复合土工膜在水库防渗中应用研究

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1、复合土工膜在水库防渗中应用研究　　摘要:本文结合笔者多年的工作经验，主要对复合土工膜在水库防渗中的应用分析，可供大家参考交流。关键词:复合土工膜病险分析结构设计质量控制中图分类号：O213.1文献标识码：A文章编号：复合土工膜是用聚乙烯或聚氯乙烯的增强改性，压延成膜与涤纶针刺土工布热合而成，具有抗拉、抗顶破、抗撕强度高，延伸性能好，变形模量大，耐老化，防渗性能好，使用期长等特点。复合土工膜由于具有上述特点，其在水利水电建设工程中越来越被广泛运用。1水库情况及病险分析1.1工程概况某水库所属水系为石壁河支流，是一宗以灌溉为主的小（2）型水库。坝址以上集雨面积0.65km2，河流长度0.88km

2、,河床平均比降14.29‰，总库容19.80万m3。校核洪水位25.15m，相应库容17.8万m3；设计洪水位24.94m，相应库容12.0万m3；正常水位24.30m，相应库容12.00万m3；死水位20.62m，相应库容0.1万m3。水库设计灌溉面积450亩，现实际灌溉面积450亩。工程主要建筑物有均质土坝。1．2病险情况8(1)上下游坝体护坡体为弱风化、微风化流纹质凝灰岩块石，厚约40～50cm，其下为含碎石黏土与碎石土填筑的土质均坝，土质不均。(2)上游坡发现有较大沉陷，左坝段防浪墙明显向库内倾斜，坝顶有明显裂缝最大宽度达10mm，且有持续发展的趋势。(3)坝体填筑天然空隙比较大，具

3、中等～弱透水性，坝后也见明显渗漏。1．3成因分析经过现场的实地勘察和对所收集到的资料的综合分析，主要有下列成因：(1)由于当地无优质黏土作为坝体填筑材料，只有就地取材，利用页岩风化之亚黏土、砂黏土、亚砂土作为坝体填筑材料，这些土质透水性强，质量差，不符合规范中的坝体对土质的要求。(2)由于受当时客观条件的制约，施工过程中的作业面之间衔接不好，土料铺填掺合不均，碾压不密实，致使坝体的孔隙率较大，碾压质量达不到规范要求。2防渗方案的选择8一般来说，已建水库的渗漏处理原则是“上堵下排”。“上堵”措施可分为三大类：水平防渗、迎水坡斜坡防渗和坝身垂直防渗。水平防渗有粘土水平铺盖和水下抛土等；迎水坡斜坡

4、防渗有粘土贴坡、坡面钢筋网混凝土防渗和铺设土工膜防渗等；垂直防渗有混凝土防渗墙、高压定向喷射板墙、粘土截水墙、坝顶开槽并铺设土工膜直立防渗、灌浆等。“下排”主要指背水坡排水，有开沟导渗、做反滤体等。过多方案经济、技术比较，结合本工程的坝体材料与施工条件等实际情况和类似工程的处理经验，设计选定采用复合土工膜处理土坝渗漏的整治方案。设计对主坝坝顶至坝脚进行复合土工膜防渗处理，坝前库底25m范围内铺设复合土工膜铺盖。铺盖前端开挖齿槽，将复合土工膜嵌入齿槽，坝顶开槽后将复合土工膜嵌入原坝体中，坝体与溢洪道、输水洞连接处将复合土工膜与建筑物混凝土连接，形成半封闭的不透水防渗结构体。3复合土工膜防渗结构

5、设计3.1.复合土工膜规格选择8复合土工膜规格的选择与下垫层平整度、材料允许拉应力、材料弹性模量、铺设范围内的最大水头及覆盖层最大粒径等有关，土工膜厚度设计除应考虑主要由水压力要求的强度外，尚应考虑暴露、埋压、气候、使用寿命等应用条件，并按国家现行有关标准的规定确定设计厚度及实际厚度。本工程经综合分析计算，坝坡防渗层采用规格为200g/0.3mm/200g的针刺短线涤纶两布一膜(PE膜)，库底铺盖防渗层采用规格为150g/0.25mm针刺短线涤纶一布一膜(PE膜)，幅宽均为4m。3.2.复合土工膜防渗体结构层设计复合土工膜防渗结构自上而下依次为防护层、上垫层、防渗层、下垫层、支持层，由于坝体

6、和库底土层为细粒土，整平夯实后可直接铺设土工膜，因此不再设下垫层。上垫层和防护层针对不同部位作了不同处理。坝体马道（1493.00m）以下，上垫层采用平均厚度20cm厚的砂砾石，满足防滤要求，防护层采用30cm厚的干砌石护面。马道以上，上垫层采用5cm厚的砂浆，防护层采用6cm厚的混凝土预制板护面。库底铺盖在复合土工膜上直接覆盖60～80cm压实细粒土作为保护层。3.3.复合土工膜防渗系统稳定复核由于复合土工膜与土石介质间的摩擦系数及土石介质间的摩擦系数将影响防渗体的稳定，必须复核复合土工膜与坝坡、复合土工膜与保护层的抗滑稳定性。复合土工膜稳定性验算根据公式K＝f/tgα计算抗滑稳定安全系数

7、。K：抗滑稳定安全系数；f：上垫层与土工膜之间的摩擦系数；α：坝坡坡角。根据上垫层土料，查资料得f＝0.45。坝体上游坡坡比为1：3，即tgα＝1/38通过计算得复合土工膜防渗系统是稳定的，满足要求，设计中在高程1491.90m、1490.80m、1489.70m、1488.60m分别设置了防滑槽，防滑槽间距3.3m，深度0.25m。3.4.库底铺盖埋铺设计坝前25m范围内铺设规格为150g/0.25mm的复