浅谈土工膜在小型病险水库除险加固工程中的应用

浅谈土工膜在小型病险水库除险加固工程中的应用

浅谈土工膜在小型病险水库除险加固工程中的应用廖武丹（雅安市水利局625000）《工程管理前沿》2015年单号：2014172【关键词】水库除险加固大坝防渗土工膜防渗技术应用【摘要】木文对观音寺水库除险加固工程作了简要概述，从工程设计和施工两方面介绍了土工膜在观音寺水库除险加固大坝防渗工程中的应用情况，并对土工膜在该工程中的实践经验作了总结。1观音寺水库工程概况1.1基木概况观音寺水库位于雅安市名山县解放乡，距县城25km；属岷江流域临溪河水系，集雨面积1.74km2,水库总库容124万m3,兴利库容104万m3,属小（一）型水库。设计灌溉面积8000亩，有效灌面7600亩。水库枢纽由大坝、溢洪道、放水涵卧管三部分组成。大坝为均质土坝，最大坝高16.8m,坝顶高程729.13m,坝顶长209m,坝顶宽3.6m。该水库位置较重要，下游有成雅高速公路、国道108线、国道318线和6000多人及3万亩农出。1.2安全鉴定情况该水库1955年10月动工，1956年建成蓄水。1999年12月经大坝安全鉴定：水库现状防洪能力达不到规范要求，溢洪道不能安全下泄洪水，不能满足防洪要求；大坝渗漏严重，大坝反滤层失效，坝下无排水沟、浸润线逸出点很高,上下游水位差1.5米，大坝左右坝肩有明显渗漏水，大坝内坡正常蓄水位附近风浪淘刷严重；放水塔漏水、放水阀门止水不严；白蚁危害。经安全鉴定大坝为三类坝。2001年对该水库进行了除险加固，主要内容有：增设防浪墙；上游坝坡土工膜防渗；下游整治排水棱体，增设坝后排水沟；整治放水设施；治理白蚁。现仅n对上游坝坡土工膜防渗进行介绍。2渗漏情况及原因分析2.1渗漏情况1999年11月8日，经现场踏勘、检查，发现大坝全坝段都有渗漏，且渗漏严重，外坡浸润线逸出点较高，在正常水位727.40米吋，下游坝体726.50米以下长期处于饱和状态，控坑观察渗漏量达10ml/s,水质清澈透明，坝脚反滤层失效。2.2坝身渗漏主要原因2.2.1筑坝土料差。该水库大坝属均质土坝，修建于1955年，筑坝时土料质量控制不严格，土料含水率不符合要求，含杂质较多，透水性大。2.2.2施工技术差。1955年筑坝，属于农民投工投劳、国家补助的“三边”工程，限于当时的社会条件和施工技术等原因，技术上主要采用人工土法夯筑,施工时往往夯筑不密实，压实度达不到要求。水库存在先天不足，工程质量差,为坝体渗漏埋下了隐患。2.2.3反滤层失效。坝下游排水棱体堵塞，反滤层失效，排水不畅，经现场检查，观咅寺水库排水棱体年久失修，堵塞严重，排水效果非常不好，致使坝身浸润线逸出点偏高。2.2.4是管理粗放，工程年久失修。由于重建轻管，导致水库建后管理粗放，迎水面淘蚀严重，多处内滑坡，反滤层失效，工程年久失修，水库长期带病运行。3整治方案设计及施工3.1方案选择2001年初，对水库大坝进行了勘测设计，拟定了2种防渗方案，分别是对坝体进行劈裂灌浆方案和在坝体上游面覆设复合土工膜防渗方案。劈裂灌浆施工方便，但施工工艺要求较高，施工队伍要求专业，需要专用的施工机械，制浆质量不易保证。土工防渗膜施工技术简单，材料质量容易保证，抗变形能力强，施工质量容易n保证，造价低廉，防渗效果好。同吋，由于坝身主要是散浸渗漏，坝坡及坝后控坑集水水质清澈透明II渗漏量不大，坝体无沉陷、塌坑，白蚁危害属蔓延危害，坝体未形成白蚁通道，因而，采用土工织物膜对大坝进行防渗符合实际情况，能达到防渗目的。3.2土工膜选择采用土工织物膜对土坝防渗时，土工织物膜的选择非常重要，土工膜选型。按照《土石坝养护修理规程》(SL210-98)规定，承受30m以下水头的，可选用非加筋聚合物土工膜。该水库承受最大水头为13米，不是饮用水源，无卫生性能要求，据此，选择成都无纺布二厂生产的可发牌土工膜，其性能为：单位面积质量600g/m2,M0.24mm,抗拉强度11.2KN/m,延伸率63%,CBR顶破强度2.1KN,垂直渗透系数<1.0×10-12cm/s,可达到要求指标。3.3土工膜施工方法(1)观音寺水库土工防渗膜的铺设采用人工铺设，土工膜的铺设由下而上纵向铺设，铺设前先拆除铺设范围内的坝面护坡如块卵石护坡，将坝面表层土挖除30〜50cm,彻底清除树根杂草，坡面修整平顺、密实，然后开挖锯齿台和两坝肩嵌埋沟；(2)为防土工膜被刺破，先铺5cm厚的砂壤土垫层，平整后铺设土工膜；(3)采用粘结法将土工膜连接在一起。(4)在土工膜上铺设10cm厚的砂质粘土，平整后铺设10cm厚的砂石；回填保护层与土工膜铺设同步进行，保护层采用砂砾石。首先回填防滑槽，再填坡面，边回填边压实，最后铺设六方预制絵块以护坡。在铺设土工膜时，要注意使土工膜与周围防渗体紧密连接，形成封闭的不透水防渗结构体，以提高防渗效果。观音寺水库施工吋在坝踵前增设一道齿墙，土工膜伸入齿墙内，齿墙兼作重力徹；坝顶增设了防浪墙，土工膜深入坝顶防浪墙整浇锚固；两岸边用开挖的“U”型槽对土工膜进行嵌固。土工膜的连接是施工的关键工序，在现场采用热焊接法，由生产厂家进行焊接。4结束语n该水库除险加固工程于2001年5月动工修建，于2001年10月全面竣工。在铺设土工膜的同时，重新翻修了排水棱体和反滤层。观音寺水库经过2001年进行防渗处理后，运行至今已14年，但经过多年观测，坝体无明显渗漏现象，防渗效果较好。5.12汶川特大地震后，同一地区采用栓心墙防渗的小海子水库出现高危险情，迎水面采用现浇磴面板防渗的同乐水库发生险情，而该水库采用土工膜防渗未岀现渗漏现象，说明土工膜防渗效果较好。近几年，我市整治了-•批小型病险水库，在小型病险水库整治过程中，很多水库运用土工膜防渗，较好地解决了土坝渗漏问题。通过以上多方面的探讨、研究，在处理小型水库及山坪塘渗漏吋，应结合实际大力推广应用复合土工膜防渗技术，能起到费省效宏的作用，并能达到预期的防渗效果。[参考文献][1]《土石坝养护修理规程》(SL210-98)[2]《水工设计手册》[3]《水工建筑物》(天津大学)