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反滤层

防止管涌的滤水设施。在细颗粒土层与粗颗粒料层之间,设置数层经筛选的砂石料或化纤滤层,以保护细颗粒不向粗颗粒孔隙流失,又能通畅地排出渗流。允许被保护的土层中有极少量细颗粒进入反滤层并经排水体排走,但被保护土层的骨架颗粒不允许发生变形。土石坝、闸基、井管等即广泛采用反滤层以防止渗透变形。反滤层的材料,通常是从砂石料中筛选。20世纪70年代发展的化纤滤层已在一些工程中应用。

防止管涌的滤水设施。在细颗粒土层与粗颗粒料层之间,设置数层经筛选的砂石料或化纤滤层,以保护细颗粒不向粗颗粒孔隙流失,又能通畅地排出渗流。允许被保护的土层中有极少量细颗粒进入反滤层并经排水体排走,但被保护土层的骨架颗粒不允许发生变形。土石坝、闸基、井管等即广泛采用反滤层以防止渗透变形

反滤层的材料,通常是从砂石料中筛选。20世纪70年代发展的化纤滤层已在一些工程中应用。砂石料反滤层常由数层(一般是三层)不同粒径的砂石料构成,其粒径随渗流方向增大(如图)。反滤层的厚度如用人工夯实,则以50厘米为宜,即粗层20厘米,中、细层各15厘米。次要的可减薄至30厘米。如采用机械化施工,每层厚度须达1米以上。这些砂石料是经过筛选的中细砂或粗砂、小砾石或细砾石、卵石或碎石。砂和砾石中,粒径小于0.1毫米的重量不应大于5%;碎石中,粒径小于5毫米的重量亦不应大于5%。反滤层应满足下列要求:①每层石料颗粒不应发生移动:②较细层的颗粒不应穿过较粗层的空隙;③被保护的土体颗粒,除极细小的颗粒外,不应随渗流带入滤层,其极小的颗粒,如随渗流带走,不应淤塞滤层。根据以上要求进行反滤层设计:第一,当采用均匀的筛分加工的砂石料作反滤料时,要求保护层的粒径D与被保护层粒径d之比应小于或等于5~10。但这种筛分加工的均匀砂石料费用高;第二,当采用不均匀的天然砂石料作反滤料时,则要求:①反滤料的不均匀系数η=D60/D10≤5~8(D60、D10分别表示各层砂石料中等于或小于该粒径砂石料的重量占总重的60%及10%的粒径);②D15/d85≤4~5;③D15/d15≥5。式中D、d分别表示相邻层中粗层及细层的粒径,角标表示小于该粒径的砂石料重占总重的百分数。

反滤层示意图

化纤反滤层的材料是聚乙烯或聚丙烯纤维,分为织成的和非织的两大类,非织的又分压制的和热焊的两种,只用一层厚4毫米左右的化纤滤层,就可做为被保护土层的反滤层。化纤滤层一般比3~4层砂砾滤层造价低,施工方便,但使用寿命只有50~100年,目前广泛用于低坝。中国长江葛洲坝水利枢纽一期工程基础中的软弱夹层,采用了工业过滤布包裹泡沫软塑料,中间设置带孔眼的塑料滤水管组装成的“过滤体”。安装、起拔方便,有利于维护检修。