土工布砂垫层结合反滤结构及人工降雨冲刷试验

河北双成新材料2021-12-12土工布968

由于大坝边缘线长,容易被雨水冲刷,部分大坝工程已被雨水破坏。因此,在水库建设中,采用土工织物加10厘米厚砂垫层的过滤结构。其结构机理是:在施工过程中,由于坝体受到暴雨冲刷或运行期水位骤降,土工布与坝面之间形成以砂为介质的流动“径流”,防止径流对坝面的直接冲击,保护坝体。

为进一步论证其合理性,在水库大坝防护施工现场进行人工降雨试验,寻找砂垫层的最佳厚度。这个实验分为两部分。第一段无砂垫层,在已完成的坝体上直接铺设规格为350g/m2的土工布,其上干铺30cm厚毛石;第二段先在已完成的坝坡上铺设10cm厚的砂垫层,然后洒水,再在上面铺设相同规格的土工布,最后干铺30cm厚的毛石。通过并联两台潜水泵,将水注入φ100毫米的主水管,然后注入管道两侧φ20毫米的配水支管。每根配水支管长9米,间距1.9米。每个支管有三排小孔,间距15厘米,直径2毫米,水从支管喷入空空气中,然后喷到干坝坡上。首先,对带砂垫层的第二坝体进行了人工冲刷试验。降雨过程的前10分钟,坝坡上流动的水逐渐出现微浑浊,随后水流保持清澈直至试验结束,两小时降雨强度均为120mm/小时。试验结束后,在坝坡的上、中、下三段卸载碎石,并检查砂垫层厚度,分别为9.5厘米、9厘米和9.5厘米,与施工标准要求的10厘米2厘米的厚度一致。试验证明,坝坡无坍塌、隆起,表明坝坡处于稳定状态。试验结束后,清除了碎石和土工布,发现坝坡冲刷严重,出现了43条大小不一的冲沟,其中2条最宽处40 cm,最深处25 cm。通过人工增雨试验得出,在土工布砂垫层与滤层相结合的水库大坝中,当50年一遇暴雨时,坝体能够保持稳定,滤层的“保土”“透水”功能保持良好;如果过滤层为无砂垫层的土工布,则土工布容易淤积,过滤效果会受到影响。

试验结果表明,土工织物砂垫层组合过滤结构是保证水库大坝安全的重要措施,也是保证大坝安全的重要环节。

土工布砂垫层结合反滤结构及人工降雨冲刷试验

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