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排水设施的作用是及时排除坝体及坝基的渗水,降低浸润线,增加坝体及坝基的稳定性,防止发生渗透破坏。坝体排水常用的形式有以下几种。
1)贴坡排水。贴坡排水又称表层排水,布置在下游坝坡底部,用1~2层堆石或干砌石筑成,在石块与坝坡之间设置反滤层。贴坡排水顶部应高于浸润线的逸出点1.5~2.0m,并应超出下游波浪爬高。当坝体为黏土料时,排水体厚度应大于本地的冻深。贴坡排水底部应设排水沟,其深度要满足结冰后仍有足够的排水断面。贴坡排水构造简单,便于维修,用石料少,可防止渗流出逸处的渗透破坏,保护下游免受尾水冲刷,但不能降低浸润线,且易因冰冻而失效。一般用于中小型工程。
2)棱体排水。棱体排水是在下游坝脚处堆成棱体状块石体,其顶部高程应超出下游最高水位0.5~1.0m,并高于下游波浪的爬高。排水体顶宽视施工、检查观测需要确定,但不小于1.0m。堆石棱体内坡一般为1:1.25~1:1.5,外坡为1:1.5~1:2.0。棱体排水能有效降低浸润线,防止坝体受渗透变形和冻胀破坏,保护坝坡不受尾水冲刷,并可支撑坝体,增加下游坝坡稳定。缺点是用石料较多、造价较高,与坝体施工有些干扰,且维修不便。多用在较高的坝和石料较丰富的地区。
3)褥垫式排水。用厚度约40cm块石、砾石平铺在靠下游侧的坝基上,排水体伸入坝内的长度一般不大于1/4~1/3坝底宽,倾向下游的纵向坡度约为0.005~0.01,并在其周围布置反滤层而构成的水平排水体,以利渗水排出。褥垫式排水能显著降低浸润线,有助于地基的排水固结,可避免冰冻。但石料、反滤料需要量大;且对不均匀沉降的适应性差,检修、维护困难。适用于下游无水、坝体和坝基为含水量大、透水性小的软土。
4)综合型排水。为充分发挥各种排水的优点,实际工程中,常将两种排水组合在一起应用,称综合式排水,如棱柱排水与贴坡排水结合,褥垫排水与棱柱排水结合等。