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[摘 要]土工膜一般都用于防渗加固中,随着技术使用的次数增加,该技术已经成熟。水库在使用了一段时间后,水库的表面以及水库的内部都会出现不等的渗漏情况,水库渗漏是非常严重的问题,因此必须对其加固,处理渗漏,本篇文章结合具体的工程探讨了土工膜防渗技术。探讨了使用土工膜防渗技术的施工流程以及材料设计。
[关键词]土工膜 防渗技术 水库 加固
中图分类号:TM48 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)04-0393-01
在水库中适应土工膜防渗技术其目的是为治理水库坝体的渗水情况,而且将水库中的水利用系数提高。文章中的水库属于斜墙防渗坝,但是其坝体出现了严重的渗漏情况,探究其原因,是因为工程在施工的时候,没有注意质量的问题,在经过几种解决措施后,采用了土工膜防渗技术,下面对其进行详细的介绍。
1、工程概况
某水库位于我国某流域的下游,水库的水流面积在30kin2,而水库的设计可以容纳1250m3,与设计相对应的水位在370m,但是该水库的实际容量是1000m3,相应的实际水位是350m,该水库的死库容容量是50m3,与之对应的水位是320m,水库大坝的类型属于粘土斜墙堆石型,坝的最高高度可以达到62m,而且还不包括防浪墙的高度,大坝的顶轴长度为160m,而且坝顶的宽度可以在11m,坝底的宽度也能达到294m,水库的内破坡面趋于平缓,坡面的成分是粉砂岩,护坡采用的是石英砂块,但是该位置的砂块因为雨水的侵蚀以及海浪的冲刷,还有太阳光照等作用,出现看严重的风化现象。而且水库斜墙的位置土质条件差,施工工人也不注意,出现了质量问题,使用的回填土料含有砂性,因此造成了严重的渗透。水库的坝体水位渗漏严重超标,因此为了能够保证水库的安全,要进行防渗透处理。
2、防渗方案的选取
大坝斜墙十料为粉砂壤土,渗透系数大,渗透严重,考虑到大坝基础帷幕灌浆轴线在233m高程的坝面上,如坝体渗漏采用全铺防渗,两岸及内坡脚下基础透水性较强,由于原导流涧无法打开,死水位高程达326.3m,采用套井冲抓回填和按规范要求增大铺盖长度都无法施工。因此,结合实际条件,决定在332m高程以上的坝体内坡面采用复合土工膜防渗。
3、施工工艺流程与步骤
(1)在开始铺设土模的时候,首先要将土模下部的基面铲平,水库渠槽内的土基要保持平整,以免出现尖锐的物体将土模戳破,因此要保证土模顺直。在铺设斜墙的土膜时,要处理削坡,而这一环节的工作要在设计的规定内。同时清理斜坡上的石块,杂图树根等杂物,将水库内的的空洞部分回填,此外,还要处理,坡面不平整的部分,让土膜下的基层能够平滑过渡,使其达到施工的要求。土模的基面与渠槽内的基面平整度要相同。
(2)水库坝体上有横断面以及纵断面两种,纵断面上又三块土工膜,这样就有两条接缝,而横断面上,在一小段施工处就有一条施工缝,连接土共模时使用的是焊接,焊接的位置是在土共模搭接的位置,在该位置上设置两条焊缝,一般都是在现场焊接,使用150W的电烙铁。焊接工序开始前,需要做基本的清洁工作,将土工膜面上的杂质清除,两个土工膜之间要保持平整,这样可以保证正常的接合。在焊接的时候,施工人员要检查焊接缝的质量,焊接的温度要随着温度的变化而改变,通常情况下,焊接的温度在160~180℃之间,焊接的速度为35CM/min。而且施工人员要仔细的检查焊接的程度,焊接缝的密实度。查看的内容主要是看焊接缝之间有没有气泡,而且土共模是否有遗漏焊接的部分,焊接缝的熔点以及焊接边的情况,如果焊接缝的质量不合格,那么就需要重新焊接。
(3)土工膜铺设。基槽检验合格后,在基槽表面洒水湿润,以保证膜料能紧密地贴在基床上。纵向铺设时,将按设计尺寸加工的大幅膜料叠成“琴箱”式,先横向放在下游槽内,再将一端与先铺好的膜料或原建筑物在现场焊接,向上游拉展铺开。横向铺设时,由渠道一岸经渠底向另一岸铺设。铺膜的速度应和鋪水泥砂浆、砌石的速度相配合,以免膜料裸露时间过长。铺设时注意土工膜张驰适度,要求土工膜与地基接触面吻合平整舫止土工膜折皱形成渗水通道的现象。土工膜铺设后,随即回填保护层,以免应力集中造成土工膜的损伤。
4、复合土工膜防渗技术设计
4.1 材料的选取
(1)基本资料。校核洪水位360m,铺设最低处相应水位330m下垫层计算粒径,分别取d1-40ramd2=1.78mm。
(2)水压力计算。代入数据可得水压力为298KP。
(3)复合土工膜的强度设计指标。土T膜在顶破时所需求的抗拉强度T均是随作用在薄膜上法向应力和颗粒粒径的增大而加大,呈线性变化,又与薄膜的伸长率平方根呈反比关系。前苏联水工科学研究院所建议的计算公式直接与颗粒粒径有关系,国内如顾金臣公式均以颗粒间的孔隙直径加以表示,各公式系数基本一致。经计算比较,决定选用高密度聚乙烯丙纶复合土工膜,厚0.1m。其结构形式采用二布一膜。
4.2 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。
(2)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,粒径约为1-4cm.再铺100mm厚砂垫层,粒径0.5~5ram平整密实后,然后在其上铺聚乙烯丙纶复合土工膜。
(2)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,待混凝土达至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。
(3)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。
4.3 连接设计
为确保薄膜起到应有的防渗作用,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。
(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,根据规范将士工膜直接埋人锚崮槽,并分5层夯实。上、下游槽深2m。宽4m。
(3)与左右岸坡的连接。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lm。槽内同填混凝土,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,用水泥粘胶粘结,粘结后再蟮0.15m厚混凝土
5、结束语
由上述可知,土工膜防渗技术在加固水库中的作用,本文主要是基本具体的水库渗漏情况,为了治理渗漏采用的土工膜防渗技术,文章分为四个部分,首先是讲述了水库的具体情况,其次是探讨了防渗方案的设计,再次详细的阐述了施工的流程,最后介绍了复合土工膜防渗技术有关的设计,文章以土共模设计为核心探讨了有关的内容。希望为大家带来参考。
参考文献
[1] 努尔艾合买提,侍克斌,魏东.库水位骤降情况下斜墙式土工膜防渗结构的稳定计算[J].水利科技与经济.2008(12).
[2] 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(04).
[3] 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(05).
[关键词]土工膜 防渗技术 水库 加固
中图分类号:TM48 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)04-0393-01
在水库中适应土工膜防渗技术其目的是为治理水库坝体的渗水情况,而且将水库中的水利用系数提高。文章中的水库属于斜墙防渗坝,但是其坝体出现了严重的渗漏情况,探究其原因,是因为工程在施工的时候,没有注意质量的问题,在经过几种解决措施后,采用了土工膜防渗技术,下面对其进行详细的介绍。
1、工程概况
某水库位于我国某流域的下游,水库的水流面积在30kin2,而水库的设计可以容纳1250m3,与设计相对应的水位在370m,但是该水库的实际容量是1000m3,相应的实际水位是350m,该水库的死库容容量是50m3,与之对应的水位是320m,水库大坝的类型属于粘土斜墙堆石型,坝的最高高度可以达到62m,而且还不包括防浪墙的高度,大坝的顶轴长度为160m,而且坝顶的宽度可以在11m,坝底的宽度也能达到294m,水库的内破坡面趋于平缓,坡面的成分是粉砂岩,护坡采用的是石英砂块,但是该位置的砂块因为雨水的侵蚀以及海浪的冲刷,还有太阳光照等作用,出现看严重的风化现象。而且水库斜墙的位置土质条件差,施工工人也不注意,出现了质量问题,使用的回填土料含有砂性,因此造成了严重的渗透。水库的坝体水位渗漏严重超标,因此为了能够保证水库的安全,要进行防渗透处理。
2、防渗方案的选取
大坝斜墙十料为粉砂壤土,渗透系数大,渗透严重,考虑到大坝基础帷幕灌浆轴线在233m高程的坝面上,如坝体渗漏采用全铺防渗,两岸及内坡脚下基础透水性较强,由于原导流涧无法打开,死水位高程达326.3m,采用套井冲抓回填和按规范要求增大铺盖长度都无法施工。因此,结合实际条件,决定在332m高程以上的坝体内坡面采用复合土工膜防渗。
3、施工工艺流程与步骤
(1)在开始铺设土模的时候,首先要将土模下部的基面铲平,水库渠槽内的土基要保持平整,以免出现尖锐的物体将土模戳破,因此要保证土模顺直。在铺设斜墙的土膜时,要处理削坡,而这一环节的工作要在设计的规定内。同时清理斜坡上的石块,杂图树根等杂物,将水库内的的空洞部分回填,此外,还要处理,坡面不平整的部分,让土膜下的基层能够平滑过渡,使其达到施工的要求。土模的基面与渠槽内的基面平整度要相同。
(2)水库坝体上有横断面以及纵断面两种,纵断面上又三块土工膜,这样就有两条接缝,而横断面上,在一小段施工处就有一条施工缝,连接土共模时使用的是焊接,焊接的位置是在土共模搭接的位置,在该位置上设置两条焊缝,一般都是在现场焊接,使用150W的电烙铁。焊接工序开始前,需要做基本的清洁工作,将土工膜面上的杂质清除,两个土工膜之间要保持平整,这样可以保证正常的接合。在焊接的时候,施工人员要检查焊接缝的质量,焊接的温度要随着温度的变化而改变,通常情况下,焊接的温度在160~180℃之间,焊接的速度为35CM/min。而且施工人员要仔细的检查焊接的程度,焊接缝的密实度。查看的内容主要是看焊接缝之间有没有气泡,而且土共模是否有遗漏焊接的部分,焊接缝的熔点以及焊接边的情况,如果焊接缝的质量不合格,那么就需要重新焊接。
(3)土工膜铺设。基槽检验合格后,在基槽表面洒水湿润,以保证膜料能紧密地贴在基床上。纵向铺设时,将按设计尺寸加工的大幅膜料叠成“琴箱”式,先横向放在下游槽内,再将一端与先铺好的膜料或原建筑物在现场焊接,向上游拉展铺开。横向铺设时,由渠道一岸经渠底向另一岸铺设。铺膜的速度应和鋪水泥砂浆、砌石的速度相配合,以免膜料裸露时间过长。铺设时注意土工膜张驰适度,要求土工膜与地基接触面吻合平整舫止土工膜折皱形成渗水通道的现象。土工膜铺设后,随即回填保护层,以免应力集中造成土工膜的损伤。
4、复合土工膜防渗技术设计
4.1 材料的选取
(1)基本资料。校核洪水位360m,铺设最低处相应水位330m下垫层计算粒径,分别取d1-40ramd2=1.78mm。
(2)水压力计算。代入数据可得水压力为298KP。
(3)复合土工膜的强度设计指标。土T膜在顶破时所需求的抗拉强度T均是随作用在薄膜上法向应力和颗粒粒径的增大而加大,呈线性变化,又与薄膜的伸长率平方根呈反比关系。前苏联水工科学研究院所建议的计算公式直接与颗粒粒径有关系,国内如顾金臣公式均以颗粒间的孔隙直径加以表示,各公式系数基本一致。经计算比较,决定选用高密度聚乙烯丙纶复合土工膜,厚0.1m。其结构形式采用二布一膜。
4.2 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。
(2)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,粒径约为1-4cm.再铺100mm厚砂垫层,粒径0.5~5ram平整密实后,然后在其上铺聚乙烯丙纶复合土工膜。
(2)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,待混凝土达至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。
(3)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。
4.3 连接设计
为确保薄膜起到应有的防渗作用,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。
(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,根据规范将士工膜直接埋人锚崮槽,并分5层夯实。上、下游槽深2m。宽4m。
(3)与左右岸坡的连接。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lm。槽内同填混凝土,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,用水泥粘胶粘结,粘结后再蟮0.15m厚混凝土
5、结束语
由上述可知,土工膜防渗技术在加固水库中的作用,本文主要是基本具体的水库渗漏情况,为了治理渗漏采用的土工膜防渗技术,文章分为四个部分,首先是讲述了水库的具体情况,其次是探讨了防渗方案的设计,再次详细的阐述了施工的流程,最后介绍了复合土工膜防渗技术有关的设计,文章以土共模设计为核心探讨了有关的内容。希望为大家带来参考。
参考文献
[1] 努尔艾合买提,侍克斌,魏东.库水位骤降情况下斜墙式土工膜防渗结构的稳定计算[J].水利科技与经济.2008(12).
[2] 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(04).
[3] 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(05).