张 研
（桂林理工大学土木与建筑工程学院，广西 桂林 541004）
【摘 要】由于透水性混凝土具有排水、抗滑、强渗水等多重优点，目前广泛用于道路铺装、护坡等领域。然而在水利工程中的应用很少，尤其是在土石坝排水棱体中。本文针对土石坝排水棱体的特点，将透水性混凝土这种新型材料应用到土石坝排水棱体中，并提出预制式、现浇式两种型式，为新型材料在水利工程排水设施中的应用提供参考。
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关键词 透水性混凝土；土石坝；排水棱体
基金项目：桂林理工大学科研启动费资助项目（002401003413）。
作者简介：张研（1983.02.05—），男，汉族，河北张家口人，博士，桂林理工大学土木与建筑工程学院，讲师，研究方向为土木、水利工程。
0 前言
新型材料是在传统材料的基础上利用新工艺、新技术研制出来的。透水性混凝土就是当前比较流行的一种新型混凝土，由于其具有排水、抗滑、强渗水、环保等多种传统混凝土难以媲美的优点，广泛应用于道路工程领域。近年来，水利工程中也逐渐加大新型材料的利用力度（例如，将传统的反滤层用土工织物代替；采用高分子塑料板作为排水构件），为水利工程在新环境下的长足发展提供了新的概念。为此，本文围绕新型材料在水利工程中应用这一主题，将透水性混凝土这种新型材料应用到土石坝排水棱体中，为水利工程新材料应用改革提供一种新思路。
1 透水性混凝土
透水性混凝土是在传统混凝土材料的基础上，采用高质量的同粒径或间断粒径骨料，并掺入透水砼增强剂等外加剂而形成的具有一定空隙率的新型混合材料。常见的有以下两种类型：
1.1 水泥透水性混凝土
该品种混凝土是以传统的高强硅酸盐类水泥为胶凝材料，以同粒径的石子或卵石为粗骨料，以不用或少量用砂作为细骨料，掺加一定量的外加剂拌制而成的多孔混凝土。该品种混凝土采用加压振动的方式形成多连通孔隙，达到提高透水性的效果。通常硬化后连通孔隙能达到20%左右，表观密度为传统混凝土的0.7-0.8倍，立方体抗压强度达到15-35MPa。该品种混凝土具有成本低，制作简单，能够现浇也可以预制等优点广泛应用于实际工程。然而由于其连通孔隙较多，由此带来的抗冻性、耐磨性是应用中需关注的指标。
1.2 高分子透水性混凝土
该品种混凝土是以沥青或高分子树脂为胶凝材料，采用单一粒级的粗骨料配制而成的透水性混凝土。该品种混凝土与水泥透水性混凝土相比，立方体抗压强度得到较大提高，同时由于胶凝材料的改变，成本也相应的提高。该品种混凝土能够克服抗冻性、耐磨性等水泥透水性混凝土具有的缺点，却带来了有机胶凝材料耐候性差、容易老化、温度敏感性强等问题，尤其是温度较高时，容易软化流淌，影响透水性能。因此，工程应用时在保证空隙率的前提下，主要关注老化性、热稳定性等这些高分子胶凝材料较敏感的指标。
2 透水性混凝土在土石坝排水棱体中的应用
2.1 土石坝排水棱体
排水棱体是土石坝常用的一种排水设施，它常建于土石坝坝趾处，采用砂、碎石和块石堆砌而成。能够有效地降低坝体浸润线和防止坝坡土料的渗透变形，同时能够加固下游坝坡，提高坝体的整体稳定性，保护坝脚不受尾水冲刷。由于其施工简单，材料容易获得在水利工程中是一种广泛应用的排水形式。
2.2 应用浅析
当前排水棱体修筑需要大量的砂石料，且易造成块石搭空、棱体坍塌等事故，并且后期检修较困难。因此，为了提高棱体检修的便利性，克服棱体在砂石料不足地区无法修建的弊端，将透水性混凝土应用到排水棱体的建造，并提出预制式与现浇式两种形式。
2.2.1 预制式排水棱体
预制式排水棱体与传统的预制式构件相似，直接在预制场加工成一定尺寸的块式排水棱体，排水棱体分块的大小主要考虑运输的需要，建议允许的情况下尽量采用较大的块体，可以提高棱体的稳定性。两块排水棱体之间采用沥青等柔性材料连接，能够防止不均匀沉降带来的块体错动、分离，同时能够达到止水的作用。也可以考虑在棱体之间设置连接装置或在棱体之间采用键槽连接等型式，只要能够满足止水、稳定要求即可。同时在预制过程中合理布置检查、观测孔，方便后期维护监测，可以适当考虑将孔布置在棱体连接部位，方便后期对连接缝的检修维护。此种排水棱体在施工现场直接拼接而成，尤其适用于棱体体型不大，对工期要求较紧的水利工程。预制场可由施工单位自行建设，在料场与施工现场之间选择一个最优的地点。另外在生产之前，要做好工程资料的前期分析工作，确定透水性混凝土的配合比等各项物理力学指标，使透水性排水棱体能够正常发挥作用。
2.2.2 现浇式排水棱体
现浇式排水棱体的材料直接在料场配制而成，与传统的混凝土浇筑基本相同。但作为一种新型材料在制备过程中除了具有普通混凝土的注意事项以外，还有一些自己独有的特点，例如：粗骨料粒径要严格控制标准；要适时对空隙率做好监测等，因此在配制的过程中要制订专门的规程、制度，严格按照章程执行，保证出仓质量。此外，由于透水性混凝土的干缩速度要比普通混凝土快，要特别注意透水性混凝土的养护，增加后期养护次数，在较干燥地区还要做好保湿措施。
透水性混凝土排水棱体在应用时要与土工织物反滤层联合运用，避免采用传统的砂土反滤层，防止砂土反滤层的砂土颗粒堵塞透水性混凝土的孔隙。透水性混凝土排水棱体代替传统排水棱体在工程中应用要综合考虑多方面因素，也许前者在前期的工程建设投资略高于后者，但是从长远考虑，透水性混凝土延长了排水棱体的检修周期，减少了检修费用，在后期维护运行中会远远优于传统堆石材料。
3 结语
随着工程建设及材料科学的蓬勃发展，工程中对建筑材料的功能与性质也将提出更高的要求，这就要求不断的把高性能，同时与环境协调的新型材料运用到工程中来。本文将透水性混凝）土应用到土石坝排水棱体中，为新材料在水利工程中的应用改革提供一种新思路。
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参考文献
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［责任编辑：汤静］
