水利工程堤防堤坝及其地基的渗流破坏

    堤坝及其地基在渗流的作用下，土中的细小颗粒常常会随着渗透水流被带出坝体及其地基，使得土的孔隙变大。由于土的孔隙增大，土中较大的颗粒也能够被渗透水流带走，按照这种情况逐渐发展，堤坝坝体或其地基内就逐渐形成一个管状的渗流通道，称为管涌现象。随着管涌的继续发展，坝体或其地基内就会形成空洞，以致造成坝体或其地基的塌陷或坍滑。
    在有些情况下，位于坝体及其地基的渗透水流出逸处，在渗透压力作用下，一定范围内的土体会产生移动，这种现象称为流土。
    无论是发生管涌现象还是流土现象，最终都会导致堤坝的破坏和失事，所以在堤坝的设计中要采取相应的措施避免这种现象的发生。

    管涌和流土的发生不仅与渗透水流的情况(渗透压力、渗透坡降等)有关，而且也与堤坝坝体及其地基的土的颗粒级配有关，所以对管涌和流土的判别，应从土的颗粒组成和渗流坡降两方面来进行分析。
    1．细颗粒的含量    
    根据一些人的研究认为，管涌和流土的发生与土中细颗粒土料充填粗颗粒土料孔隙的程度有关，细料充填粗料孔隙的程度愈充分、愈密实，则土的渗透性就愈小，因而产生管涌的可能性就愈小，而产生流土的可能性就愈大；反之，若细料充填粗料孔隙的程度愈不充分，则土的渗透性就愈大，此时产生管涌的可能性就愈大，而产生流土的可能性就愈小。 
    2．渗透破坏的临界坡降
    (1)管涌临界坡降
    当渗流的方向为自下而上时，根据土颗粒在渗流作用下的平衡条件，可得非粘性土中产生管涌的临界坡。
    (2)流土临界坡降
    防护堤背水坡坡脚处，在渗透压力作用下地基土产生流土的临界坡。

    由于产生管涌和流土的条件主要是渗流坡降和土的颗粒组成，故防止渗透破坏的措施为：
    (1)在堤坝内设置防渗体(如粘土斜墙、心墙)，在地基内设置防渗墙、截水墙，以降低渗流坡降。
    (2)在可能发生管涌的地段设置反滤排水，在可能发生流土的地段设置反滤盖重。

    1．反滤层的要求
    反滤层应满足下列要求：
    (1)被保护的土粒不得随渗水穿越反滤层；
    (2)允许随渗水被带走的细小颗粒(一般指粒径d<0．Imm的颗粒)，应能自由通过反滤层，而不致被截留在反滤层内，造成反滤层堵塞；
    (3)在相邻的两层反滤层之间，颗粒较小一层中的土颗粒不得穿越颗粒较大一层的孔隙；
    (4)反滤层中各层的颗粒在层内不得产生相互移动；
    (5)反滤层应始终保持良好的透水性、稳定性和耐久性。
    (6)反滤层的层数
    反滤层一般为2—3层，如被保护土为粘性土，反滤层可采用两层；如被保护土为非粘性土，则反滤层可采用三层。
(7)反滤层的层厚
    反滤层的最小层厚应满足要求。
     2．反滤盖重的厚度    ·
为了防止出现流土现象，在渗流出逸处应铺设反滤盖重，所谓反滤盖重，既其构造符合反滤层要求的盖重。