復(fù)合土工膜在巖門(mén)水庫(kù)土壩防滲中的應(yīng)用

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢(xún)電話(huà)：400-8352-114

巖門(mén)水庫(kù)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(kù)，是一座以灌溉為主、兼顧防洪、鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水、旅游及水庫(kù)養(yǎng)殖等功能的（一）型蓄水灌溉水利工程。
    巖門(mén)水庫(kù)始建于70年代，已建成均質(zhì)土（實(shí)為碎屑混合）壩，最大壩高23m，壩頂寬5m，壩長(zhǎng)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(kù)容329萬(wàn)m³，有效庫(kù)容272萬(wàn)m³，灌溉面積6974畝，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，受認(rèn)識(shí)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，布置不合理，加之無(wú)施工專(zhuān)業(yè)機(jī)械，施工隊(duì)伍無(wú)專(zhuān)業(yè)技術(shù)，管理人員管理水平低等。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(méi)有達(dá)到土壩施工規(guī)范要求，造成水庫(kù)自建成蓄水以來(lái)，壩體及壩基多處出現(xiàn)漏水、浸潤(rùn)線(xiàn)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(mén)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(kù)大壩安全，長(zhǎng)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。灌溉效益逐年減少，截至2000年實(shí)際灌溉面積只能達(dá)到960畝，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(lái)了嚴(yán)重的威脅，整治病險(xiǎn)庫(kù)，已勢(shì)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(rùn)線(xiàn)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(jí)馬道（610m高程）以下基本形成沼澤地。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，壩體最高天然含水量68.4%，最大飽和度大于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(jiàn)輕微管涌現(xiàn)象。已產(chǎn)生滲漏破壞。

    2.2成因分析 

    經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地勘察和對(duì)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優(yōu)質(zhì)粘土作為壩體填筑材料，只有就地取材，利用頁(yè)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(duì)土質(zhì)的要求。
    ⑵ 由于受當(dāng)時(shí)客觀條件的制約，施工過(guò)程中的作業(yè)面之間銜接不好，土料鋪填摻合不均，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(lái)，由于投入工程運(yùn)行期檢修、整治的費(fèi)用不足，致使工程年久失修，加上管理方面比較欠缺，導(dǎo)致現(xiàn)在不利的狀況。

    3、對(duì)策和措施—防滲處理

    3.1防滲方案的選擇和設(shè)計(jì)

    通過(guò)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(lèi)似工程的處理經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)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(lèi)似的工程范例，并進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)過(guò)程。
    a、首先，是防滲體結(jié)構(gòu)的擬定巖門(mén)水庫(kù)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(duì)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)合土工膜下面先鋪10cm厚的粗砂，平整后再鋪復(fù)合土工膜，在復(fù)合土工膜上再鋪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)合土工膜埋入砼內(nèi)，如圖1；在坡腳處，為了防沖，將復(fù)合土工膜延長(zhǎng)回折，做成壓枕，埋入砼齒槽內(nèi)，如圖2；坡腳壓枕達(dá)沖刷線(xiàn)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)合土工膜是一種新穎的工程材料，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(jiǎn)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)鋪設(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：F_S＝tgδ/tgα
    F_S：安全系數(shù)；
    δ：上墊層土料與土工膜之間的摩擦角；
    α：土工膜鋪設(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(guò)計(jì)算得復(fù)合土工膜防滲系統(tǒng)是穩(wěn)定的，滿(mǎn)足要求。

    3.2復(fù)合土工膜的施工要求

    a、 復(fù)合土工膜的鋪設(shè)
    在土壩上游壩面鋪設(shè)復(fù)合土工膜有兩種方式，一種是順壩軸線(xiàn)方向鋪設(shè)（順?shù)仯?；另一種是垂直壩軸線(xiàn)方向鋪設(shè)（橫鋪），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，本工程采用的是橫鋪法。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(jiàn)圖4）。
    b、 復(fù)合土工膜的焊接
    為了加快焊接施工進(jìn)度和提高焊接質(zhì)量，采用先在平地上拼接焊好后再運(yùn)到壩面上鋪設(shè)、焊接，每條焊縫正式施焊前，先用長(zhǎng)100cm，寬20cm的復(fù)合土工膜料進(jìn)行試焊，目測(cè)縫合格后方可正式施焊，并把目測(cè)合格的試焊樣品進(jìn)行拉伸強(qiáng)度檢測(cè)。本工程采用熱熔焊法，搭接縫采用專(zhuān)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)合土工膜鋪設(shè)應(yīng)力求平順，松緊適度，不得繃?yán)^(guò)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，不平地面或極坎土應(yīng)不小于50cm。
    ⑶ 坡面鋪設(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)。