土工合成材料论文 土工膜在水库老坝防渗中的应用

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1、黑龙江大学课程名称：土工合成材料学院：水利电力学院专业：水利水电工程学号：20112947年级：2011级学生姓名：刘致光指导教师：于奎土工膜在水库老坝防渗中的应用【摘要】介绍国内外土石坝采用土工合成材料防渗补强的情况;土工膜不但可用于老坝的防渗补强,也可用于新建的土石坝的防渗及库区防渗,文中还对土工膜的选择、接缝的处理方法等作了介绍,特别提出土工膜防渗工程要达到预期效果必须严格控制土工膜的质量和施工质量等问题。【关键词】土工膜，防渗，水库0绪　言建国以来,修建了数以千计的各种中小型水库,为拦蓄洪水并提供了工农业和城市

2、用水,发挥了巨大的作用,取得了宝贵的经验。水库经过了近40年的运行,也逐渐发现了不少问题。例如水库及大坝基础处理不好,坝体不密实、漏水量较大,蓄水量达不到设计要求,严重的甚至危及大坝的安全等。80年代以来,国内外水利部门利用土工合成材料,做为老坝防渗补强的防水层已取得了不少经验,可供借鉴。1　国内外土石坝采用土工合成材料防渗补强的情况(1)1.1　葡萄牙的帕拉台拉钢筋混凝土面板堆石坝。坝高110m,上游面坡度1：1.3堆石用抛投填筑,密实度不足,产生很大位移,以致混凝土面板被拉裂挤破,漏水量达到1.3m3/s。自195

3、5年完工后,25年来采用各种修补措施,但仍有0.5m3/s的漏水量。1981年采用含沥青橡胶的土工膜全面铺设防渗层,约7万多平方米,修复工作仅用三个月,取得了良好的效果,漏水量减至0.015m3/s,为修补前的3%。1.2　加拿大的捷尔查基坝,1962年建成,坝高61m,系粘土斜墙土石坝,上游坡度为1∶3.8。因漏水修补,采用厚0.76mm的聚乙烯薄膜,铺设在粘土斜墙上面,再用块石护面,取得较好效果。1.3　加拿大的泰沙基土石坝,1962年建成。坝高55m上游斜墙并有铺盖厚达1.5m。因该坝位于高压缩性覆盖层上,且压缩

4、层厚度不均匀,造成了不均匀沉陷,致使上游斜墙产生了大量裂缝,危及坝体安全。为此,采用0.75mm厚度的聚氯乙烯土工膜。在土工膜表面加糙,深度0.08mm,并在表面涂一层涂料,粘附粉砂砾,提高其摩擦系数,运行14年后防渗效果很好,但因上游坡面出现塌坑,土工膜料沉陷近3m,并被拉断。1.4　意大利有不少建于20和30年代的混凝土及浆砌石坝,在运行40～50年后,表面砂浆脱落漏水,对这类坝的修复,80年代以来广泛采用土工膜料。例如拉各尼罗重力坝,坝高46m。于1929年建成,经40年后,严重漏水,几次修补均无效,多方比较,决

5、定采用2.0mm厚聚氯乙烯土工膜,下铺一层聚脂无纺土工织物(500g/m2)热粘,该土工膜在2MPa的水压下仍保持不透水。用锚栓钢肋板固定于坝面。这样修补后渗流量小,取得较好的效果。1.5　河北省临城水库粘土斜墙坝。坝高30余米,始建于1958年,1960年竣工,上游面坡度1∶2.5。在1963年大洪水之后,因坝体施工质量差,渗漏量达0.8～0.9m3/s,水量损失每天近6.9～7.8万m3。1990年河北省水利厅决定对该坝进行防渗加固补强。采用复合土工膜,聚氯乙烯厚1.2mm。在表面热粘400g/m2土工织物。总面积

6、约7万m2。在上游坡脚,做混凝土防渗墙,将土工膜固定在混凝土防渗墙顶上,据工程管理单位反映,效果很好,漏水量大为减少。1.6　北京市半城子沥青斜墙坝。坝高29m,坝长118m,上游坝坡2∶2.25,地基防渗采用混凝土墙,上游面沥青混凝土斜墙总面积11500m2。建成于1979年,因气温骤降,沥青混凝土斜墙产生裂缝,至1984年已发展到30多条,还有几条是贯穿性的。1985年决定进行沥青混凝土斜墙补强。首先对已有的裂缝先用橡胶沥青玛蹄脂灌注,再在裂缝上用氯丁胶乳沥青玻璃丝布覆盖,使它们不再漏水,其次采用沥青玻璃丝布油毡和

7、氯丁胶乳沥青进行坝面防渗补强。考虑到该水库坝址处气温曾达-23℃～-24℃,为此铺设砂砾保护层,厚度不小于70cm,在其上又加30cm厚的块石护坡。1985年秋全部完成,已正常蓄水,效果很好。1.7　甘肃水关河水库心墙土坝,该坝坝高24m,坝长不及300m,上游面坝坡1∶3.4,库容95万m3。因坝体防渗心墙施工质量差,蓄不起水。通过比较,决定用聚乙烯土工膜防渗,膜厚0.5mm,铺膜面积12400m2,接缝采用热焊,并用充气法检漏,焊缝质量有保证,对现场焊缝抽样检测,其焊缝强度为母材强度的83%,断裂位置均不在焊缝上,

8、说明焊缝质量是好的。施工速度较快,日平均完成1400m2。历时2个月。1993年完成后,蓄水检查,效果是好的。1.8　从上述举例可以看出,国内外老坝补强防渗,采用土工合成材料,可以做到,工期短,造价低。在粘土料源缺或离坝址较远以及砂砾料源少的地方采用土工合成材料做为防渗层更有其优势。例如90年代以来在青海、西藏地区,粘土料奇缺的地