Uma determinada barragem foi concluída em agosto de 1955, com uma capacidade de armazenamento projectada de 13,5 milhões de m3, uma altura de barragem de 21,15 m e uma elevação do coroamento da barragem de 1870 m. Dado que a fundação da barragem tem uma camada de solo mole, a barragem principal é uma barragem de terra homogénea em arco que curva para montante, com 660 m de comprimento, e há duas barragens auxiliares, com 1128 m de comprimento, e o comprimento total do eixo da barragem é de 1788 m.
Devido ao facto de a barragem estar localizada nas camadas de silte arenoso e areia fina do Terciário, não foi efectuado qualquer tratamento das fundações, o que resultou em numerosas fugas de água, jorros de areia e colapso do talude da barragem após a construção do reservatório. Apesar de ter sido tratada várias vezes, não pôde ser curada.
Muitos anos mais tarde, com base numa investigação pormenorizada, foram propostas soluções. Foi utilizada uma camada de tecido filtrante geotêxtil para substituir a camada filtrante de gravilha tradicional na almofada do talude de 120 m a montante da barragem e na vala de drenagem de 181 m a jusante na secção do leito do rio da barragem principal para drenagem e controlo da erosão.
Após a colocação profissional pela equipa de engenharia, inclui 7630 m2 de almofada de inclinação da barragem a montante, 1460 m2 de vala de drenagem a jusante, 14770 m2 de superfície de inclinação da barragem principal a montante e um total de 23860 m2 de tecido geotêxtil colocado. Após anos de funcionamento normal, a barragem principal não registou até agora qualquer anomalia.
Análise de projeto de barragens de terra
1) Cálculo da infiltração em barragens de terra
A fim de compreender a distribuição do campo de fluxo de infiltração na barragem de terra da albufeira, foram realizados ensaios de simulação eléctrica bidirecional e uma análise numérica do método dos elementos finitos nas secções 0+390 e 0+460 da barragem de terra.
2) Ensaio da camada filtrante de geotêxtil.
Este teste de engenharia utiliza geotêxteis não tecidos agulhados para realizar testes de permeabilidade à água do sistema com materiais de solo (argila siltosa, solo arenoso e areia) para medir as mudanças na permeabilidade à água do solo de base e do sistema de tecido ao longo do tempo. Os resultados dos cálculos mostram que o tecido geotêxtil pode cumprir os requisitos e pode ser utilizado como camada filtrante.
3) Análise da resistência do geotêxtil.
Para as camadas filtrantes geotêxteis, depende principalmente da dimensão dos poros do tecido e da sua permeabilidade à água. Utilizando as fórmulas de rutura e de punção para verificação, o tecido filtrante geotêxtil pode satisfazer as condições reais de funcionamento da barragem de terra do reservatório.
Esquema de engenharia do geotêxtil
1. Camada de filtragem inversa a jusante
Esta barragem de terra utiliza geotêxtil não tecido agulhado (espessura 4,58 mm) como corpo do filtro posterior em três sítios:
1) O corpo do filtro invertido n.º 4 está situado no sopé da barragem principal, com um comprimento total de 180 m.
2) A cabeça do corpo do filtro posterior n.º 2 intersecta verticalmente o corpo do filtro posterior n.º 1. Uma vez que o corpo do filtro de gravilha convencional tem uma secção final de 52,1 m, o geotêxtil não pode ser colocado diretamente sobre ele. Assim, construiu-se primeiro uma secção de filtro de brita de 3,25 m e colocou-se a camada filtrante de tecido geotêxtil com um comprimento de 26,65 m.
3) O corpo do filtro de retorno n.º 6 é uma estrutura de filtro de retorno plana, com 9 m de comprimento e 6 m de largura. Está situado no antigo leito do rio, no sopé da barragem principal. O leito antigo do rio tem 5 m de profundidade, com areia e seixos e uma camada de argila por baixo.
2. Proteção dos taludes da superfície da barragem
A barragem principal precisa de ser renovada para proteção contra ondas e proteção de taludes na superfície da barragem, cobrindo uma área de 23.500 m2. A camada de almofada é constituída por geotêxtil não tecido agulhado de poliéster com uma espessura de 3,5 m. São utilizados simultaneamente dois tipos de materiais de proteção facial. A proteção de face por colocação a seco é utilizada nos encontros esquerdo e direito e abaixo de 1862,5 m da barragem principal. A superfície da barragem principal acima de 71862,5 m é protegida por uma série de blocos pré-fabricados de betão.
Tecnologia de construção de tecidos geotêxteis
1. Construção do corpo do filtro invertido
A construção do corpo do anti-filtro deste projeto deve ser concluída numa única escavação do poço de fundação.
Durante a construção, os geotêxteis são primeiro colocados de ambas as extremidades do poço de fundação até ao meio, e os seixos são preenchidos durante a colocação.
Para evitar que os trabalhadores da construção pisem e fiquem expostos ao sol, o tecido geotêxtil no topo do poço precisa de ser coberto com uma cortina de palha. Para evitar que a lama na superfície da barragem seja preenchida com seixos e afecte o fluxo de água, areia grossa e pedras são colocadas em cima dos seixos e depois cobertas com entulho para proteger a superfície.
A construção do corpo do filtro invertido é concluída de acordo com a secção transversal exigida pelo projeto.
2. Construção de taludes
1) Renovação da superfície da barragem.
A barragem da albufeira principal deste projeto está em funcionamento há mais de 30 anos. Após a remoção das pedras originais de proteção do talude, das almofadas e das ervas daninhas da superfície, são necessárias medições exaustivas e precisas para ajustar o talude e cortá-lo de acordo com o rácio de inclinação original do projeto.
Se a depressão precisar de ser preenchida e compactada cuidadosamente para tornar a superfície da barragem plana, a tela de geotêxtil pode ser fixada de forma plana. Só depois da colocação dos blocos de betão é que a superfície da barragem ficará limpa e bonita.
2) A colocação de tecido geotêxtil e blocos de betão.
O tecido geotêxtil é colocado em secções de baixo para cima ao longo da direção vertical do eixo da barragem. Cada secção tem cerca de 8 a 12 m de comprimento, ou seja, são cosidas 2 a 3 peças de geotêxtil.
Após a colocação do tecido geofiltrante, os blocos de betão devem ser colocados imediatamente a seguir para minimizar o tempo de exposição do geotêxtil ao sol até ser colocado à cota de projeto.
Introduzir o pano de filtro geotécnico 30 cm na vala do corpo da barragem e, em seguida, pregar brocas de aço de 12 mm de diâmetro a cada 2 m e ancorá-lo no corpo da barragem. Em seguida, encher a vala e compactá-la, e depois os blocos de betão podem ser colocados.
Os blocos de betão são também colocados do fundo para o topo da barragem e as barras de aço são perfuradas durante a colocação. As extremidades das barras de aço são soldadas e amarradas firmemente, e depois enterradas nas estacas de madeira no topo da barragem. Os espaços entre os blocos de betão são preenchidos com areia grossa e, em seguida, é vertida argamassa de asfalto.
Para embelezar a superfície da barragem, pode ser aplicada uma camada de argamassa colorida sobre a superfície da argamassa asfáltica.
Efeito da implementação do projeto
Esta barragem de terra do reservatório utiliza uma camada filtrante de geotêxtil em vez da tradicional camada filtrante de cascalho. Após a conclusão do projeto, o pântano no sopé da barragem secou imediatamente, a saída do corpo do filtro estava limpa e o efeito de filtragem da drenagem era notável.
A prática provou que, na ausência de materiais de cascalho natural com uma graduação ideal, a utilização de camadas filtrantes de geotêxteis tem as vantagens de uma construção simples, de um controlo fácil da qualidade da construção, de um progresso rápido da construção e de uma poupança do investimento do projeto em comparação com as camadas filtrantes de cascalho convencionais. Pode encurtar o período de construção em mais de metade e poupar cerca de 1/3 do investimento do projeto.
