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土工膜在水库除险加固的应用

 

发布日期:[2012/6/21 9:00:31]    点击率:[1101]   来源:泰安长丰土工合成材料有限公司

 

    

                   土工膜在水库除险加固的应用 

 摘要:本文对堤坝防渗处理的几种技术方案进行比较,叙述了复合土工膜在水库在坝防渗处理的应用,详述了施工方法、施工工艺及效果。
    一、概况
  顿头坑水库位于蕉岭县文福镇,是一座小(二)型水库,1974年动工,1975年竣工投入运行。水库集雨面积为3.5平方公里,正常水位为202.3米(假设高程、下同)、相应库容为86万m3,坝顶高程为210.74米,坝长220米,坝顶宽为3米,前坡坡比为1:2.5、后坡坡比为1:2,泄洪洞底高程为202.3米、宽2米、原设计最大下泄流量为16.4m3/s,坝底左岸设置有一个混凝土输水涵,最大下泄露流量为1.5m3/s,水库灌溉耕地1375亩,灌溉水田面积1200亩,受益人口2300人。
  顿头坑水库兴建时,由于当时的客观原因,质量差,资料不全,经过运行多年发现,堤身渗漏严重反滤体偏低,设施不完善,坝前坡冲刷严重,坝后坡多次出现“牛皮涨”等问题。
  经过分析比较,诊断为坝体渗漏严重,对顿头坑水库尽快对坝体进行防渗处理,减少坝体渗流量。保证水库安全运行,充分发挥效益,为区域经济发展发挥更大作用。
  二、防渗处理技术方案的确定
  总结土坝坝体的除险加固方案,一般是进行防渗补强,采用方法有加高培厚土坝、铺设土工膜、填充灌浆等,但常用方案有:高压喷射灌浆、劈裂灌浆、混凝土防渗墙、M7.5浆砌石表面层批挡等。  我们对四种方案的运用情况、防渗效果、施工速度及工程造价进行比较、分述如下。
  高压喷射灌浆
  高压喷射技术是20世纪80年代从日本引进的,在二十多年的运用中,施工工艺不断完善,施工技术不断提高。高压喷灌成孔率高施工速度快,工程造价也比较适中,但施工产生废物较多,环境污染较大。
  劈裂灌浆
  劈裂灌浆是20世纪70年代发展起来的土坝灌浆技术,在土坝坝体防渗加固中收到了较好的效果。劈裂灌浆可就地取材,工程造价低,施工设备简便,但施工质量难以保证,防渗效果也难以得到保证。
  M7.5浆砌石面层加批挡
  用M7.5浆砌石表面加批挡防渗,虽然是对坝坡的稳定有利,但土坝特性不稳定,还会产生局部沉陷,比较容易出现裂缝,从而降低防渗效果。因此,用M7.5浆砌石表面加批挡防渗通常还需要加上灌浆防渗技术。
  土工膜防渗
  土工膜是一种新的防渗技术,土工膜防渗因膜为柔性,能较好地适应坝体沉陷、变形且膜的不透水性能好,用于坝体防渗较为理想。由于水库坝坡的坡比均在1:2以上,因此,边坡自身稳定不成问题。
  经以上四种方安比较后,根据顿头坑水库的位于比较边远的山区,不利于材料运输的实际情况,同时,水库要保证耕地灌溉和人畜用水,不宜长时间的放空库容,应尽快恢复水库的作用。决定采用土工膜进行防渗处理。
  三、工程施工
  坝前坡整治和复合土工膜的防渗施工
  1、复合土工膜的裁剪
  复合土工膜幅宽4米,长度视现场需要,由生产厂家在厂内剪裁好适宜的长度卷成卷。除锚固端外,其余三边预留10cm宽拼接缝带,以便施工时膜与膜的拼接。
  2、清基和削坡
  将堤坡上的草皮、树根和石尖等全部清除干净,以免被石尖和树根等捅破土工膜,然后按设计断面进行削坡,对局部较松软的坡面和亏坡断面进行处理,做到坡面平整。
  3、 设粗砂下垫层
  坡面平整后,垫一层粗砂。
  4、复合土工膜的敷设
  坝坡土工膜从坝顶至坡脚沿垂直于坝轴线方向缓慢滚放铺设;坡脚平台,水平平行坝坝轴线方向滚放铺设。铺开后,人工抻平找正。坡面复合土工膜与坡脚平台复合土工膜在护坡齿墙以上。铺设时松紧适度,宽裕度约为1.5%,避免应力集中,也有利于拼接。铺设要求复合土工膜与粗砂垫层吻合平整,无凸起褶;坡面转变处,在现场实际放样剪裁。
  复合土工膜时铺盖上层铺设碎石屑保护层,以防风吹,且能保护复合土工膜不被损伤。
  为了防止人为损伤复合土工膜,禁止方式人员穿硬底鞋或带钉鞋,禁止往复合土工膜上扔杂物。
  5、复合土工膜的拼接
  土工膜的拼接由厂家派技术人员在现场完成。拼接设备为厂家自带TH—1型双驱动自行式土工膜焊接机。正式拼接前,根据施工气温进行试焊,确定行走速度和施焊温度。一般掌握行走速度1.5~2m/s,施焊温度18~22。C。拼接焊缝10cm,焊缝两道,每道宽10mm,两道焊缝间有12mm宽的空腔。用此空腔来检查其焊接质量。
  焊接前必须清除膜面上的砂子、泥土等脏物,保证膜面干净。
  施焊前,在拼缝部位的底下垫一条长木板,以便焊机在平整的基面上行走,保证焊接质量。
  土工膜拼接检验格后,即进行面层土工膜的缝接。缝接也由厂家派出技术人员完成。布与布的缝接采用手提式封包机、涤纶线丁字形缝接。缝合面要求松紧适度,缝接平顺。
  6、复合土工膜的锚固
  复合土工膜的上端锚固。复合土工膜上端锚固长度17cm,道德在混凝土齿墙墙基的锚固部位锚定5mm×50mm的氯丁橡胶条带垫片,然后用5mm×4mm的氯丁橡胶条带和0.75mm厚的钢带做压片,将复合土工膜用射钉锚固在混凝土齿墙墙基上,钉距15cm,最后用混凝土回填封堵。混凝土厚20cm。
  复合土工膜的下端锚固。复合土工膜下端锚固于堤基垂直防渗的混凝土截水墙顶外侧上。待铺设复合土工膜时,再将复合土工膜下端阳锚固在该垂直平面上。其锚固方法同上端的锚固。
  7、保护层的铺设在复合土工膜的上面均匀铺设20cm厚砂砾上垫层,平拍实后铺设12cm厚的混凝土预制板。
  四、结语
  顿头坑水库从除险加固后经过一年运行的情况来看,坝后坝再没有出现“牛皮涨”,后坡也没有出现发现湿润的现象,从而证明了土工膜技术的可行性。

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