土工合成材料在大壩防滲與導(dǎo)滲中的應(yīng)用(2)

　　2、土工合成材料在病險庫加固中的應(yīng)用
　　近幾年，全國各地的病險水庫由于年久失修，管涌或者潰壩的事故時有發(fā)生，造成了巨大的經(jīng)濟損失。病險庫數(shù)量多，施工條件復(fù)雜，工期短，將質(zhì)量輕、運輸方便、施工簡易的土工合成材料正確推廣應(yīng)用到病險庫加固當中，具有深遠意義。

　　白土坑水庫位于新疆瑪納斯縣境內(nèi)，為中型平原水庫，始建于1962年。壩軸線長7.0km，壩型為均質(zhì)土壩，最大壩高7.00m，上游壩坡1：2，采用小型砼板護坡，下游壩坡1：1.5～1：2.0不等，壩頂寬度2～4m，壩后無濾水壩腳。壩體填筑質(zhì)量較差，干密度值平均僅為1.43g/cm3，滲透系數(shù)6.4×10-4cm/s，長期處于軟塑狀態(tài)，壩體內(nèi)浸潤線高，壩體滲水嚴重，壩后形成大片沼澤濕地，后壩坡腳有發(fā)生管涌或流土的滲透破壞危險，大壩上下游壩坡抗滑穩(wěn)定計算均不滿足規(guī)范要求。大壩壩基未做任何處理，壩基2～4m以上為粉砂與粉土層，滲透系數(shù)較大0.79×10-4cm/s，以下土體結(jié)構(gòu)性較好，滲透系數(shù)在1.27×10-5～6.48×10-6cm/s，為較好的隔水層。該水庫多年來，一直低水位運行，達不到原設(shè)計標準。2001年大壩安全鑒定為三類壩，屬病險庫，需進行除險加固。

　　鑒于該水庫壩型為均質(zhì)土壩，且為老壩體加固，因此在前壩坡上鋪設(shè)復(fù)合土工膜進行防滲，該方法簡單易行、施工速度快、可以有效降低壩體內(nèi)的浸潤線高度，增大壩體內(nèi)的干燥區(qū)，提高土體內(nèi)摩擦角，從而提高壩體的抗滑穩(wěn)定安全性。壩基進行垂直鋪塑，塑膜與壩面復(fù)合土工膜連為整體。后壩坡按1：2.25培厚，新老壩體間設(shè)褥墊式排水體。

　　根據(jù)承受的水壓力和下墊層，經(jīng)計算，前壩面的復(fù)合土工膜采用兩布一膜（200g/m2/PE0.5/200g/m2），其物理力學(xué)指標為：抗拉強度18KN／m，延伸率56.4％，CBR頂破強度2.8KN，垂直滲透系數(shù)1.0×10-12cm/s，幅寬6.0m.先將已損壞或脫落的原砼護坡板用細石混凝土填補平整，再鋪7.5cm厚細砂墊層，然后鋪復(fù)合土工膜，膜上鋪75cm厚的砂礫石防凍層，再澆筑20cm的混凝土護坡板。復(fù)合土工膜上部折埋在壩頂附近，下部與垂直鋪塑膜焊接在一起。（圖4）復(fù)合土工膜的拼接方法同前述。

　　壩基垂直鋪塑是一種新的淺基礎(chǔ)防滲技術(shù)，鋪塑深度可達8m左右，開溝寬度只有20多厘米，是解決水庫淺層透水地基滲漏嚴重及延長滲徑減小壩后坡腳滲透比降的有效方法。垂直鋪塑適用于粉土地基；對于粉砂地基施工中必須做好泥漿固壁，施工速度要快，否則易塌壁。鋪塑塑膜采用厚0.3mmPE膜，設(shè)計深度應(yīng)深入粘土層內(nèi)1.0m，鋪完塑的溝槽采用粘土漿充填。鋪塑機先將基土破開，然后將事先卷繞在鋼管上的塑膜垂直放入槽內(nèi)，由鋪塑機牽引向前移動。鋼管上的塑膜用盡前應(yīng)予留1.5倍的槽深長度，將塑膜拿出溝槽，洗凈擦干后用自走式熱熔雙縫焊機焊接。局部破損的塑膜補漏，可采用PVC膠合劑粘接，粘接寬度不小于15cm，春秋季固化時間不少于12h，要求粘貼牢固、均勻、可靠。塑膜槽口外漏段，應(yīng)敷土加以保護，避免陽光直接照射。壩基鋪塑塑膜上部要與前壩坡的防滲復(fù)合土工膜焊接，形成完整的防滲體，降低壩體內(nèi)浸潤線，增加壩體穩(wěn)定，達到除險目的。

　　該水庫原下游壩坡腳未設(shè)濾水壩腳，鑒于后壩坡培厚，因此，在新老壩體間設(shè)壩體內(nèi)褥墊式排水體。采用重量輕、鋪設(shè)方便、造價低的無紡布代替反濾料，無紡布上部壓天然級配的砂礫石料（含泥量<8％）。無紡布的選擇對反濾效果有很大的影響，應(yīng)按照保土性、透水性、防堵性三個原則進行設(shè)計選型，詳見《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》，根據(jù)計算結(jié)果，選擇400g／m2的針刺無紡布。無紡布的接縫采用搭接形式，搭接寬度不小于10cm.

　　白土坑水庫2001年底除險加固全部完工，經(jīng)過兩年的運行觀察，防滲效果較明顯，壩后積水或沼澤消失，地下水位降低至1.5m以下，水庫達到了設(shè)計要求，取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

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