毛细式透排水带在竹塘水库土坝反滤排水体中应用

毛细式透排水带在竹塘水库土坝反滤排水体中应用

梁炎

玉林市水利电力科学研究院广西玉林537000

摘要：毛细式透排水带是一种采用软质橡胶塑料制成的新型排水材料，具有高渗透性、排水能力强、主动排水、不易堵塞、抗土压力强、经久耐用等优点。通过在竹塘水库土坝坝脚采用毛细透排水带替代传统排水棱体，对其在土坝反滤排水应用的研究分析，毛细透排水带能满足土坝排水及反滤排水要求，排水效果明显，其经济效益较好，同时施工工期短。结合设计及施工经验，对毛细式排水带反滤排水技术及施工工序进行简述。

关键词：毛细式透排水带；排水；反滤；应用

1.工程概况

竹塘水库位于容县县底镇古长村，距县底镇约5km，是一座以灌溉为主、结合防洪综合利用的小（2）型水库。水库坝址控制集雨面积为5.728km2，坝址以上河流长3.65km，平均坡降为44.80‰，总库容54.62万m3，兴利库容22.375万m3，水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水设施组成。

大坝为均质坝，最大坝高13.627m，坝顶高程108.10m，坝顶长60.00m，宽4.14m；上游坝坡下部为砼护坡，砼局部隆起、开裂，上部草坡护坡，坡面不平，坝坡为两级，坡比自上而下1：2.42、1：3；下游坝坡为草皮护坡，坡比1：2.76；坝脚无反滤排水体，右坝脚漏水严重，坝体、坝基、坝肩渗漏、有湿坡现象

2.工程设计

由于下游坝坡坡脚无排水棱体，右坝脚漏水严重，坝体、坝基、坝肩渗漏、有湿坡现象。本次加固对大坝坝体采用充填灌浆、坝基线以下3m采用帷幕灌浆进行防渗；在大坝坝脚新建反滤排水设施，即采用毛细式透排水带的排水体。

根据坝体浸润线出逸点确定排水带最高点位置，在下游坝坡96.929m高程至坝脚（94.473m）新建毛细式透排水带排水体，从96.929m高程按1：1坡比开挖至94.473m高程，93.973m～94.473m高程开挖呈台阶状，在94.473m高程开挖底宽1.445m，93.973m高程开挖底宽3.437m。沿坝脚方向每隔1.0m在开挖边坡（上游侧边坡）布置毛细式透排水带（毛细式排水带进水面向上游侧，背面向下游侧），槽底埋设φ90PVC排水管，通过φ110PVC排水管将水引至外面的排水沟，排水带和排水管埋设完成后回填土料并按土坝压实度夯实。每条排水带铺设时，其顶端用矽砂胶封口，下端插入PVC排水管（排水管预先开槽）后以热熔胶将排水带背面与排水管粘合，并在排水带进水面下端铺设厚为15cm的中粗砂。

3施工与质量控制

3.1施工方法与步骤

毛细式透排水带施工流程见下图：

（1）、在坝脚按设计位置、高程及坡比进行开挖；

（2）、开挖埋设排水带沟槽；

（3）、按设计长度裁剪排水带及排水管，并按设计位置和尺寸用手提式砂轮机将PVC管切槽开孔；

（4）、按照设计铺设排水管及排水带，对排水带铺设位置定位，开挖至排水带铺设层面，将排水带铺设位置地面夯实，整平，铺设排水带，使排水带贴紧地面。排水带进水面向上游侧，背面向下游侧；将排水带一端插入已开槽孔的PVC排水纵管，采用钉沟等适当方式固定排水带。

（5）在槽孔连接处用硅胶或热熔胶将排水带背面与排水管粘合（注意排水带进水面朝下），排水带顶端用硅胶泥或热熔胶封口，避免堵塞。

（6）在排水带与排水管接口处外部周围铺设厚约10cm的细砂，对其进行包裹；排水带与排水管粘好后，在排水带顶端铺20cm厚的细砂，避免细颗粒土从管端进入的排水带，最后全部回填粘土夯实。

（7）按设计图纸砌筑浆砌石护脚及坝脚排水沟。

（8）按设计要求回填土夯实，并重新铺设草皮护坡。

3.2注意事项

为使毛细式透排水带施工后能达到最佳效果，施工时需注意以下几点：

（1）为了能产生虹吸力，增加透水效果，毛细式透水带埋设坡度不能过小，至少不小于2%。

（2）埋设的沟底需经平整、夯实，然后铺设毛细式透排水带。

（3）由于泥浆不透水且易堵塞排水带毛细孔，因此毛细透水带不适宜在泥浆中埋设，必须等泥浆状态改善后才施工或改其他排水方案。

（4）毛细式透排水带的铺设深度应根据地形水位而定，一般情况不至少不小于30cm。

（5）毛细式透排水带最高点端孔需用硅胶封闭或用细沙覆盖，以免土颗粒直接从毛细孔端部进入。

4应用效果

经过对容县竹塘水库进行除险加固后，毛细式排水带替代传统的砂石排水棱体，对其进行观测：大坝坝脚无漏水；坝基、坝肩也不再发现渗漏、湿坡现象；PVC横管以上坝脚已无渗水溢出，PVC管中有渗水流出。经对加固前后比较，可得出如下结论：

（1）毛细式透排水带能满足土坝排水要求。

（2）毛细式透排水带能满足反滤要求，渗出水流清澈，无颗粒带出。

（3）采用毛细式透排水带替代传统土坝反滤排水措施经济效果显著，对竹塘水库土坝新建反滤排水设施，采用毛细式透排水带工程造价比使用传统砂石排水棱体节省约2/5的投资。

（4）毛细式透排水带施工简易，快速，施工工期短。

5结语

竹塘水库毛细式透排水带的成功应用，是积极响应了广西水利厅及广西水利科学研究院联合推广毛细式透排水带技术在水利工程中应用的实例。通过这次应用表明：毛细式透排水带能有效保护土坝坝脚土体，能排出土坝渗透水，渗漏出水流清澈，无颗粒带出，具有施工简单，节约施工成本、排水效率高等特点。尤其是在缺乏砂石料或远距离运输砂石反滤料的地区，具有较好的应用前景。我市小（2）型水库土坝大部分地处偏僻，路途遥远，交通不方便，采购运输困难，运输成本高，而施工简单快速、低成本的毛细式透排水带则是较好的选择，具有良好的技术、经济优势和推广价值，其应用范围包括农业灌溉、水工挡墙背面排水、隧洞防渗排水及回填土渗透排水等。