【摘要】復(fù)合土工膜具有多種特點,如防滲性能強、重量輕、不易腐爛、易于施工、可靠性高、成本低等,將其應(yīng)用于水庫土石壩防滲加固施工的過程中,可以大大提高土石壩的抗?jié)B性能,有效降低土石壩浸潤線高度,保證壩體滲透穩(wěn)定性,確保大壩安全運行。當然,這一目的實現(xiàn)的前提條件是詳細了解工程實際情況,合理設(shè)計和鋪設(shè)安裝復(fù)合土工膜?;诖耍疚膶⒘⒆阌趶?fù)合土工膜運用于土石壩防滲施工,結(jié)合工程實例,分析復(fù)合土工膜在小型水庫和山塘的土石壩防滲加固中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】復(fù)合土工膜;土石壩;防滲加固
水利是農(nóng)業(yè)的命脈,水利設(shè)施是事關(guān)農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟乃至國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,對全面建成小康社會具有重要作用。在全國廣大的農(nóng)村分布著大量的中小型水庫和山塘,這些水利工程在農(nóng)業(yè)灌溉、農(nóng)村飲水、防洪發(fā)電和新農(nóng)村建設(shè)等方面發(fā)揮著重要的作用。這些中小型水庫和山塘大多興建于上世紀60/70年代,受當時技術(shù)經(jīng)濟條件限制,土石壩的設(shè)計、地址勘察、基礎(chǔ)開挖處理、壩體碾壓、建筑材料、運行管理等方面均存在不足或缺陷,致使水庫大壩建成后均不同程度存在滲漏、滑坡等病患,出現(xiàn)大量的病險水庫和山塘,不能正常蓄水運行,并危機人民群眾生命財產(chǎn)安全。
一、工程案例說明
某水庫大壩距縣城30km,由鄉(xiāng)村公路通至壩頂,交通方便。壩址以上集雨面積為0.2km2當?shù)囟嗄昶骄涤炅?400mm左右,多年平均流量為0.01m3/s,多年平均徑流量為19.4萬m3,是一座以灌溉為主的小型水庫。水庫大壩為均質(zhì)土壩,最大壩高為10m,壩頂長150m,總庫容為13萬m3。查閱相關(guān)資料,確定此水庫大壩建設(shè)于上世紀七十年代,缺乏勘察設(shè)計基礎(chǔ)資料,加之施工技術(shù)及運行管理經(jīng)驗有限,致使壩體填筑及基礎(chǔ)處理存在質(zhì)量和滲漏隱患。限于當時技術(shù)經(jīng)濟和施工技術(shù)條件有限,且缺乏科學(xué)的水文計算和設(shè)計,原大壩樞紐無溢洪道。
二、復(fù)合土工膜在大壩防滲加固中的運用
基于以上對該水庫大壩病險成因的分析,確定采取復(fù)合土工膜來對大壩進行防滲加固處理,保證大壩的滲透穩(wěn)定性。復(fù)合土工膜在土石壩迎水面鋪設(shè)施工中,應(yīng)采取以下幾方面技術(shù)措施。
(一)確定防滲范圍和邊界
復(fù)合土工膜必須在大壩迎水面形成一個全封閉的防滲隔離“墻”,使庫內(nèi)水沒有任何向下游滲漏的通道。因此首先在迎水面壩踵和大壩迎水面兩岸與壩肩結(jié)合面向下開挖至不透水基巖或相對不透水層,現(xiàn)澆寬1m的混凝土防滲止墻,整個大壩迎水面鋪設(shè)的復(fù)合土工膜在底部、左右壩肩必須嵌人混凝土防滲止墻中,在迎水面上部,復(fù)合土工膜必須連續(xù)延伸到壩頂嵌入防浪墻和溢洪道堰頂?shù)撞?,使迎水面?fù)合土工膜與大壩壩基、左右岸壩肩混凝土防滲止墻連接,切斷壩基滲漏和繞壩滲漏通道。
(二)復(fù)合土工膜參數(shù)設(shè)計
PE復(fù)合土工膜的主要設(shè)計參數(shù)為:二布—膜(PE膜),規(guī)格為500-700 g/㎡ ,幅寬1.8m, 膜厚0. 05mm,允許抗拉強度 [σ]=12kN/m。土工膜底部壩面修坡平整后,先鋪設(shè)厚度為20-30cm的細沙土墊層,其粒徑小等于8mm,再鋪設(shè)復(fù)合土工膜,復(fù)合土工膜上鋪設(shè)20-30cm厚度的砂質(zhì)壤土并人工適當夯實,其上再全部鋪設(shè)混凝土預(yù)制塊,確保復(fù)合土工膜不會被銳物刺穿造成滲漏點。
(三)復(fù)合土工膜的鋪設(shè)施工
1.復(fù)合土工膜的施工要求
為了保證大壩復(fù)合土工膜防滲加固施工效果良好,在具體展開施工作業(yè)之前,需要明確復(fù)合土工膜施工要點,即:
(1)選材要求
為了避免復(fù)合土工膜本身存在質(zhì)量問題,給大壩防滲加固留下滲漏隱患,在具體選用復(fù)合土工膜時要嚴格按照相關(guān)標準及施工要求,選擇適合的材料?;趯こ虒嶋H情況的了解,建議采用厚度為3mm,單位質(zhì)量為600g/㎡,抗拉強度≤6kN/m的無紡?fù)凉た椢锘驒C織土工織物。
(2)施工要求
土工膜宜加工成塊鋪設(shè),鋪塊的寬度控制在 4 ~ 8 m,長度應(yīng)按設(shè)計坡長加上一定富裕量;針對接縫的處理,最好采用焊接法,由經(jīng)驗豐富的施工人員或在專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)下進行接縫焊接,具備條件的由廠家直接負責(zé)焊接,確保焊接質(zhì)量達標;注意將相鄰兩快土工織物的搭接長度控制在1m以下,要從下而上、一端向另一端平鋪,擠出膜內(nèi)空氣;土工織物鋪設(shè)的過程中注意保證土工織物平順、松緊適宜,并規(guī)律預(yù)留褶皺保證膜的伸縮性。
2.復(fù)合土工膜施工要點
施工人員要嚴格按照土工膜鋪設(shè)施工技術(shù)要求進行鋪設(shè)、焊接等施工操作,重點注意的施工要點有:
(1)測量定位
測量定位是復(fù)合土工膜施工的第一步,其直接決定后續(xù)施工作業(yè)能否標準化、規(guī)范化的展開。出于提高復(fù)合土工膜鋪設(shè)效果的考慮,在具體進行測量定位的過程中,施工人員一定要嚴格按照施工方案及施工圖紙,利用精準度較高的測量儀器來進行測量放樣,之后利用拉線的方式來準確定位。
(2)攤鋪施工
要從下而上、一端向另一端平鋪,擠出膜內(nèi)空氣,在展平土工膜的同時,要適當規(guī)律預(yù)留伸縮褶皺偶,焊接一塊,再鋪設(shè)下一塊;在鋪設(shè)過程中,按土工膜的鋪設(shè)方向和順序同步鋪設(shè)夯實砂質(zhì)壤土保護層;在作業(yè)工程中嚴禁銳器、或尖銳的石塊跌落到膜上,防止刺穿土工膜;為防止土工膜與壩體接觸面滑動,適當開設(shè)置水平防滑齒溝或齒槽,土工膜嵌入齒溝或齒槽并留一定伸縮余量。
(3)焊接施工
基于對工程實際情況的了解,確定接縫焊接施工中最好采用積壓熔焊接機,確保焊接施工質(zhì)量。當然,要想真正做到這點,需要在具體焊接施工時,將積壓熔焊接機的機頭對準接縫,標準化、合理化的焊接,確保焊縫的厚度為墊襯厚度的2.5倍。
通過以上技術(shù)措施,該水庫病患全部消除,工程重新正常蓄水運行發(fā)揮效益。
結(jié)束語:
基于本文一系列分析,確定在小型農(nóng)田水利建設(shè)中,可以科學(xué)合理的運用復(fù)合土工膜防滲技術(shù)來對存在病患的小型水庫和山塘進行防滲除險加固,使病險水庫、山塘重新發(fā)揮其應(yīng)有效益,保障農(nóng)村群眾生產(chǎn)生活用水,助力全面小康。
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