探索恩平市复合土工膜在恩平市大带水库土坝防渗工程中运用

论文导读：15m,沟内回填砂砾石,纵沟设在上游坝坡底,并与老涵洞连通,以排除坝体中的积水。为防止人畜或动植物破坏和紫外线照射,以提高土工膜使用寿命,在膜上铺设保护层混凝土护坡。2.2复合土工膜防渗施工(1)施工要点。①土工膜应尽量选用宽幅,减少拼接量,应使在不利条件下能满意拼接;②平整场地,清除一切尖角杂物,作好排渗设施
摘要: 复合土工膜是一种新型的工程材料。文章通过结合工程实践，对复合土工膜防渗设计与施工工艺、处理大坝渗漏应用效果作了论述。
关键词:复合土工膜;大坝防渗
Abstract: the composite geomembrane is a new type of engineering materials. In this paper, through combining the engineering practice of composite geomembrane seepage control design and construction technology, deal with the dam leakage, this paper discusses the application effect.
Keyword摘自：毕业论文摘要www.7ctime.com
s: composite geomembrane; Dam seepage control
土工薄膜,具有法向渗透系数小,有一定的弹性变形,可适应土体的变形.但单一的土工薄膜,因其抗拉、抗顶破、抗撕裂和抗穿刺等力学性能较低,易受损丧失防渗性能;同时,施工期和蓄水运行期由于堤坝变形对薄膜产生的张应力,也会导致破坏.而采用聚乙烯膜为防渗体,与隔离、排水和防护性能优良的短纤针刺土工布经热压复合而成的复合土工膜, 如一布一膜、二布一膜等,则其土工织物起到了保护的作用,又大大弥补了单一薄膜自身强度的不足。复合土工膜提高了抗拉、抗撕裂等力学强度。因此,目前水工堤坝多采用复合土工膜作为防渗材料。
1 工程概况
恩平市大带水库是1座以灌溉、防洪为主,兼顾发电的小(一)型水库。由于因历史条件原设计不尽合理,且施工质量差,该库建成后多年带病运行,外坝脚全面散渗,溢洪道两侧墙渗漏严重。为了消除危险,保障库区人民群众的生命和财产,最大程度发挥工程效益,必须对大坝除险加固处理。
2 大坝防渗处理的设计与施工

2.1 大坝防渗处理设计

(1) 防渗方案选定。初步设计时,对大坝防渗进行多方案比较论证,选定坝体采用复合土工膜、坝基采用粘土截水墙防渗处理方案。
坝体防渗主要比较了粘土斜墙、复合土工膜2种方案,认为采用粘土斜墙存在2个问题:①坝体开挖、回填、压实等工程量大,工期长,影响正常蓄水;②当地无斜墙土料,料场距库坝10km外,运距远、工程造价高。而复合土工膜具有施工方便、工期短、投资省、防渗效果佳等优点,所以确定采用复合土工膜作为坝面防渗体。坝基防渗不管采用哪种方案,都要开挖截水槽,回填粘土,此工程就是采用挖糟、做粘土防渗墙作为坝基防渗体。
(2)复合土工膜选型。此工程用复合土工膜(PE)二布一膜,该库为小(一)型水库,最大水头15m,膜的厚度根据《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》的要求,膜的一般厚度为0.5mm,但最小不得<0.3mm。该工程选用规格150/0.3/150二布一膜型的PE复合土工膜,其断裂强度≥1

4.0kN/m,撕破强力≥0.4kN。

(3)复合土工膜防渗设计。该库内坝坡比较陡,在原坝基础上放缓内坝坡,设二级坡,上1:2.5、下1:2.75,中间变坡处设2m宽马道。为防止土工膜下滑,将坝坡做成锯齿形,一般顺坡每长2.5m设一齿糟,齿深0.2m。上游坝脚截水墙挖至密实的不透水层(坚隔土层),回填压实粘土至坝基面,便于土工膜衔接。土工膜与两岸山体连接处设嵌槽,去除山体破碎岩层后再开挖深0.5m,嵌槽底宽为作用水头的1/8,底部现浇1层厚0.2m的混凝土,土工膜直接嵌入混凝土内,形成1个封闭区。为防止库水位骤降时坝体渗水把土工膜鼓起,在膜下设置深0.5m、宽0.4m纵横水沟,横沟垂直坝轴线,间距15m,沟内回填砂砾石,纵沟设在上游坝坡底,并与老涵洞连通,以排除坝体中的积水。为防止人畜或动植物破坏和紫外线照射,以提高土工膜使用寿命,在膜上铺设保护层混凝土护坡。

2.2 复合土工膜防渗施工

(1)施工要点。①土工膜应尽量选用宽幅,减少拼接量,应使在不利条件下能满意拼接;②平整场地,清除一切尖角杂物,作好排渗设施,挖好固定沟。纵沟要有一定坡度,使积水能顺利排出;③土工膜铺放应在干燥和暖天气进行,铺放时不应过紧,应留足够余幅,以便拼接和适应气温变化;④土工膜铺好后应进行接缝检测,检测方法有目测法、现场检漏法(真空法,论文导读：
充气法) 和抽样测试法,此工程是用目测法;⑤施工人员应穿无钉鞋或胶底鞋,不得抽烟,防止火源,如发现损伤,应及时修补;⑥土工膜铺好后应尽快铺设保护层砼不得损伤土工膜。
(2)施工程序。准备工作________开挖基槽回填粘土______坝面整理夯实______铺膜焊接______质量检验______膜上保护(铺设混凝土)。
(3)坝基、岸坡、坝面施工。坝基采用挖掘机开挖至坚隔土层,回填粘土并分层夯实与坝基相平,两端岸坡开挖至新鲜岩层后再下挖0.5m,底宽为水头的1/8,底部现浇厚0.2mC20 混凝土, 以利于土工膜相连。
坝面按设计坡度填好坝坡,削好初胚,清理表面较大的碎石和柴根,防止刺破土工膜。因土工膜是柔性材料,靠其坝面支持, 坝面的作用是使土工膜受力均匀,免受局部集中应力的破坏,因此对坝面要进行整平、压实,以防坝面沉降而产生土工膜被拉伸或脱缝现象。坝坡整好后,按设计要求开挖齿槽,以防土工膜下滑,同时开挖纵横排水沟,回填砂砾料,沟的表面覆盖300gm2无纺土工布。在接长老涵洞时,涵洞顶部预留排水孔,采用生铁管与纵沟相连, 以利将膜后的积水排出。
(4) 复合土工膜的铺设。复合土工膜的铺设,是整个防渗体系施工的关键。在整个施工过程中,包括材料采购、铺设、接缝、检查、上覆保护层等都来不得半点马虎。主要要把握以下“五关”:①材料采购关。目前生产复合土工膜的厂家很多,大部分都是讲质量、讲信用的,但也有少数厂家以次充好、以低规格充高规格的现象,所以,在采购和验收时,必须严把材料质量关;②大坝坝面找平关。为使复合土工膜与粘土斜墙壁结合良好,使其受力均匀,要求对部分凹陷变形较大的区域用粘土找平夯实,同时为防止复合土工膜被刺破,要求剥除上游面原砂壤土层至粘土出露,并剔除其表面的石子等坚硬尖状物;③铺设关。要求土工膜铺设自上而下,先中间后两边,垂直于坝轴线方向通幅铺设,在展膜过程中,一定要避免强拉硬扯,也不许将其压出死折,同时应有一定的松弛度,以适应变形和气温变化,铺放应在干燥天气里进行,随铺随压;④焊接关。复合土工膜膜体的拼接方法常用的有热熔焊法、胶粘法等, 谷坑水库采用热熔焊法。在焊接时,要求膜体接面无水、无尘无垢、无折皱,搭接长度满足要求(一般要求10cm以上)。当采用自动高温(调速)电热楔式双道塑料热合机焊时,要求事先进行调温、调速试焊,以确定合适的温度、速度等工艺参数。在现场焊接时,要严格控制虚焊、漏焊、超焊等情况的发生,若发现缺陷,应立即修补;⑤质量检查关。膜体拼接完成后,需及时进行接缝质量检查。目前常用的是采用目测法与充气法相结合的办法。即先由施工方与建设方(监理)派人进行目测,检查有无烫损、褶皱和明显漏焊之处,再用充气法进行充气检查。要求充气气压0.05~0.2MPa,静观0.5min,真空表的气压不下降,即为接缝合格,否则应进行修补。在充气检查接缝缺陷时,如在焊接区域表面涂抹肥皂水或静音监听,则能较好地发现焊接质量问题,可提高工作效率。
(5)复合土工膜膜上保护层施工。在复合土工膜铺设经质量检查合格后,为防止人畜和动植物破坏、以及紫外线照射, 先在膜上铺设1层0.2m厚经过筛选后的细沙土并拍实,在细沙土上铺设0.3m厚次土,再在其上铺设0.25m厚砂砾垫层,在垫层上砌0.35m厚的干砌块石护坡。
3 结语
复合土工膜防渗施工是水库大坝防渗处理的关键,施工前,施工单位应落实好铺膜人员,对铺膜方法、焊接工艺及效果,土工膜与底槽及边坡的连接等关键技术和关键部位应给予高度重视。拼接土工膜时,要保证电压稳定,下垫木板平整,以保证焊接始终能够正常进行。每天铺膜前应在原材料上做几组不同温度与行走速度的焊接试验,以确定最佳热合参数, 保证土工膜不产生漏焊、虚焊和超焊。
复合土工膜拼接完成后,需进行接缝质量检查,其方法有目测法、现场检漏和抽样测试法。此工程采用目测法,目测法可分为看、撕两道工序。看:看搭接长度是否足够、有无烫损和明显漏焊之处;撕:用力撕检查焊接是否牢固,如出现质量问题及时补救,避免工程留下隐患,保证工程质量能够达到设计要求。
曹欣春.水库大坝安全事故防范与除险加固技术[M].北京: 北京中软电子出版社, 2001. 7.