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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土工布砂垫层结合反滤结构及人工降雨冲刷试验

山东茂隆新材料科技有限公司 2021-06-23 1572


由于堤坝的边线较长,容易受到雨水冲刷,部分堤坝工程曾因雨水冲刷而受到破坏,因此在水库施工中,采用了土工布与10厘米厚的砂垫组合的反滤结构。其构造机理为:在施工过程中,由于坝体受到暴雨冲刷,或运行期水位骤降,使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,对坝体起到保护作用。为了进一步论证其合理性,在水库围坝护砌施工现场进行了人工降雨试验,以寻求最佳垫砂厚度。本实验分为两个部分。在第一段中,没有砂垫层,规格为350克/平方米的土工布直接铺在已经完成施工的坝体上,在其上面干砌30厘米厚的片石,第二段则是在已经完成施工的坝坡上,先铺10厘米厚的砂垫层,铺平后洒水拍实,然后在上面铺同样规格的土工布,最后干砌30厘米厚的片石。通过对两台潜水泵的平行连接,将水注入Φ100毫米主输水管,然后在管路两侧分别注入Φ20毫米口径的配水支管。每根配水支管长度9米,管距1.9米。每个支管上各有3排小孔,小孔间距15厘米,孔径2毫米。水从支管中喷射到空气中,再喷射到干砌坝坡上。首先对铺设了砂垫层的第二段坝体进行了人工冲刷试验。在降雨过程的前10分钟内,坝坡上流动的水逐渐出现微浑浊状态,此后直到试验结束水流仍保持清水状态,两小时的“降雨”强度为120毫米/小时。实验后,在坝坡上、中、下三段分别对其片石进行卸载,检查砂垫层厚度,三段分别为9.5cm、9cm、9.5cm,与施工标准要求的10cm±2cm的厚度相符,并通过试验证明,坝坡没有发生塌方、鼓包等情况,说明坝坡处于稳定状态。测试后将片石及土工布拆除,发现坝坡严重冲刷,出现大小不同的43条冲沟,其中两条最宽处40厘米,最深处25厘米。通过人工增雨试验得出结论:在土工布砂垫层与反滤层相结合的水库围坝中,当遇到50年一遇的暴雨时,其坝体能保持稳定,反滤层的“保土”、“透水”功能保持良好;若反滤层为土工布,不进行砂垫层铺筑,土工布易出现淤堵,反滤作用受到影响,将会发生。试验结果表明,采用土工布砂垫组合反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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