土工布在堆石坝中防渗.反滤作用的应用探讨

工程技术

土工布在堆石坝中防渗、反滤作用的应用探讨

尚攀杨海林

(广西电力工业勘察设计研究院，广西南宁530023)

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E }鹰要】束埔寨王国斯登沃代一级水电站两岸接头堆石坝采用土工布心墙防渗、反滤，解决了雨季对两岸接头堆石坝防渗体施工影响大的?

：问题，同时还方便了施工，缩短了工期。降低了工零造价。

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1前言

斯登沃代一级水电站位于柬埔寨王国西部菩萨省列文县欧桑乡，

是柬埔寨工业矿产能源部在额勒赛河流域规划兴建的电站之一。电站坝

项高程5195m ，最大坝高465m ，水库正常蓄水位515．0m ，上游设

计洪水位515．01m (P =1％) ，上游校核洪水位516．69m (P=0．1％) 。

拦河主坝自右向左为右岸回车场200m 、右岸接头堆石坝段80．0m 、右岸重力坝段40．0m 、右岸闸检室坝段20．0m 、溢流坝段30D m 、冲沙孔坝段10．0m 、厂房进水口坝段2847m 、左岸闸检室坝段20．0m 、左岸重力坝段400m 、左岸接头堆石l 贝段长7153m 。额勒赛河流域地处热

带季风气侯区，雨季较长，降雨强度大，暴雨主要出现在5-10月份。

由于柬埔寨王国工业落后，钢筋、水泥资源短缺，因此两岸接头堆石坝防渗体不予采用钢筋混凝±。如果两岸接头堆石坝防渗体采用粘土心墙，受雨季影响，心墙的施工不仅工期紧张，而且质量难以控制。土工

布，己、墙的采用，不仅大幅减少了雨季对两岸接头堆石坝施工的影响，而

且方便了施工，缩短了工期，同时还}晕f 医了工程的造价。

2工程设计2．1堆石坝结构

一级电站复合土工膜心墙堆石坝段坝顶高程5195m ，坝顶宽度

75m ，上、下游坝坡坡比均为1．75，自上而下每10m 高程设一宽2m

马道。坝体填筑材科自上游至下游依次为05m 厚干砌石护坡、坝体堆石区、平均厚度为0．5m 粒径小于20m m 的上游级配碎石保护层、复

合土工膜、平均厚度为2m 粒径，J 吁20m m 的级配碎石垫层、平均厚

度为均厚度为3m 粒径小于13m 粒径，80m m J 的级配碎石过渡层、无纺土工布反滤层、平

吁80m m 的下游级碑石保护层、坝体堆石区、

05m 厚干砌石护坡。

图1右岸±工腆刮割影爵甥典型剖面

2．2防渗设计

坝体依靠复合土工膜，D 嫱防渗，坝基依靠深入5L U 线的帷幕灌浆防渗。为适应坝体沿铅直方向和水流方向的变形，同时方便复合土工膜的施工，复合土工膜在垂直方向呈锯齿型铺设，锯齿边坡为级配碎石垫层压实的自然边坡(设计按1：1．3) ，锯齿每～折幅上升高度为1．0m o

复合土工膜项部高程为51930m ，并伸入坝顶混凝土路面中0．Sm o 复

合土工膜底部与基础灌浆帷幕盖重的混凝土基座锚固，靠河床侧锚入刺墙坝混凝土中，从而使复合±工膜与坝基灌浆帷幕形成—道封闭防渗系统。为适应坝体沿坝轴线方向的纵向变形，每间距约25．0m 设计伸缩

节—个。

设计采用两布一膜PE 士工膜，基布材料为优质涤纶无纺针刺土工布，其主要物理性能见表1，坝体填筑材料及坝基岩体物理参见表20

表l 复合士工膜物理参数

l 耐砷水压

断裂强匿C B R 顶新碗强厦剥哥断裂l 规定值

(纵橱向) 破强度

《纵橱向)

i 娃

伸长奉垂直渗矗系数I ≥I 砷a ≥2∞oI 恤

≥3Ⅻ

≥0

6矧

≥6H hn

≥68％

《L

O ×1口1抽啪

表2坝体填自淤I 及坝基岩体垂真渗透系数

千硼石坝I 扛堆石

上游溯P 石保护层及垫层

下游砂卵石保护层理辽渡层

口．12c m ,B 口．1qc ‘Ⅱ唐

1口2c c B 詹

l ：×l 口3c 耐l

混凝土墓座屁鬻士惟幕麓浆睫现基桔土疆盏层

强风化基者

弱匾化基者

高压旋喷灌鬟

I 一加☆

l 咿n 啪

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23反滤设计

坝体依靠无纺土工布反滤。无纺土工布在垂直方向呈锯齿型铺设，锯齿边坡为级配碎石垫层压实的自然边坡(设计按1：13) 和水平面，

幅上升高度为1．0n ～无纺土工布顶部高程为51700m 。无纺土工布底

部与基础灌浆帷幕盖重的混凝土基座锚固，靠河床侧锚八剌墙坝混凝土中。为适应坝体沿坝轴线方向的纵向变形，每间距约25．0m 设计伸缩节—个。无纺土工布反滤准则：反滤无纺土工布要确保级配碎石垫层颗

粒不被渗透水流带走，即无纺土工布的有效孔径不大于级酉E 碎石垫层颗

粒的计算粒径。无纺土工布渗透准则：反滤无纺土工布的透水性大于级配碎石垫层的透水性，不致积水产生过多的渗透压力。无纺土工布主要

物理性能见表3：

表3无纺土工布魉参数I 有效孔径抗拽强度

垂直藩透系敦

l 玑l 触

≥1m d0触

l —3×l 口I 口n ，摹

24防渗效果

右岸土工膜心墙堆石坝典型剖面上游正常蓄水位、下游无水的稳定渗流计算采用有限元法。计算模型中上、下游级配碎石保护层、过渡层及垫层厚度采用有效厚度，复合土工膜和无纺土工布厚度分别采用

●-

20cm 和1

0cm ，等效垂直渗透系数采用公式K

r I=∑粤计算，；

k 为垂

直渗透系数，cm ／s ；6为防渗层厚，cm o 复合土工膜物理参数见表

1，坝体填筑材料及坝基岩体物理参数见表2，无纺土工布物理参数见

表30图2给出了总水头等值线，总水头以0—0面为基准面i 图3给出

急剧衰减，而在坝体其它材料区衰减缓慢，复合土工膜，滞对渗透水流

了压力水头等噎线。根据图3可以看出：压力水头在复合土工膜，满处

阻挡能力强，坝体靠复合土工膜心墙防渗。压力水头等值线中数值为O 的为浸润线，根据浸润线可知无纺士工布削减(承受) 大约10m 水头的渗透压力。单宽渗流量计算结果为∞9m 3／d ，复合土工膜心墙防渗

效果忘好。总体看来，复合土工膜，满防渗效果良好，但由于计算无法

真实模拟实际施工过程中，复合±工膜由于焊接及筑坝碾压等施工工艺产生的缺陷，可能高估其防渗效果，复合土工膜实际防渗效果需要在工程竣工后通过长期监测来进步确定。

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