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        水平鋪蓋防滲法在病險(xiǎn)水庫治理中的應(yīng)用

        2020-12-07 02:31:26
        魅力中國(guó) 2020年25期
        關(guān)鍵詞:庫底塑膜基面

        (河北 唐山 063000)

        一、工程概況

        某水庫流域面積1.1km2,庫容19萬m3,灌溉農(nóng)田500畝,解決6000多人飲用水問題,是一宗防洪、灌溉、居民飲水相結(jié)合的?。ǘ┬退畮?。水庫按二十年一遇洪水設(shè)計(jì),二百年一遇洪水校核。工程主要建筑物有均質(zhì)土壩、溢洪道和放水涵。土壩頂長(zhǎng)54.6m,最大壩高20.6m;開放式溢洪道,凈寬5.0m;放水涵內(nèi)徑0.4×0.4m,放水開關(guān)為斜臥管(級(jí)竇放水)。工程于1992年11月開工,1994年4月建成。原設(shè)計(jì)總庫容11萬m3,興利庫容為8.5萬m3,最大壩高14.6m。2000年10月為滿足農(nóng)業(yè)用水需要,對(duì)土壩進(jìn)行了加高,最大壩高到20.6m,加高6.0m,興利庫容提高到11.5萬m3。限于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)條件,水庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低,配套設(shè)施不夠完善,施工也較為粗放。經(jīng)過近20年的運(yùn)用,工程建筑物老化,存在工程隱患。危及水庫安全并影響正常效益的發(fā)揮。主要問題如下:

        壩體施工時(shí)采用人工上土,未經(jīng)機(jī)械碾壓,壩體透水性較強(qiáng),主壩滲水量大,水庫一直不能蓄水至設(shè)計(jì)水位。

        主壩迎水坡塊石風(fēng)化破碎,浪蝕土體較嚴(yán)重;背水坡沒有排水溝和上壩步級(jí),壩面受雨水侵蝕造成表土流失;反濾體堵塞;溢洪道為木制閘門,底板側(cè)墻批蕩砂漿剝離,砌石松動(dòng),泄洪時(shí)水流沿底板滲入山體,出流不暢,因此已廢棄多年無法使用。

        放水斜臥管(級(jí)竇)漏水嚴(yán)重,涵管底淘空斷裂,危及主壩安全。

        二、復(fù)合土工膜防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        (一)復(fù)合土工膜規(guī)格選擇

        復(fù)合土工膜規(guī)格的選擇與下墊層平整度、材料允許拉應(yīng)力、材料彈性模量、鋪設(shè)范圍內(nèi)的最大水頭及覆蓋層最大粒徑等有關(guān),土工膜厚度設(shè)計(jì)除應(yīng)考慮主要由水壓力要求的強(qiáng)度外,尚應(yīng)考慮暴露、埋壓、氣候、使用壽命等應(yīng)用條件,并按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定確定設(shè)計(jì)厚度及實(shí)際厚度。本工程經(jīng)綜合分析計(jì)算,壩坡防滲層采用規(guī)格為200g/0.3mm/200g的針刺短線滌綸兩布一膜(PE膜),庫底鋪蓋防滲層采用規(guī)格為150g/0.25mm針刺短線滌綸一布一膜(PE膜),幅寬均為4m。

        (二)復(fù)合土工膜防滲體結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)

        復(fù)合土工膜防滲結(jié)構(gòu)自上而下依次為防護(hù)層、上墊層、防滲層、下墊層、支持層,由于壩體和庫底土層為細(xì)粒土,整平夯實(shí)后可直接鋪設(shè)土工膜,因此不再設(shè)下墊層。上墊層和防護(hù)層針對(duì)不同部位作了不同處理。壩體馬道(1493.00m)以下,上墊層采用平均厚度20cm厚的砂礫石,滿足防濾要求,防護(hù)層采用30cm厚的干砌石護(hù)面。馬道以上,上墊層采用5cm厚的砂漿,防護(hù)層采用6cm厚的混凝土預(yù)制板護(hù)面。庫底鋪蓋在復(fù)合土工膜上直接覆蓋60~80cm壓實(shí)細(xì)粒土作為保護(hù)層。

        (三)庫底鋪蓋埋鋪設(shè)計(jì)

        壩前25m范圍內(nèi)鋪設(shè)規(guī)格為150g/0.25mm的復(fù)合土工膜(PE膜)鋪蓋,在距壩腳25m的庫底,開挖一防滲齒槽,槽深1.5m,開挖邊坡1:1,口寬3m,將復(fù)合土工膜嵌入槽內(nèi),并用壤土夯填。

        (四)復(fù)合土工膜與水庫輸水洞和溢洪道周邊的連接

        復(fù)合土工膜防滲斜墻與水庫輸水洞和溢洪道剛性建筑物的連接,要求連接嚴(yán)密、牢靠,留有伸縮余量,防止因建筑物沉陷而使復(fù)合土工膜破壞。輸水洞和溢洪道導(dǎo)流墻澆筑為直立墻,復(fù)合土工膜與混凝土連接時(shí),首先在砼面上間隔20cm打孔,安裝膨脹螺栓,沿連接長(zhǎng)度通長(zhǎng)安裝一條厚5mm寬10cm橡皮,再將復(fù)合土工膜折疊3層打眼穿入螺栓,然后再用一層橡皮、鋼壓條通過膨脹螺栓將復(fù)合土工膜固定。為防止螺栓、壓條銹蝕,在螺栓和鋼板壓條上刷三層防銹漆。

        三、防滲塑膜工程施工

        基礎(chǔ)清基→鋪蓋基礎(chǔ)碾壓→壩坡及鋪蓋面平整→土工膜鋪設(shè)及搭接處理→膜上覆土

        (一)施工準(zhǔn)備

        復(fù)合土工膜材料質(zhì)量檢測(cè),使用前委托相關(guān)實(shí)驗(yàn)部門對(duì)產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),各項(xiàng)指標(biāo)需均符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和設(shè)計(jì)要求。坡面應(yīng)平整、密實(shí)、光滑,以防復(fù)合土工膜被刺破,要經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后,才可以鋪設(shè)復(fù)合土工膜。為了施工方便,保證拼接質(zhì)量,復(fù)合土工膜應(yīng)盡量采用寬幅,減少壩坡現(xiàn)場(chǎng)拼接量,施工前應(yīng)根據(jù)復(fù)合土工膜幅寬、現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)度需要,在庫內(nèi)專用場(chǎng)地剪裁。

        (二)鋪膜前基面的處理

        基面一定在按設(shè)計(jì)要求清理好,這是確保防滲效果的關(guān)鍵,特別是對(duì)尖石、樹根等雜物要徹底清除干凈,基面不允許有局部凹凸現(xiàn)象,清理好的基面要用夯錘或夯板夯緊,使之密實(shí)平整。

        (三)塑膜的鋪設(shè)

        塑膜采用幅寬為6m的卷材。施工應(yīng)在氣溫5℃以上、風(fēng)力四級(jí)以下并無雨天氣進(jìn)行。由于塑膜具有一定的伸縮性,考慮到溫度的變化,鋪設(shè)時(shí)不要拉的太緊,使其處于自然狀態(tài),為適應(yīng)變形,宜留出必須的放松量(大約3%~5%)置成波紋狀折皺。但也不能放的太松,以免夾有大的氣泡,搭接不緊,使塑膜易滑動(dòng)。鋪膜完畢后,應(yīng)仔細(xì)檢查,接頭是否符合要求,膜面是否有破漏等,否則應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救措施,直至合格后才能回填保護(hù)層。施工人員嚴(yán)禁穿硬底鞋。

        (四)塑膜的搭接處理

        復(fù)合土工膜焊接質(zhì)量的好壞是復(fù)合土工膜防滲性能成敗的關(guān)鍵,所以務(wù)必做好土工膜的焊接,確保焊接質(zhì)量。焊接前用電吹風(fēng)吹去膜面上的砂子、泥土等臟物,保證膜面干凈,在焊接部分的底下墊一條長(zhǎng)木板,以便焊機(jī)在平整的基面上行走,保證焊接質(zhì)量,正式焊接前,根據(jù)施工氣溫進(jìn)行試焊,確定行走速度和施焊溫度,一般掌握行走速度1.5~2.5m/s,施焊溫度為220~300℃。拼接焊縫兩條,每條寬10mm,兩條焊縫間留有10mm的空腔,用此空腔檢查其焊縫質(zhì)量。

        四、防滲效果分析

        本次水庫除險(xiǎn)加固工程在施工過程中嚴(yán)格按復(fù)合土工膜施工技術(shù)要求,嚴(yán)格現(xiàn)場(chǎng)焊接的質(zhì)量控制,且經(jīng)過室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明,復(fù)合土工膜各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)要求,質(zhì)量得到保證。該工程于2013年4月底完工后蓄水運(yùn)行,經(jīng)過半年的運(yùn)行,干砌石護(hù)面平整,沒有出現(xiàn)護(hù)面下滑、堆石。壩后無水溢出點(diǎn),防滲效果較好,對(duì)于病險(xiǎn)水庫的除險(xiǎn)加固,具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和很好的推廣使用價(jià)值。

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