卢志男，王兴云

(浙江省水利水电勘测设计院，浙江 杭州 310002)

1 研究背景

国外某水库正常蓄水库容为2.57亿m3，调节库容为2.53亿m3，为大(2)型水库。本项目的主要建筑物包括左岸土坝、泄洪闸、砼非溢流坝段、右岸土坝、副坝等。

左右岸土坝为均质土坝，最大坝高14m，坝体填筑土料为含砂粉质黏土，通过对土料进行颗粒分析，小于0.075mm颗粒含量约占70%，采用中粗砂作为保护黏性土的第一层反滤料，土坝典型设计断面如图1所示。

图1 土坝典型断面图(水位单位：m；尺寸单位：cm)

本工程所需中粗砂约4.1万m3，由于工程区附近缺少天然砂砾料，保护黏性土的第一层反滤料只能由制砂系统进行生产。项目部将生产碎石的筛余石屑料和机制砂作为反滤料的备选料，为合理利用材料，优先选用石屑料。石屑料及机制砂的颗粒级配曲线如图2所示。

图2 石屑料及机制砂颗粒级配曲线

2 保护黏性土的第一层反滤层的设计准则

我国现行设计规范[1]采用了美国垦务局的反滤设计准则[2]，认为反滤料级配应均匀连续，而美国垦务局的反滤准则是在Sherard等[3-4]的反滤设计准则的基础上，对以往试验研究和实践经验的总结。Sherard等[3-4]及刘杰等[5-6]通过试验研究证实，采用了“开裂-自愈”的理念对防渗料进行假设：防渗料产生裂缝后，通过反滤层的保护，裂缝会淤填并通过渗透固结而愈合，或重新闭合。解决了土体结构破坏条件的难题，允许用渗流通道的直径及通道中流动颗粒直径的概念来设计反滤料的级配。根据本工程地质勘探成果，坝体填筑土料以含砂粉质黏土为主，小于0.075mm颗粒含量约70%。……