宁夏银北灌区排水暗管土工布外包料透水与防淤堵性能

有效地阻止排水暗管被淤堵又能保持其稳定的透水性,是暗管排水应用中亟需解决的问题。为了深入理解排水暗管土工布外包料透水与防淤堵性能,该研究选取了常用的7种土工布,其中3种纺黏聚丙烯(Polypropylene,PP)无纺布,4种热熔纺黏丝无纺布,并对其中一种布进行亲水剂浸泡处理。以宁夏银北灌区土壤为例,基于室内土柱试验,依据达西定律,分析不同土工布防护措施下系统的流量衰减过程、土工布的保土能力以及防淤堵性能,并对比分析了亲水处理后土工布的反滤效果。结果表明,在排水初期,土体和土工布的渗透性下降,导致系统的排水流量持续变小,土体渗透性的变化会成为影响流量变化的主导因素,对流量衰减有75%以上的贡献度。土工布在亲水处理后,整体排流量提高了15%左右,其保土能力和防淤堵效果处理前后变化不大。针对该土质,热熔纺黏丝无纺布的反滤效果要明显好于纺黏PP无纺布。试验筛选出了适合该地区土壤特性的土工布,为相似土质地区暗管外包料的选择和处理方式提供了理论依据与技术支撑。     

基于两种土质的暗管土工布外包料反滤效果对比试验

为了研究土质状况对暗管土工布外包料反滤效果的影响机制，该研究选取安徽蚌埠地区粉土、宁夏平罗地区砂粉土和4种热熔纺黏丝无纺布进行了室内土柱试验，对比测试了两种土壤在不同土工布防护措施下的流量、土壤和土工布渗透性变化过程，并对土工布的透水和防淤堵性能做出评价，同时从颗粒迁移的角度出发，对流量随时间变化出现先下降后上升再下降的现象(“驼峰”现象)进行了成因分析。结果表明，砂粉土土质与单位面积质量为68 g/m²的土工布、粉土土质与单位面积质量为90 g/m²的土工布之间的适配性较好，土工布能够通过颗粒筛选的方式将织物上方土壤特征粒径d₉₀值(小于该粒径值的土壤颗粒质量分数为90%)提升20%以上，诱导其表面高透水性土壤骨架的形成。“驼峰”现象是土壤颗粒迁移和土工布颗粒筛选二者共同作用下的结果，表征了土壤与土工布之间出现了良好的适配性。研究成果可为安徽蚌埠、宁夏平罗以及相似土质地区暗管排水土工布外包滤料的选择提供技术支持。