1 前言
土石壩是最普遍采用的一種壩型。不論是在全世界，還是在中國，與其他壩型相比較，土石壩都占絕對的優(yōu)勢，與世界土石壩占大壩總數的82.9%，在中國土石壩數量占到大壩總數的93%，且大多是在建國后的第一個五年計劃(1953～1957年)和第二個五年計劃〔1958～1962年〕大躍進時期以及十年“*”期間修建，這些工程都是在“三邊”(邊勘測、邊設計、邊施工)工作方式下進行并完成的。特別是小型水庫更是存在“四不清”(來水域、流域面積、庫容、基礎的地質情況均未調查清楚)就動工修建。不少的工程雖然完成，但工程質量很差，“后遺癥”很多，留下了隱患，經過了近40年的運行，造成了大批的病險水庫。
根據1981年的統(tǒng)計資料，我國由滲流而引起的破壞事故率約占31.7%。至1981年全國有2391座水庫失事，其中大型11座，其余為中小型，由于中小型水庫缺少水文地質資料，漫壩沖垮者最多，占51.5%，其次就是滲漏導致垮壩，占29.1%，說明由于滲漏而造成的潰壩問題是相當嚴重的。
2 滲流理論
水工建筑物的滲流控制主要包括控制理論和控制技術兩方面，控制理論是滲流理論在工程實踐中的發(fā)展和運用，是向實踐反饋的結果，滲流理論包括滲流的基本原理、滲流場的分析方法、土體滲透穩(wěn)定性三大部分，是滲流控制理論的基礎。滲流控制技術是滲流基礎理論的實施措施，如灌漿技術[1]，反濾壩技術[2]等。土石壩是擋水建筑物，它和滲流并存，從一定的意義來說，土石壩的發(fā)展史就是滲流控制理論的發(fā)展歷史。
1856年，達西( Darcy)解決了土的基本滲透理論，構建了近代土石壩理論的雛形，導致了土石壩設計理論的飛躍，1886年，P.Forchciness發(fā)現土中滲流規(guī)律符合拉普拉斯方程、達西定律的方程式：
代入不可壓縮流體在剛性介質中的連續(xù)性方程，且當各向滲透系數取為常數時:
當土體各向同性，即時，則上式變?yōu)槔绽狗匠?，就是土體穩(wěn)定滲流的微分方程式。
1925年，太沙基發(fā)現：由于土壤孔隙水的消散引起粘土固結的理論，進一步他又提出了有效應力的概念，成為了土力學理論的奠基石，也是現代土石壩滲流控制理論的核心。
3 滲流破壞機理
壩體和壩基的滲流控制是保證土石壩安全的一項重要措施，由于填筑土石壩的土料和壩基的砂礫是散粒體結構，顆粒間存在大量的孔隙，都具有一定的透水性。水庫蓄水后，在水壓力的作用下，水流必然會沿著壩身土料、壩基土體和壩端兩岸地基中的孔隙滲向下游，造成壩身、壩基和繞壩的滲漏。若這種滲流是在設計控制之下，大壩任何部位的土體都不會產生滲透破壞，則為正常滲流，此時滲流量一般較小，水質清澈透明，不含土壤顆粒，對壩體和壩基不致造成滲透破壞；反之對能引起土體滲透破壞，或滲流員過大且集中，水質渾濁，透明度低，使壩體或壩基產生管涌，流土和接觸沖刷等滲透破壞，這種影響蓄水興利的滲流則為異常滲流。
對于已建壩，如何確定異常滲流極其危害性是一個比較復雜的問題，首先要對壩址的工程水文地質有比較充分的了解，壩的設計及施工完善程度也與滲漏有密切的聯系，可是由于地質勘探的有限鉆孔只能揭示壩址地層的有限情況，局部的弱點，例如節(jié)理、裂隙，溶洞、斷層及強透水帶的情況往往難以弄清，另外，壩的防滲體和排水設施設計的正確程度，以及施工質量難以達到理想的境界，由于施工而引起的滲流薄弱環(huán)節(jié)更非人們所能預料，而且，土石壩內防滲體開裂也是經常遇到的問題。
水庫建成蓄水后，大壩及其他建筑物連同山體，構成擋水防滲體系。土石壩的防滲體系發(fā)生破壞。產生管涌流土等事故的原因，滲流控制理論分析認為一般有以下幾點：
(1) 壩體填土與排水體之間的反濾層設計不正確，層間系數過大，或施工時有錯斷混層現象，或填土不夠密實，過大的滲流使填土向排水體流失，都會造成反濾層破壞失效。許多實例證明，反濾層在整個的防滲體系中是至關重要的一個環(huán)節(jié)，即使前面的防滲體裂縫或出現滲漏通道，只要反濾層工作正常，排水降壓，滲漏破壞就不至于擴大。
(2) 防滲體應該直達基巖或底部連續(xù)可靠的粘土層，在開挖截水槽時，不可因施工困難，半途而廢，從而留下隱患。
(3) 土石壩兩岸岸坡不應成臺階狀，應該開搶成較平順的坡度，為減少開挖可以變坡，但是在上下兩坡度轉折處，兩坡角之差不應大于15~20度，若有平臺，則平臺處填土高度與平臺的兩端的填土高度，高差懸殊沉陷量突變，容易產生裂縫，導致滲透破壞。
土石壩是最普遍采用的一種壩型。不論是在全世界，還是在中國，與其他壩型相比較，土石壩都占絕對的優(yōu)勢，與世界土石壩占大壩總數的82.9%，在中國土石壩數量占到大壩總數的93%，且大多是在建國后的第一個五年計劃(1953～1957年)和第二個五年計劃〔1958～1962年〕大躍進時期以及十年“*”期間修建，這些工程都是在“三邊”(邊勘測、邊設計、邊施工)工作方式下進行并完成的。特別是小型水庫更是存在“四不清”(來水域、流域面積、庫容、基礎的地質情況均未調查清楚)就動工修建。不少的工程雖然完成，但工程質量很差，“后遺癥”很多，留下了隱患，經過了近40年的運行，造成了大批的病險水庫。
根據1981年的統(tǒng)計資料，我國由滲流而引起的破壞事故率約占31.7%。至1981年全國有2391座水庫失事，其中大型11座，其余為中小型，由于中小型水庫缺少水文地質資料，漫壩沖垮者最多，占51.5%，其次就是滲漏導致垮壩，占29.1%，說明由于滲漏而造成的潰壩問題是相當嚴重的。
2 滲流理論
水工建筑物的滲流控制主要包括控制理論和控制技術兩方面，控制理論是滲流理論在工程實踐中的發(fā)展和運用，是向實踐反饋的結果，滲流理論包括滲流的基本原理、滲流場的分析方法、土體滲透穩(wěn)定性三大部分，是滲流控制理論的基礎。滲流控制技術是滲流基礎理論的實施措施，如灌漿技術[1]，反濾壩技術[2]等。土石壩是擋水建筑物，它和滲流并存，從一定的意義來說，土石壩的發(fā)展史就是滲流控制理論的發(fā)展歷史。
1856年，達西( Darcy)解決了土的基本滲透理論，構建了近代土石壩理論的雛形，導致了土石壩設計理論的飛躍，1886年，P.Forchciness發(fā)現土中滲流規(guī)律符合拉普拉斯方程、達西定律的方程式：
代入不可壓縮流體在剛性介質中的連續(xù)性方程，且當各向滲透系數取為常數時:
當土體各向同性，即時，則上式變?yōu)槔绽狗匠?，就是土體穩(wěn)定滲流的微分方程式。
1925年，太沙基發(fā)現：由于土壤孔隙水的消散引起粘土固結的理論，進一步他又提出了有效應力的概念，成為了土力學理論的奠基石，也是現代土石壩滲流控制理論的核心。
3 滲流破壞機理
壩體和壩基的滲流控制是保證土石壩安全的一項重要措施，由于填筑土石壩的土料和壩基的砂礫是散粒體結構，顆粒間存在大量的孔隙，都具有一定的透水性。水庫蓄水后，在水壓力的作用下，水流必然會沿著壩身土料、壩基土體和壩端兩岸地基中的孔隙滲向下游，造成壩身、壩基和繞壩的滲漏。若這種滲流是在設計控制之下，大壩任何部位的土體都不會產生滲透破壞，則為正常滲流，此時滲流量一般較小，水質清澈透明，不含土壤顆粒，對壩體和壩基不致造成滲透破壞；反之對能引起土體滲透破壞，或滲流員過大且集中，水質渾濁，透明度低，使壩體或壩基產生管涌，流土和接觸沖刷等滲透破壞，這種影響蓄水興利的滲流則為異常滲流。
對于已建壩，如何確定異常滲流極其危害性是一個比較復雜的問題，首先要對壩址的工程水文地質有比較充分的了解，壩的設計及施工完善程度也與滲漏有密切的聯系，可是由于地質勘探的有限鉆孔只能揭示壩址地層的有限情況，局部的弱點，例如節(jié)理、裂隙，溶洞、斷層及強透水帶的情況往往難以弄清，另外，壩的防滲體和排水設施設計的正確程度，以及施工質量難以達到理想的境界，由于施工而引起的滲流薄弱環(huán)節(jié)更非人們所能預料，而且，土石壩內防滲體開裂也是經常遇到的問題。
水庫建成蓄水后，大壩及其他建筑物連同山體，構成擋水防滲體系。土石壩的防滲體系發(fā)生破壞。產生管涌流土等事故的原因，滲流控制理論分析認為一般有以下幾點：
(1) 壩體填土與排水體之間的反濾層設計不正確，層間系數過大，或施工時有錯斷混層現象，或填土不夠密實，過大的滲流使填土向排水體流失，都會造成反濾層破壞失效。許多實例證明，反濾層在整個的防滲體系中是至關重要的一個環(huán)節(jié)，即使前面的防滲體裂縫或出現滲漏通道，只要反濾層工作正常，排水降壓，滲漏破壞就不至于擴大。
(2) 防滲體應該直達基巖或底部連續(xù)可靠的粘土層，在開挖截水槽時，不可因施工困難，半途而廢，從而留下隱患。
(3) 土石壩兩岸岸坡不應成臺階狀，應該開搶成較平順的坡度，為減少開挖可以變坡，但是在上下兩坡度轉折處，兩坡角之差不應大于15~20度，若有平臺，則平臺處填土高度與平臺的兩端的填土高度，高差懸殊沉陷量突變，容易產生裂縫，導致滲透破壞。