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摘 要:在水电站水库施工的过程中,普遍采用了土工膜的防渗技术,这一技术的应用主要起到对坝体进行加固的作用,在众多的水库建设中都具有良好的施工效果,因此值得进一步的推广。本文主要对这一施工技术进行进一步的论证,以某工程的施工实例为主,相信在今后的水库工程施工中,可以提供有效的参考。
关键词:土工膜;防渗技术;水库加固
水库工程的发展与建设关乎到社会生产的根本,因此在发展水利工程的过程中一定要对渠道渗漏的问题加以重视,否则对水库工程的整体质量都会造成不利的影响,在施工技术不断发展的过程中,土工膜防渗技术逐渐出现在人们的眼前,这一施工技术具有良好的施工效果,经过模拟实验以及多方的论证,本文以某工程的实例为主要依据,进行了详细的论述,希望为水库的发展与建设提供重要的保障。
1 工程概况
某水库工程在建设的过程中整体的库容达到1200万m3,该水库大坝在建设的过程中选用粘土斜墙堆石为主要的坝型,其中最大的坝高可达61.5m,并且不包含防浪墙的高度。坡面的主要施工材料为粉砂岩,护坡的主要施工材料为石英砂块,该水库经常受到水力的侵蝕作用,并且还经常受到的光照的影响,所以难以避免的就会出现风化的现象,坝体在长期的渗透过程中逐渐呈现出严重的问题,如果不及时加以处理,那么将会对大坝的安全性造成严重的影响。基于这一原因,本文将对具体的处理方法进行探讨,以恢复水库大坝原有的使用效果,加强对防渗的处理工作。
2 防渗方案的选取
根据水库工程的实际情况,因为水库大坝受到严重的侵蚀,随即出现了渗透的现象,因此渗透系数呈现出增大的趋势,同时从实际的情况进行考虑,对防渗方案进行合理的选取。如果采用全铺防渗的施工方案,虽然能够满足防渗的效果,但是原导流洞却无法打开,反而会造成严重的影响,死水水位就会呈现出上升的趋势,由此可见,全铺防渗的施工方式并不适用于本工程的施工。因此通过对实地的考察后,最终决定采用复合土工膜的施工方式对工程进行防渗处理,选择水坝332m处进行处理。
3 施工工艺流程与步骤
在具体的施工过程中,需要从以下几点对工程的实际施工情况进行考量。首先是土工膜的铺设,在进行铺设前,基面的平整性十分重要,所以要将土基进行夯实以及顺直的处理,如果基面存在不平整的情况,就会刺破土工膜表面,所以要将尖凸物清理干净。待达到平整性的要求后,就将土工膜均匀的铺设在基面上。紧接着,进行土工膜的连接工作,在每一条纵断面的土工膜上,都会有两条接缝,要将这两条接缝连接起来,同时在横断面上再设一条接缝连接的主要方式为焊接,因为焊接可以保证土工膜的连接更加结实。焊接前将电烙铁增温至150℃,然后在现场进行施工,因为电烙铁的温度较高,所以在施工时要加以注意,保证施工人员的安全性。还要将表层膜面清理干净,在焊接时,需要时刻对焊接的情况进行管理,以确保焊接的质量,随着温度的不同,焊接时需要不断调整温度的变化以及焊接的速度,确保温度始终保持在高温的状态下,最高不超过180℃。焊接完成时要观察焊接缝是否出现了气泡等不良现象,如果存在质量不达标的地方要重新进行补焊。
在完成焊接的工作后,就可以进行铺设了。铺设时要先在基层表面洒水,保证其处在一种湿润的状态下,先进行纵向的铺设,然后再开始向上拉展,铺设时一定不能心急,也就是说要逐步的进行铺设,在横向铺设的过程中,应该从渠的一面向另一面展开铺设,同时配合以其他施工材料,如砌石以及水泥砂浆等,这是为了保证土层膜不会过于干燥,使得表面的裸露时间过长。在完成铺设后,就可以将土层回填至原来的位置上,以保护土层膜不会受到损害。
4 复合土工膜防渗技术设计
4.1 结构设计
在大坝斜墙330m高程以上,聚乙烯丙纶复合土工膜采用埋铺式,铺膜范围为全铺式,铺设方式为台阶形,聚乙烯丙纶复合土工膜幅宽5.1m,热熔焊接,搭接长度0.1m。下部支持层设计。先将坝面护坡块石清除,坝坡整平,铺一层200mm厚卵石,再铺100mm厚砂垫层,平整密实后,然后在其上铺聚乙烯丙纶复合土工膜;防渗层设计。选用幅宽5.1m的聚乙烯丙纶复合土工膜,自330m高程处铺起,在高喷注浆体上(330m高程下采用高喷注浆来稳定防渗)将表层松散体清除,再浇混凝土找平,混凝土厚100mm,宽600mm,待混凝土达到70%强度后,再在其上涂水泥粘胶剂跟土工膜粘结,土工膜沿垂直坝轴线向铺设;上垫层及保护层设计。在复合土工膜上铺一层100mm厚细砂,再铺一层100mm厚粒径小于10mm的碎石层,上用于砌石护砌,厚0.36m。
4.2 连接设计
为确保薄膜起到应有的防渗作用,除要求薄膜自身不透水外,复合土工膜底边和周边应与不透水基底的周边不透水结构紧密连接,形成封闭或半封闭的不透水防渗结构体。(1)自身连接设计。聚乙烯丙纶自身接缝采用焊接接缝,焊接的搭接宽度为100mm;(2)与上游坝顶及下游330m高程处的连接。上游坝顶连接至防浪墙脚处,均为土质基础,根据规范将土工膜直接埋入锚固槽,并分5层夯实。上、下游槽深2m,宽4m;(3)与左右岸坡的连接。两岸山体及裸露岩体,聚乙烯丙纶复合土工膜跨过帷幕灌浆轴线向左岸山坡外延2m。先在岩体内开挖梯形槽,上口宽2m,底宽1.5m,深1m。槽内回填混凝土,混凝土与基岩设锚筋,锚入深度0.3m,间距2m,一期混凝土回填成V形,下口宽0.4m,高0.4m,上铺聚乙烯丙纶复合土工膜,之间用水泥粘胶粘结,粘结后再填0.15m厚混凝土。
4.3 排水排气设计
防渗土工膜在水库蓄水后,水仍可能进入膜下,如果复合土工膜下排水不畅,膜背水位将高出水库水位,水压力可能会将土工膜项起或顶破,影响复合土工膜的稳定,所以必须进行排水排气设置。(1)排水设计。排水采取逆止阀排水,逆止阀间距30m。在膜上开一直径为200mm的孔,焊上一块直径为300mm的针刺无纺土工织物。在1.5m深处预埋直径为400mm的混凝土块,厚100mm,在混凝土块上系尼龙绳,穿过土工织物,并和其上铝板连接,板面以上绳长150mm,铝板将随膜下水气压力的大小上浮或下盖;(2)排气设计。排气采用PVC花管外包二层土工织物预埋下垫层内排气,PVC管直径110mm,间距30m,向上延伸至坝顶。
结束语
综上所述,使用土层膜防渗技术在我国当前的水库工程中具有十分重要的作用,这一施工技术主要应用在坝体施工的过程中,为了有效的达到施工效果,本文详细的论述了施工过程中应该注意的事项以及具体的步骤,希望在今后工程发展的过程中,可以明显的改善水库工程的渗漏现象,为我国水库工程的进一步发展提供宝贵的经验。
参考文献
[1]王绪存.土工膜的防渗作用机理及其在扬黄渠道中的应用[J].中国科技信息,2008(4).
[2]马春生,焦守永.浅析坝基与坝体土工膜防渗施工技术[J].中国新技术新产品,2009(5).
[3]侍克斌,魏东.折线法在土工膜防渗结构稳定分析中的应用[J].人民黄河,2009(4).
作者简介:郑学杰,身份证号:45222619850908921X。
关键词:土工膜;防渗技术;水库加固
水库工程的发展与建设关乎到社会生产的根本,因此在发展水利工程的过程中一定要对渠道渗漏的问题加以重视,否则对水库工程的整体质量都会造成不利的影响,在施工技术不断发展的过程中,土工膜防渗技术逐渐出现在人们的眼前,这一施工技术具有良好的施工效果,经过模拟实验以及多方的论证,本文以某工程的实例为主要依据,进行了详细的论述,希望为水库的发展与建设提供重要的保障。
1 工程概况
某水库工程在建设的过程中整体的库容达到1200万m3,该水库大坝在建设的过程中选用粘土斜墙堆石为主要的坝型,其中最大的坝高可达61.5m,并且不包含防浪墙的高度。坡面的主要施工材料为粉砂岩,护坡的主要施工材料为石英砂块,该水库经常受到水力的侵蝕作用,并且还经常受到的光照的影响,所以难以避免的就会出现风化的现象,坝体在长期的渗透过程中逐渐呈现出严重的问题,如果不及时加以处理,那么将会对大坝的安全性造成严重的影响。基于这一原因,本文将对具体的处理方法进行探讨,以恢复水库大坝原有的使用效果,加强对防渗的处理工作。
2 防渗方案的选取
根据水库工程的实际情况,因为水库大坝受到严重的侵蚀,随即出现了渗透的现象,因此渗透系数呈现出增大的趋势,同时从实际的情况进行考虑,对防渗方案进行合理的选取。如果采用全铺防渗的施工方案,虽然能够满足防渗的效果,但是原导流洞却无法打开,反而会造成严重的影响,死水水位就会呈现出上升的趋势,由此可见,全铺防渗的施工方式并不适用于本工程的施工。因此通过对实地的考察后,最终决定采用复合土工膜的施工方式对工程进行防渗处理,选择水坝332m处进行处理。
3 施工工艺流程与步骤
在具体的施工过程中,需要从以下几点对工程的实际施工情况进行考量。首先是土工膜的铺设,在进行铺设前,基面的平整性十分重要,所以要将土基进行夯实以及顺直的处理,如果基面存在不平整的情况,就会刺破土工膜表面,所以要将尖凸物清理干净。待达到平整性的要求后,就将土工膜均匀的铺设在基面上。紧接着,进行土工膜的连接工作,在每一条纵断面的土工膜上,都会有两条接缝,要将这两条接缝连接起来,同时在横断面上再设一条接缝连接的主要方式为焊接,因为焊接可以保证土工膜的连接更加结实。焊接前将电烙铁增温至150℃,然后在现场进行施工,因为电烙铁的温度较高,所以在施工时要加以注意,保证施工人员的安全性。还要将表层膜面清理干净,在焊接时,需要时刻对焊接的情况进行管理,以确保焊接的质量,随着温度的不同,焊接时需要不断调整温度的变化以及焊接的速度,确保温度始终保持在高温的状态下,最高不超过180℃。焊接完成时要观察焊接缝是否出现了气泡等不良现象,如果存在质量不达标的地方要重新进行补焊。
在完成焊接的工作后,就可以进行铺设了。铺设时要先在基层表面洒水,保证其处在一种湿润的状态下,先进行纵向的铺设,然后再开始向上拉展,铺设时一定不能心急,也就是说要逐步的进行铺设,在横向铺设的过程中,应该从渠的一面向另一面展开铺设,同时配合以其他施工材料,如砌石以及水泥砂浆等,这是为了保证土层膜不会过于干燥,使得表面的裸露时间过长。在完成铺设后,就可以将土层回填至原来的位置上,以保护土层膜不会受到损害。
4 复合土工膜防渗技术设计
4.1 结构设计
在大坝斜墙330m高程以上,聚乙烯丙纶复合土工膜采用埋铺式,铺膜范围为全铺式,铺设方式为台阶形,聚乙烯丙纶复合土工膜幅宽5.1m,热熔焊接,搭接长度0.1m。下部支持层设计。先将坝面护坡块石清除,坝坡整平,铺一层200mm厚卵石,再铺100mm厚砂垫层,平整密实后,然后在其上铺聚乙烯丙纶复合土工膜;防渗层设计。选用幅宽5.1m的聚乙烯丙纶复合土工膜,自330m高程处铺起,在高喷注浆体上(330m高程下采用高喷注浆来稳定防渗)将表层松散体清除,再浇混凝土找平,混凝土厚100mm,宽600mm,待混凝土达到70%强度后,再在其上涂水泥粘胶剂跟土工膜粘结,土工膜沿垂直坝轴线向铺设;上垫层及保护层设计。在复合土工膜上铺一层100mm厚细砂,再铺一层100mm厚粒径小于10mm的碎石层,上用于砌石护砌,厚0.36m。
4.2 连接设计
为确保薄膜起到应有的防渗作用,除要求薄膜自身不透水外,复合土工膜底边和周边应与不透水基底的周边不透水结构紧密连接,形成封闭或半封闭的不透水防渗结构体。(1)自身连接设计。聚乙烯丙纶自身接缝采用焊接接缝,焊接的搭接宽度为100mm;(2)与上游坝顶及下游330m高程处的连接。上游坝顶连接至防浪墙脚处,均为土质基础,根据规范将土工膜直接埋入锚固槽,并分5层夯实。上、下游槽深2m,宽4m;(3)与左右岸坡的连接。两岸山体及裸露岩体,聚乙烯丙纶复合土工膜跨过帷幕灌浆轴线向左岸山坡外延2m。先在岩体内开挖梯形槽,上口宽2m,底宽1.5m,深1m。槽内回填混凝土,混凝土与基岩设锚筋,锚入深度0.3m,间距2m,一期混凝土回填成V形,下口宽0.4m,高0.4m,上铺聚乙烯丙纶复合土工膜,之间用水泥粘胶粘结,粘结后再填0.15m厚混凝土。
4.3 排水排气设计
防渗土工膜在水库蓄水后,水仍可能进入膜下,如果复合土工膜下排水不畅,膜背水位将高出水库水位,水压力可能会将土工膜项起或顶破,影响复合土工膜的稳定,所以必须进行排水排气设置。(1)排水设计。排水采取逆止阀排水,逆止阀间距30m。在膜上开一直径为200mm的孔,焊上一块直径为300mm的针刺无纺土工织物。在1.5m深处预埋直径为400mm的混凝土块,厚100mm,在混凝土块上系尼龙绳,穿过土工织物,并和其上铝板连接,板面以上绳长150mm,铝板将随膜下水气压力的大小上浮或下盖;(2)排气设计。排气采用PVC花管外包二层土工织物预埋下垫层内排气,PVC管直径110mm,间距30m,向上延伸至坝顶。
结束语
综上所述,使用土层膜防渗技术在我国当前的水库工程中具有十分重要的作用,这一施工技术主要应用在坝体施工的过程中,为了有效的达到施工效果,本文详细的论述了施工过程中应该注意的事项以及具体的步骤,希望在今后工程发展的过程中,可以明显的改善水库工程的渗漏现象,为我国水库工程的进一步发展提供宝贵的经验。
参考文献
[1]王绪存.土工膜的防渗作用机理及其在扬黄渠道中的应用[J].中国科技信息,2008(4).
[2]马春生,焦守永.浅析坝基与坝体土工膜防渗施工技术[J].中国新技术新产品,2009(5).
[3]侍克斌,魏东.折线法在土工膜防渗结构稳定分析中的应用[J].人民黄河,2009(4).
作者简介:郑学杰,身份证号:45222619850908921X。