垫层区在面板坝 中占有重要地位，它对大坝 的安全有直接的影响，由于大多数垫层料是人工 制备料，其价格较高 ，经济投入大，因此备受人们的关注。在砂砾石面板坝 中，渗流控制是设计 的关键 问 题之一，垫层的作用更显突出。本文结合一些工程实践对垫层料的渗透及渗透稳定性进行 了研究，结合实 验 研 究 明确 的提 出 了垫 层料 设 计 的基 本要 求 。 【关 键词 】 垫层 垫 层 设计 渗 流 混凝 土 面板 堆 石坝 【DOI编码 】 10．3969／j．issn．1672—2469．2013．02．018 【中图分类 号】 TV640．39 【文献标识码 】 B 【文章编号】 1672—2469(2013)02—0055—05 1 垫层设计 的演变 由于设计者 的实践经验不 同，对 垫层 区的作 用及材 料的具体要求不 同，也就产生 了不 同的设 计 思想 ，其演变过程大体上可 以划分为 4个 阶段 。 1．1 第 1阶段 这 一阶段垫层料均采 用强透水 的粗颗 粒 ，最 大粒径 D 。为 200-300mm，并剔除小于 25mm 的骨料 。其 目的在 于确 保颗粒 间紧密接 触形成稳 定 的骨架 ，避 免当面板或接缝 产生渗漏 时，细颗 粒将被渗 流冲蚀 ，进入大孔 隙的堆石体 中，产生 内部管涌 ，从而在面板 下形成一个局部架 空区 ， 并进一步 引起 渗漏 的加大 。 1．2 第 2阶段 开始采用级配 垫层 。不剔 除细料 的主 要原因 有 ：(1)当混 凝 土 面 板 和 接 缝 漏 水 时 ，垫 层 将 起 到半透 水作用 ；(2)筛除细料 的垫层料加工 费用 昂贵 ；(3)含有细料 的垫层料容 易整理成要求 的 外形 ，使浇筑 的面板 厚度 均匀 ，避免混凝 土超 填 。 这一 时期允许细料 的存 在 ，改善面板 的受力 条件 ，同时开始提 出半透 水性要求 。 1．3 第 3阶段 采用半 透水级配垫层 。在运行期面板和接缝 漏水 时， 由于垫层料的渗透系数较小 ，可 以限制 进入坝体 的渗透流量 。垫层对粉质砂土能起反滤 作用 ，以达 到堵漏 目的。基于上述思想，谢腊德 和 国际大坝委 员会提 出了对 垫层料 的期望颗粒 级 配组成 ，详见表 1。并逐步完善 了对垫层料 的性 能要求 。80年代 以来所建各坝 ，垫层料 中细料含 量 明显增大 ，最大粒径 日趋减 小。 表 1 垫 层料 级 配 小于某粒径含 量的百分 比 (％) 粒径 (mm) Sherard级配 国际大坝委员会级配 75 9O～ 1O0 9O～ 1O0 37 7O～ 95 70～ 10O 19 55～ 80 55～ 80 4．76 35～ 55 35～ 55 0．6 8～ 30 8～ 30 0．075 2～ 12 5～ 15 1．4 第 4阶段 在 总结 了前 期 一些 工 程采 用 粉 土处 理大 坝 严 重渗漏经验 的基 础上 ，巴西学者提 出了 “自愈 性止 水 ”结构的概念 ，明确提 出垫层料必 须对粉 质类 防渗土料具有 反滤 作用 ，并通过试验加 以确 认 (即强调 了垫层料 的保砂性 )。从混 凝土面板 堆石坝 防渗 的角度来看 ，垫层料 是周边缝 、板 间 缝止水系 统的一个组成部分 。 从上述设 计发展过程来看 ，进 入第三、第 四 阶段后 ，更加突 出了垫层在 混凝 土面板堆石坝防 渗性能 中的作用 。 由于垫层料 的最 大粒径变细 ，小于 5mm 颗

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