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瑞恒土工/復(fù)合土工膜在水庫土壩防滲中的應(yīng)用
摘要：利用復(fù)合土工膜進(jìn)行防滲處理，已成為病險(xiǎn)庫治理的重要措施之一，本文通過對巖門水庫''''>水庫大壩防滲中選用復(fù)合土工膜作為防滲材料的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步探討針對一些特殊結(jié)構(gòu)的土壩壩體的防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、穩(wěn)定分析、復(fù)合土工膜的選擇、展設(shè)及接縫施工方法，與同行共勉。關(guān)鍵詞：復(fù)合土工膜土壩防滲應(yīng)用
1 工程概況
巖門水庫''''>水庫是思南塘頭、板橋二個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)灌區(qū)配套修建的龍頭水庫，是一座以澆灌為主、兼顧防洪、鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水、旅游及水庫養(yǎng)殖等功能的（一）型蓄水澆注水利工程。
巖門水庫始建于70年代，已建成均質(zhì)土（實(shí)為碎屑混合）壩，壩高23m，壩頂寬5m，壩長102m，壩頂高程619.55m，迎水坡坡比1：3，背水坡坡比1：2.4，壩址以上集雨面積為4km2，設(shè)計(jì)總庫容329萬m3，有效庫容272萬m3，澆灌面積6974，是在特定的歷史背景下，采用發(fā)動(dòng)受益村、組群眾投工投勞興建的，屬大兵團(tuán)作戰(zhàn)，是典型的“三邊”工程。所以，受熟悉水平、經(jīng)濟(jì)條件、施工條件等諸多因素的制約，造成設(shè)計(jì)不完善，布置不公道，加之無施工機(jī)械，施工隊(duì)伍無技術(shù)，治理職員治理水平低等。導(dǎo)致大壩基礎(chǔ)清基、上壩土料和壩體填筑、施工工藝和設(shè)備均沒有達(dá)到土壩施工規(guī)范要求，造成水庫自建成蓄水以來，壩體及壩基多處出現(xiàn)漏水、浸潤線出露高、施工導(dǎo)流涵洞斷裂漏水、迎水面壩坡產(chǎn)生塌坑、放水閘門及啟閉設(shè)備失靈，溢洪道達(dá)不到設(shè)計(jì)泄洪標(biāo)準(zhǔn)要求等。為了保證水庫大壩安全，長期處于限制蓄水位（即低水位）運(yùn)行，達(dá)不到設(shè)計(jì)效益，工程明顯存在隱患。澆灌效益逐年減少，截至2000年實(shí)際澆灌面積只能達(dá)到960，若不治理，危害逐漸加大，將給下游人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的威脅，整治病險(xiǎn)庫，已勢在必行。
2病害情況及成因分析
2.1病害情況
⑴壩前多處出現(xiàn)塌陷，面積達(dá)m2,深度達(dá)cm，主要集中反映在原放水管部位。
⑵壩頂出現(xiàn)多處塌陷，造成壩面平整度差。
⑶在下游壩面浸潤線出露高程低，壩面出現(xiàn)多處浸水，導(dǎo)致蠕動(dòng)而形成凹槽，深達(dá)0.1～0.5米，且局部隆起，高度達(dá)0.2～0.5米。
⑷大壩外坡二級馬道（610m高程）以下基本形成沼澤地。經(jīng)現(xiàn)場測定，壩體自然含水量68.4，飽和度大于100。
⑸在壩腳處有集中滲漏點(diǎn)達(dá)8處，總滲漏量30l/s，并可見稍微管涌現(xiàn)象。已產(chǎn)生滲漏破壞。
2.2成因分析
經(jīng)過現(xiàn)場的實(shí)地勘察和對所收集到的資料的綜合分析，主要由下列成因：
⑴由于當(dāng)?shù)責(zé)o粘土作為壩體填筑材料，只有就地取材，利用頁巖風(fēng)化之亞粘土，砂粘土、亞砂土作為壩體填筑材料，這些土質(zhì)透水性強(qiáng)，質(zhì)量差。不符合規(guī)范中的壩體對土質(zhì)的要求。
⑵由于受當(dāng)時(shí)客觀條件的制約，施工過程中的作業(yè)面之間銜接不好，土料展填摻合不均，碾壓不密實(shí)，致使壩體的孔隙率較大，碾壓質(zhì)量達(dá)不到規(guī)范要求。
⑶多年以來，由于投進(jìn)工程運(yùn)行期檢驗(yàn)、整治的用度不足，致使工程年久失修，加上治理方面比較欠缺，導(dǎo)致現(xiàn)在不利的狀況。
3對策和措施—防滲處理
3.1防滲方案的選擇和設(shè)計(jì)
通過以上的病害調(diào)查和成因分析，結(jié)合本工程的建筑材料與施工條件等實(shí)際情況和類似工程的處理經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過多方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，選定采用復(fù)合土工膜處理土壩滲漏的整治方案。
在方案確定以后，我們收集了相關(guān)的規(guī)程規(guī)范和類似的工程范例，并進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)過程。
首先，是防滲體結(jié)構(gòu)的擬定
巖門水庫上游壩坡防滲體結(jié)構(gòu)由復(fù)合土工膜、保護(hù)層及護(hù)坡組成，為確保反濾、排水系統(tǒng)始終保持正常工作，對表面防護(hù)和復(fù)合土工膜的固定采取如下措施。為防復(fù)合土工膜被刺破，復(fù)合土工膜下面先展10cm厚的粗砂，平整后再展復(fù)合土工膜，在復(fù)合土工膜上再展10cm厚的粗砂，20cm厚的碎石，再用30cm厚的干砌塊石護(hù)坡。在坡頂將復(fù)合土工膜埋進(jìn)砼內(nèi)，如圖1；在坡腳處，為了防沖，將復(fù)合土工膜延長回折，做成壓枕，埋進(jìn)砼齒槽內(nèi)，如圖2；坡腳壓枕達(dá)沖洗線下，在壩坡上每隔7m設(shè)抗滑齒槽，如圖3。
b、復(fù)合土工膜的基本特征
復(fù)合土工膜是一種新奇的工程材料，它是由土工織物、土工膜、土工織物三層組成，積聚了土工織物 和土工膜的優(yōu)點(diǎn)，具有質(zhì)輕、防滲性能有較好的延展性，適應(yīng)變形、施工簡單，造價(jià)低等特點(diǎn)，是一種理想的防滲材料。
根據(jù)整治原則，首先將壩坡整形，然后按擬定的防滲結(jié)構(gòu)展設(shè)復(fù)合土工膜。選定的復(fù)合土工膜為兩布一膜，膜厚0.5mm。
c、穩(wěn)定復(fù)核
由于復(fù)合土工膜與土石介質(zhì)間的摩擦系數(shù)及土石介質(zhì)間的摩擦系數(shù)將影響防滲體的穩(wěn)定，必須復(fù)核復(fù)合土工膜與壩坡、復(fù)合土工膜與保護(hù)層的抗滑穩(wěn)定性。
⑴ 復(fù)合土工膜穩(wěn)定性驗(yàn)算
根據(jù)公式：fs＝tgδ/tgα
fs：安全系數(shù)；
δ：上墊層土料與土工膜之間的摩擦角；
α：土工膜展設(shè)坡角。
根據(jù)上墊層土料，查資料得tgδ＝0.5。
壩體上游坡坡比為1：3，即tgα＝1/3
所以， fs＝tgδ/tgα＝1.5＞1.25
通過計(jì)算得復(fù)合土工膜防滲系統(tǒng)是穩(wěn)定的，滿足要求。
3.2復(fù)合土工膜的施工要求
a、復(fù)合土工膜的展設(shè)
在土壩上游壩面展設(shè)復(fù)合土工膜有兩種方式，一種是順壩軸線方向展設(shè)（順展）；另一種是垂直壩軸線方向展設(shè)（橫展），上游坡面設(shè)七道抗滑齒槽，齒槽間距為5～10m；齒槽底寬1m，深0.8m，其細(xì)部結(jié)構(gòu)如圖3，本工程采用的是橫展法。復(fù)合土工膜在齒槽上端應(yīng)留50cm折疊以作伸縮。
復(fù)合土工膜與周邊連接采用砼槽固結(jié)，及將復(fù)合土工膜嵌固在砼齒槽內(nèi)（見圖4）。
b、復(fù)合土工膜的焊接
為了加快焊接施工進(jìn)度和進(jìn)步焊接質(zhì)量，采用先在平地上拼接焊好后再運(yùn)到壩面上展設(shè)、焊接，每條焊縫正式施焊前，先用長100cm，寬20cm的復(fù)合土工膜料進(jìn)行試焊，目測縫合格后方可正式施焊，并把目測合格的試焊樣品進(jìn)行拉伸強(qiáng)度檢測。本工程采用熱熔焊法，搭接縫采用焊縫機(jī)焊接合格，焊縫搭接寬約10cm。
c、復(fù)合土工膜的施工要點(diǎn)
⑴、復(fù)合土工膜展設(shè)應(yīng)力求平順，松緊適度，不得繃?yán)^緊；復(fù)合土工膜應(yīng)與土面密貼，不留空隙。
⑵、相鄰復(fù)合土工膜塊拼接可用搭接或縫接。本工程采用搭接。平地搭接寬度可取30cm，不平地面或坎土應(yīng)不小于50cm。
⑶、坡面展設(shè)采用自下而上進(jìn)行，坡頂、坡腳應(yīng)以錨固溝或其它可靠方法固定，防止其滑動(dòng)。
⑷、回填時(shí)，不得破壞復(fù)合土工膜，不得使用重型機(jī)械或振動(dòng)壓實(shí)。
4結(jié)論
本設(shè)計(jì)已在工程的施工中得到實(shí)施，其施工方案和相關(guān)的技術(shù)要求在施工中均得到了充分的體現(xiàn)，效果良好，等待的將是長期運(yùn)行的考驗(yàn)。
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