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防渗铺盖

2020-04-09 21:01

将黏性土料或混凝土水平铺设在透水地基坝、闸的上游,以增加渗流的渗径长度、减小渗透坡降、防止地基渗透变形并减少渗透流量的防渗设施。

铺盖是水工建筑物中普遍采用的防渗结构。在土石坝中,铺盖用土料铺设,斜墙土坝的防渗铺盖见图。在混凝土坝和水闸中,铺盖由土料或混凝土铺设。作防渗用途的土工合成材料也可用于铺盖。防渗铺盖要与土石坝的黏土心墙或黏土斜墙连成整体。防渗铺盖与混凝土坝、闸衔接处要设置止水。

斜墙土坝防渗铺盖示意图

1—防渗铺盖;2—保护层;3—护坡;4—黏土斜墙;5—反滤层;6—排水体;7—草皮护坡;8—基岩

用于土石坝铺盖的不透水土料多为黏土,其渗透系数应小于1×10-5 cm/s,地基与铺盖的渗透系数比至少应在100倍以上,最好达1 000倍。

铺盖不能完全截断渗流,只适用于砂砾石地基透水性不太大的情况,以控制渗透坡降,达到渗透稳定。设计中,要使铺盖与砂砾石地基接触面处的接触渗透坡降和砂砾石地基中的渗透坡降都不大于容许值;要使土坝下游砂砾石坝壳和坝基的渗流逸出坡降在考虑了反滤层作用后不大于容许值;此外,通过铺盖的渗透坡降不应大于铺盖自身的容许值。

水闸铺盖的长度一般采用3~5倍上、下游水头差,土石坝铺盖的长度不宜小于4~5倍坝上、下游水头差。铺盖上游端的厚度宜采用0.5~1.0 m。铺盖厚度由容许渗透坡降决定,在下游端与斜墙或心墙连接处应适当加厚,以免产生裂缝。铺盖厚度的计算公式为

式中,δ为任意计算断面的铺盖厚度;Δh为相应计算断面铺盖顶、底面的水头差;Jα为铺盖土料的允许渗透坡降。求得的厚度需同时满足构造和施工要求。

铺盖的土料填筑采用碾压法施工较为可靠。也有用水中填土、人工放淤和利用天然淤积土层做铺盖的,但需经过检验和论证。

填筑铺盖前应先清基,地基表面应平整,不应有漂卵石及植物,以免铺盖被顶破。铺盖与砂砾石地基的接触面,须满足反滤的要求,以免因发生渗透变形使铺盖出现坍孔,如不能满足反滤要求时,应加设反滤层。铺盖填筑完成后,应在铺盖表面铺砂或松土保护,以免干裂或冻裂。铺盖附近有泄水建筑物时,铺盖保护层表面应设干砌块石保护。铺盖两边与岸坡不透水土层或岩层必须连接良好、严密封闭。

铺盖常与坝后设置的排渗、减压、盖重等设施联合运用。铺盖的防渗作用不如垂直防渗彻底,但由于施工方便,造价较低,在坝、闸中得到广泛应用。

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