反滤体在处理坝体与坝基结合处渗水问题上的应用

王晶

【摘要】反滤体是保护渗流出口，防止坝体和坝基发生管涌、流土等不利渗透变形的一种工程措施。伯坳水库除险加固工程大坝培厚施工过程中，原坝体与原坝基结合处出现了大规模的渗水问题，通过采取“在渗水范围内增设反滤体”的措施，成功解决了此问题，对处理类似坝体结合处渗水问题具有推广和应用价值。

【关键词】反滤体；渗流；渗透变形；除险加固

伯坳水库位于深圳市龙岗区，为小（2）型水库。水库正常蓄水位62.00m，相应库容10.30万m3；设计洪水位63.40m，相应库容18.50万m3；校核洪水位63.86m，相应库容21.82万m3；死水位58.5m，相应库容0.54万m3。水库大坝为均质土坝，坝顶高程65.59m，最大坝高9.09m，坝顶长61m，坝顶宽1.80m。伯坳水库承担下游五联社区约6万人的防洪任务。

由于目前水库大坝的坝顶宽仅1.80m，远未达到《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）中关于坝顶宽度的要求，无法满足抗洪抢险以及日常运行维护管理的要求，同时，大坝坝体较单薄，坝面局部破损，存在一定安全隐患，因此，对伯坳水库大坝进行除险加固：原上游坝坡保持不变；坝顶高程保持不变，坝顶宽由原1.80m加宽至3.50m；下游坝坡在原坝坡基础上相应培厚，拆除原有排水棱体和坝脚排水沟，根据大坝培厚后的布置重设排水棱体和坝肩、坝脚排水沟。

在进行大坝培厚的施工过程中，当施工至桩号K0+015～K0+030（高程56.5m）處时，发现原坝体与原坝基结合处出现了大规模的渗水问题，给工程建设带来较大的安全隐患。后采取了在渗水范围内增设反滤体的措施，成功解决了原坝体与原坝基结合处渗水的问题，保证了水库除险加固工程如期进行。

1 反滤层工作原理及设置要求

土中的水可以顺畅流过，而土粒却被阻留的现象称为反滤。反滤不同于排水，后者的水流是沿表面进行的，而不是穿越反滤层。土中水从细粒土流向粗粒土，或水流从土内向外流出的逸出处，需要设置反滤措施，否则土粒将受水流作用而被带出土体外，发展下去可能导致土体破坏。

反滤层是由2-4层颗粒大小不同的砂、碎石或卵石等材料做成的，顺着水流的方向颗粒逐渐增大，任一层的颗粒都不允许穿过相邻较粗一层的孔隙。同一层的颗粒也不能产生相对移动。设置反滤层后渗透水流出时就不能带走堤坝体或地基中的土壤。因此，反滤层是保护渗流出口，防止坝体和坝基发生管涌、流土等不利渗透变形的最直接、最有效的措施。

2 坝体与坝基结合处反滤体方案设计

本工程由于受施工条件以及投资局限性限制，结合实际情况，设计如下：对水库下游坝体增加D反滤体，把水库的渗水导入下游排水设施，缓解水库的安全隐患。

D反滤体结构布设于坝下游桩号K0+015～K0+030段，Φ50PVC排水管水平间距1.5m、垂直间距0.15m，梅花桩布置，具体见下图。

3 效果分析

通过采取以上处理措施，成功解决了坝体与坝基结合处渗水对除险加固工程施工造成的不利影响，在此基础上，建设各方迅速补回了前期因渗水问题而延误的工期，如期完成了建设目标。

由此可见，通过采取设置反滤体的措施，不仅成功解决了坝体与坝基结合处渗水的技术问题，而且对施工的影响较小，处理效果好。该技术为处理类似坝体结合处渗水问题提供了解决思路和经验。

参考文献

[1] 董哲仁.堤防除险加固实用技术. 北京：中国水利水电出版社，1998.

[2] 袁光裕.水利工程施工. 北京：中国水利水电出版社，2004.

[3] 陈胜宏.水工建筑物. 北京：中国水利水电出版社，2003.