用于坝后护坡的透水混凝土反滤层、制备方法及护坡结构与流程

本发明涉及水利工程技术领域，尤其涉及一种用于坝后护坡的透水混凝土反滤层、制备方法及护坡结构。

背景技术：

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。其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。反滤层的功能是滤土排水，要求既能防止坝体或坝基的被保护土随渗流水析出，又能保证渗透水通畅排出，使坝体、坝基内的渗流能量得以释放，达到排水减压效果。设置反滤层后渗透水流出时就带不走堤坝体或地基中的土壤，从而可防止管涌和流土的发生。

目前，土石坝反滤层材料主要是散体集料，存在的问题有：(1)其整体性不好，在施工及使用过程中易被流水掏蚀形成孔洞，长期使用特性较难得到保证；(2)透水性能不易得到保证，容易因为黏性土细颗粒的混入而导致反滤层的淤堵；(3)抗冻能力差，容易遭受冻胀破坏而失去滤土排水作用；(4)在土石坝工程设计与施工中，常发现对反滤料粒径、反滤层铺填厚度施工控制存在较大随意性，甚至采用砂卵石混合料作反滤层，严重影响到坝体反滤层运行的可靠性、耐久性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种用于坝后护坡的抗冻透水混凝土反滤层，主要目的是解决坝后护破的反滤层结构设计不合理，可靠性低及排水减压效果差的问题。

为达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种用于坝后护坡的抗冻透水混凝土反滤层，所述反滤层沿渗透水在坝体中的流向依次设置土工布层、细骨料透水混凝土层及粗骨料透水混凝土层。

作为优选，所述土工布层的搭接处通过胶粘接方式或缝合方式形成整体式结构,所述土工布的厚度为1.5mm-5mm，等效直径小于0.075mm。

作为优选，所述细骨料透水混凝土层包括水泥、石子、砂子、水、减水剂、增强剂、引气剂及细纤维；所述细骨料透水混凝土层的层厚为2-6cm，目标孔隙率为15％-25％。作为优选，以重量百分比计，所述水泥10％-20％，所述石子70％-80％，所述砂子0.2％-1.2％，所述水2％-8％，所述减水剂0.01％-0.1％，所述增强剂0.1％-1％，所述引气剂0.01％-0.1％；

以体积百分比计，所述细纤维为所述细骨料透水混凝土层的体积的0.05％-0.15％。

作为优选，所述粗骨料透水混凝土层包括水泥、石子、砂子、水、减水剂、增强剂、引气剂、细纤维及粗纤维；所述粗骨料透水混凝土层的层厚为6-15cm，目标孔隙率为15％-25％。作为优选，以重量百分比计，所述水泥10％-20％，所述石子70％-80％，所述砂子0.2％-1.2％，所述水2％-8％，所述减水剂0.01％-0.1％，所述增强剂0.1％-1％，所述引气剂0.01％-0.1％；

以体积百分比计，所述细纤维为所述粗骨料透水混凝土层的体积的0.1％-0.2％，所述粗纤维为所述粗骨料透水混凝土层的体积的0.1％-0.5％。

另一方面，本发明实施例提供了上述透水混凝土反滤层的制备方法，所述方法包括以下步骤：

1)修整土石坝下游坝坡面，使其尽可能平整；

2)将土工布平整的摊铺在施工现场，铺设平顺，松紧适度，并与土面接触，搭接宽度大于50㎝并进行粘接或缝合；

3)将土工布在顶部和底部用防滑钉予以固定，并随铺随压重；

4)细骨料透水混凝土层与粗骨料透水混凝土层采用分层浇筑的方法；细骨料透水混凝土搅拌完成后，均匀浇筑于土工布表面，采用平面振捣的方式使其表面平整并控制其厚度，在细骨料透水混凝土初凝之前采用相同方式浇筑粗骨料透水混凝土层；

5)对透水混凝土进行洒水养护，形成土石坝下游坝的反滤层。

又一方面，本发明实施例提供了一种土石坝护坡结构，所述土石坝的下游坝坡面设置有反滤层，所述反滤层为上述反滤层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)整体性好，反滤层同一层的颗粒不能产生相对移动，各层之间也避免了混掺，在施工过程中不能被流水掏蚀形成孔洞，可以有效保持其长期使用特性；

(2)透水性好，透水混凝土透水系数为10mm/s-15mm/s，且不易被泥沙阻塞空隙；

(3)抗冻能力强，透水混凝土抗冻等级不低于F250；

(4)透水混凝土采用现浇的方式，便于混凝土质量控制，提高反滤层的耐久性和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的坝坡及反滤层整体结构示意图(图中箭头为渗透水流向)；

图2是本发明实施例1提供的图1中B处的节点大样图；

图3是本发明实施例1提供的图1中A-A截面图。

附图标记：

1、坝体，2、土工布层，3、细骨料透水混凝土层，4、粗骨料透水混凝土层，C、透水混凝土反滤层，D、浆砌石护坡。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下以较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、技术方案、特征及其功效，详细说明如后。下述说明中的多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

本发明中涉及的术语“坝后”即是指土石坝的下游坝面

实施例1

如图1-图3所示，一种用于坝后护坡的抗冻透水混凝土反滤层，其沿渗透水在坝体中的流向依次设置土工布层2、细骨料透水混凝土层3及粗骨料透水混凝土层4。

本发明实施例选用的土工布具有一定的韧性和强度，应保证在施工过程中，不会因为铺设或振捣混凝土而被撕裂或刺破，土工布搭接处通过胶粘接方式或缝合方式形成整体式结构,土工布厚度在1.5-5mm之间，等效直径小于0.075mm。

本发明实施例选用的透水混凝土层采用现浇的方式施工制作，其整体性更强。

本发明实施例选用的细骨料透水混凝土层由水泥、石子、砂子、水、减水剂、增强剂、引气剂、细纤维按一定比例配合而成；其中水泥、石子、砂子、水、减水剂、增强剂、引气剂的掺量按重量百分比计算，其所占百分比范围计为：水泥10％-20％，石子70％-80％，砂子0.2％-1.2％，水2％-8％，减水剂0.01％-0.1％，增强剂0.1％-1％，引气剂0.01％-0.1％；细纤维掺量按浇注体积的百分比计算，其所占百分比范围计为0.05％-0.15％；细骨料透水混凝土层厚度在2-6cm，目标孔隙率为15％-25％。

本发明实施例选用的粗骨料透水混凝土层由水泥、石子、砂子、水、减水剂、增强剂、引气剂、细纤维、粗纤维按一定比例配合而成；其中水泥、石子、砂子、水、减水剂、增强剂、引气剂的掺量按重量百分比计算，其所占百分比范围计为：水泥10％-20％，石子70％-80％，砂子0.2％-1.2％，水2％-8％，减水剂0.01％-0.1％，增强剂0.1％-1％，引气剂0.01％-0.1％；纤维掺量按浇注体积的百分比计算，其所占百分比范围计为：细纤维0.1％-0.3％，粗纤维0.1％-0.5％；粗骨料透水混凝土层厚度在6-15cm，目标孔隙率为15％-25％。

本发明实施例选1制备的透水混凝土层成型后整体强度＞20MPa，孔隙率为15％-25％，透水系数为10mm/s-15mm/s，抗冻等级不低于F250。

实施例2

一种用于坝后护坡的抗冻透水混凝土反滤层的施工方法，包含以下步骤：

1)修整土石坝下游坝坡面，使其尽可能平整；

2)将土工布平整的摊铺在施工现场，铺设应平顺，松紧适度，并应与土面接触，搭接宽度大于50㎝并进行粘接或缝合；

3)将土工布在顶部和底部用防滑钉予以固定，并应随铺随压重；

4)细骨料透水混凝土层与粗骨料透水混凝土层采用分层浇筑的方法；细骨料透水混凝土搅拌完成后，尽可能均匀的浇筑在土工布上，采用平面振捣的方式使其表面平整并严格控制其厚度，在细骨料透水混凝土初凝之前采用同样的方式浇筑粗骨料透水混凝土层；

5)对透水混凝土进行洒水养护。

本发明实施例还提供了一种土石坝下游坝护坡结构，所述下游坝的坡面上设置有实施例1或实施例2设计的反滤层结构。

本发明实施例设计的用于坝后护坡的抗冻透水混凝土反滤层具有一定的刚度，整体性、透水性和抗冻性好，可以充分满足反滤要求，并节省材料，降低造价，具有很好的经济效益和社会效益。

本发明实施例中未尽之处，本领域技术人员均可从现有技术中选用。

以上公开的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以上述权利要求的保护范围为准。