反滤层

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简介

反滤层(inverted layer)也叫反滤包,是一种在大口井或渗透沟水源处铺设的级配砂砾层,其粒径从细到粗逐渐增大。它由2-4层不同颗粒大小的砂、碎石或卵石等材料组成。在反滤层中,任何一层的颗粒都不能穿过相邻较粗一层的孔隙,并且同一层颗粒之间也不能产生相对移动。

反滤层

通过设置反滤层,当渗透水离开时,它无法带走堤坝体或地基中的土壤。因此,反滤层可以防止管涌和土体流动的发生。它通常用于修建土石等材料构筑的堤坝或透水地基,并且在防汛中常常用于处理管涌、土体流动等危险情况。

分类

根据渗流的方向和反滤层设置的位置不同,反滤层可分为两种类型。

Ⅰ型反滤

渗流方向自上而下,反滤层设置在被保护土的下方,如设置在防护堤内的水平排水体(褥垫式排水)、管带式排水体;设置在防护堤下游坡脚处的棱形排水体(上游坡反滤层)和防渗斜墙后的反滤层等,均属于Ⅰ型反滤。

Ⅱ型反滤

渗流方向自下而上,反滤层设置在被保护土的上方,如设置在防护堤地基渗流出逸处的反滤层,黏土心墙上游坡的反滤层和排水沟下游侧边坡的反滤层等,均属于Ⅱ型反滤。

要求

反滤层应满足下列要求:

(1)被保护土的土粒不得随渗水穿越反滤层。

(2)允许随渗水被带走的细小颗粒(一般指粒径d<0.1mm的颗粒),应能自由通过反滤层,而不致被截留在反滤层内,造成反滤层堵塞。

(3)在相邻的两层反滤层之间,颗粒较小一层中的土颗粒不得穿越颗粒较大一层的孔隙。

(4)反滤层中各层的颗粒在层内不得产生相互移动。

(5)反滤层应始终保持良好的透水性、稳定性和耐久性。

层数

反滤层一般为2~3层,应根据上述计算来确定。

厚度

反滤层每一层的厚度应根据材料的级配、料源、用途、施工方法等因素综合考虑后确定。在人工施工时,水平反滤层的最小厚度可采用30cm;竖直或倾斜的反滤层,最小厚度可采用50cm;在采用机械施工时,反滤层的最小厚度应根据施工方法确定。

如防渗体和堤身粗料之间的反滤层总厚度不能满足过渡要求时,可加厚反滤层或设置过滤层。

作用

反滤层的主要作用是实现滤土排水,既能防止坝体或坝基的被保护土随渗流水析出,同时也能确保渗透水的顺畅排水,释放坝体和坝基的渗透能量,以达到排水减压的效果。

在坝体和坝基的渗流控制中,基本准则是采用“上堵下排”的综合防治方法,即结合上游的防渗措施与下游的渗排水措施。防渗措施的主要作用是截流渗漏水,防止渗漏、减少渗水量或延长渗径,降低渗速和渗压,并能承受较高的渗压水头。

仅仅依靠防渗措施来完全防止渗流是不经济、不可能甚至不科学的。因此,必须采用适当的排水滤层来防止细粒土在坝体和地基土中渗入和沉淀,顺利去除上游坝体的渗漏水,降低下游坝体的渗流水平,使渗流以无压流态顺利排出。