1概述。
考慮土石壩填筑料的散粒體特性， 滲透水流經過兩層級配相差較大的填筑層以及滲流流出部位，可將細小顆粒帶出，從而造成管涌和流土的發生。 據國內外統計， 由于滲流（特別是反濾設施設計不當），造成土石壩破壞的情況已占全部土石壩失事總數的 40%.
在土石壩中， 為達到防止壩體發生滲透破壞的目的，需要合適部位設置反濾層。反濾料的材料多為砂或砂礫，其作用為：濾土，即滿足被保護土料不會流失；排水，即保證滲流通道順暢；能使土質防滲體出現的裂縫自愈。本論文參照土石壩設計規范中的謝拉德準則及太沙基準則， 結合四川省巴中市津橋湖粘土心墻壩，設計其反濾料的材料級配。
2工程概況。
四川省巴中市津橋湖水庫位于巴中市城區，壩體包括粘土心墻擋水壩體和“以堤代路”的公路培厚體，粘土心墻壩壩頂軸線長 128.77m,壩頂高程 384.00m,最大剖面建基面高程 355.00m,截水槽底高程 350.00m, 最大壩高 34.00m, 壩頂寬度取5m.
公路培厚體主要在粘土心墻壩下游填筑堆石體至公路路面高程。 填筑體軸線長 155.90m,路面高 程 395.55m. 填 筑 體 最 大 剖 面 建 基 面 高 程355.00m,最大填筑體高 40.55m,公路寬度 30.00m.
其具體的壩體分區如下：
心墻頂高程定為 383.60m,頂寬 4.0m,上下游坡比均為 1:0.3. 心墻底部設置截水槽，截水槽底部放在密實的強風化基巖層上，底高程 350.00m.
沿截水槽底部做基礎帷幕灌漿防滲， 灌漿深度深入地基相對不透水層下 5m. 心墻上、下游側設置反濾層；下游側鋪設一層土工膜與心墻聯合防滲。
截水槽底部周邊用 10cm 厚 M75 砂漿封閉， 并在底部設混凝土刺墻。反濾層上游為上游壩殼區，其上游坡比為 1:2.4;反濾料下游為下游壩殼區（即公路填充區），其上下游坡比分別為 1:1.6 和 1:1;最下游部分為下游堆石區， 其下游坡比為 1:1.6;下游壩殼區與下游堆石區與地基接觸的部分，設置排水區。
具體壩體結構見圖 1 所示。
3反濾料顆粒級配設計。
3.1防滲體兩側第一層反濾料設計。
第一步：作出被保護土料的粒徑級配曲線，判斷被保護土的分類。根據成勘院巴中實驗室提供的心墻料顆粒級配組成（見表 1），做出被保護土料的粒徑級配曲線見圖 2.
由于被保護土料中，粗粒（大于 4.75mm）的含量為 23.55%, 需要選取細料部分， 調整其級配曲線；調整后，粒徑小于 0.075mm 的顆粒占調整后的被保護土料的 72.24%,則被保護土為 2 類土。
第二步：根據濾土要求，確定反濾層的允許最大 D15 值。
D15≤0.7mm
式中：D15 為反濾料中， 小于該粒徑的顆粒質量占總量的 15%,mm.
第三步：根據排水準則，確定反濾層的允許最小 D15 值。
D15≥0.1mm；D15≥4d85
式中：d15 位被保護土料中， 小于該粒徑的顆粒質量占總量的 15%,mm.
根據圖 2 心墻料的材料級配曲線， 得到 d15=0.0045mm,則反濾層的 D15 值≥0.1mm.
第四步：調整最大 D15 與最小 D15 的比值，使其小于 5.
本 設 計 反 濾 要 求 較 高 , 調 整 最 小 D15 取0.1mm,最大 D15 取 0.5mm.
第五步：根據初始設計反濾層的 Cu 值為 6,同時避免使用間斷級配的反濾料 （過篩率為 60%粒料的任一粒徑最大與最小的比不大于 5）， 設計D10、D60.
最大 D10=最大 D15/1.2=0.5/1.2=0.417mm;
最大 D60=最大 D10×6=0.417×6=2.50mm;
最小 D60=最大 D60/5=2.50/5=0.50mm;
第六步：根據最大最小粒徑準則，最大 D100<75mm,最小 D5=0.075mm.
第七步： 控制反濾料最大的 D90 和最小的D10,減少施工中的分離。
最小 D10=最小 D15/1.2=0.1/1.2=0.083mm;最大 D90=20mm.
根據以上步驟， 得到第一層反濾料級配范圍見表 2.
然后， 將設計的反濾料上下包線延長， 得到100%的完整的級配曲線；根據初步設計，心墻外設置的反濾層為粗砂。 在“粗砂”范圍內選取相應的級配曲線。
3.2防滲體兩側第二層反濾料設計。
防滲體兩側第一層反濾料為粗砂， 即無粘性土；其不均勻系數？5―8,可根據太沙基準則進行設計。 根據圖 3 第一層反濾材料級配曲線，得到第一層反濾料的關鍵級配數字見表 3.
根據太沙基準則， 以設計的第一層反濾土作為被保護土料，第二層反濾層的級配應滿足：D15/d85<4 且 D15/d15>4.
壩 體 石 渣 料 的 D15=18.45 ― 32.55mm,D15/d85=4.62―15,不滿足濾土準則；為保證安全，在壩體堆石料與第一層反濾層之間設置第二層反濾層。
D15<4d85=4×2.17=8.68mm;
D15>4d15=4×0.25=1.00mm;
為防止使用分離的反濾料， 調整 D15=1.50―4.50mm;在級配良好的前提下，得到相應的級配曲線，見表 4.
3.3第二層反濾料與壩殼料關系驗算。
根據太沙基準則， 以設計的第二層反濾土作為被保護土料， 壩體石渣料的級配應滿足：D15/d85<4 且 D15/d15>4.
壩體石渣料的 D15=18.45-32.55mm, 滿足上述要求，不需增設第三層反濾層。
4結語及建議。
1）反濾 料的設計準則為 :濾土 、排水 、防止分離準則，綜合考慮以上三個準則，并選取級配較為良好的反濾料，是反濾料級配設計的核心問題。
2）D15（反濾層的過篩重量占 15%時的反濾料粒徑）為反濾層設計的較為關鍵的數據，對滲流變形及破壞影響較大。
3）對于 本工程 ,未取得詳實的試驗數據驗證反濾料是否滿足反濾及排水準則， 以及其坡降是否滿足要求。 重要的反濾層設計還須通過反濾試驗論證材料合理性。
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