准备施工模具、模板和施工工具。

（2）做好材料进场和储备，并及时进行抽样检测，原土料须粉碎过筛，素土的粒径不大于2cm，石灰粒径不大于0.5cm。

（3）渠道基础的开挖，断面修整，达到设计要求。

（二）土料防渗层的施工

1.配料

要严格按设计配合比配料，同时测定土料含水量和填筑时干密度。称重误差为：土料不大于5%，砂石、石灰的误差不大于3%，拌和水不大于2%，应扣除土料原含水量。

2.拌和

（1）黏砂混合土。先将砂石洒水湿润，再与粉碎土拌和后，加水拌至均匀。

（2）灰土。先将石灰水化过筛，加水变成石灰浆，然后洒在粉碎过筛土上，拌和均匀，闷料1～3天。

（3）三合土、四合土。先拌石灰和土，然后加入砂、石料干拌，最后洒水拌至均匀，闷料1～3天。

（4）贝灰混合土。先干拌，过10～20mm的筛，然后洒水拌和均匀，闷料24h。

不论人工拌和还是机械拌和，都应充分拌和，闷料熟化。拌和后的混合料应“手捏成团，落地即散”。

3.铺筑

（1）铺筑前，要求处理渠道基面，清除淤泥，削坡平整。

（2）铺筑时，灰土、三合土、四合土先渠坡后渠底；而素土、黏砂先渠底后渠坡。防渗层都应从上游向下游铺筑。

（3）防渗层厚度大于15cm时应分层铺筑。人工夯实厚度不大于20cm，机械夯实不大于30cm。层与层间应刨毛洒水。

（4）夯压时，应边铺料边夯实，不得漏夯。夯压后密实度应达到设计要求。一般素土、黏砂土应达到1.45～1.55g/cm3，三合土、四合土应达到1.55～1.70g/cm3。夯实厚度应略大于设计厚度，以便于修正。

（5）夯实时要反复拍打，直到不出现裂纹、出浆为止，为增强土料防渗的防冲、抗冻能力，可在防渗层表面抹一层1：4～1：5水泥砂浆或1：3：8水泥石灰砂浆，厚度为0.5～1.0cm。

4.养护

防渗层铺筑完后，应加强养护工作。常用草席或稻草等物覆盖养护，并防风、防晒、防冻，以免裂缝或脱壳。阴干后，在表面涂上一层1：10～1：15的硫酸亚铁溶液，以提高防水性和耐久性。一般养护21～28天即可通水。