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复合土工膜在病险水库堤坝除险加固中的应用

时间:2019-04-16 06:05:11 点击:63次

一、概述
某水库工程是一座以灌溉、防洪为主,兼有发电、养殖等综合效益的中型水利工程。正常蓄水位 136.00m,死水位 112.94m,工程等级为Ⅲ等。
二、主坝存在的问题
主坝为粘土斜墙土石坝,坝顶高程 141.0m,最大坝高 43m,坝顶宽 7m,坝顶轴线长 410.7m。上游坝坡一、二级坡坡比为 1:2.5,上游三、四级坡坡比分别为 1:3.0、1:3.5,下游坝坡从上至下坡比分别为 1:2.0、1:2,5、1:3.0。该水库属六、七十年代“三边”工程,设计前期基本无地质勘探资料,施工质量差。主坝坝体由于填土及施工质量差,防渗斜墙夯实不密实,渗透系数较大,防渗心墙上下游两侧坝壳料多为碎石或块石,结构松散,坝壳与防渗墙之间没有设置必要的反滤保护层,水平分层较明显,架空多,坝体渗漏严重,导致上游坝坡多次出现塌坑。主坝右端基岩透水性较高,存在绕坝渗漏,主坝左坝头山体岩石分化严重,存在较严重的顺层构造渗漏。
三、设计除险方案
从水库主坝历次出险情况看,主坝上游坝坡塌坑均出现在 117.0m平台以上,大部分在(132.0 ~ 138.O)m之间。根据粘土斜墙土石坝的特点结合主坝因渗漏出现的险情情况。本次主坝坝体防渗设计以 117.0m高程为界,对 117.0m高程以上的全部坝内坡面采用复合式土工膜进行防渗处理,117.0m平台以下采用坝体高压旋喷灌浆,坝基帷幕灌浆的防渗处理方案。据补充地质勘探资料,主坝两岸岸坡及左坝肩、山体上层岩石透水率在(10-100)Lu,属中等透水,为使主坝上游复合式土工薄膜与左右岸坡及左坝肩形成连续封闭的防渗体系,在主坝上游左右岸坡及左右坝肩、山体进行防渗帷幕灌浆,并在主坝左右岸坡防渗帷幕上部开挖锚固槽使防渗复合土工膜与左右岸坡及左右坝肩防渗帷幕形成连续防渗体。这样,使主坝坝基、坝身、坝肩形成封闭的、连续的防渗体系。
四、复合土工膜
根据《聚乙烯(PEl土工膜防渗工程技术规范》(SL/T231-98)有关规定,复合式土工膜应铺设至水库最高水位加一定超高值,水库最高水位加超高值后高程为 140.85m,坝顶高程为 141.0m,土工膜上部铺设至坝顶处。复合土工膜规格:防渗复合土工膜选用 2布l膜复合土工膜,膜厚 0.4mm,基布重 300g/㎡,渗透系数8.17x10-2cm/s。
复合土工膜铺设:
(1)坡面整理。
土工膜铺设之前,先将铺设范围内的原坡面杂物清除,根据土工膜铺设对坝坡坡比的要求进行整坡。坡面表土挖除(30 ~ 50)cm,同时彻底清除树根杂草,坡面整修要求平顺、密实,坡面回填部位需开挖结合槽。沿坝坡每隔 8.0m开挖防滑槽,槽深 1.3m,槽底宽 0.5m。
(2)土工膜铺设。
将土工膜沿坝坡自下而上纵向铺设,回填保护层与铺设土工膜同步进行,先填防滑槽,再填坡面,边填边夯实,土工膜保护层分为三层:其下层为厚 250mm的中粗砂,上设 250mm厚卵石,卵石上层为厚 120mm的 C15混凝土现浇板,土工膜在坝坡与岸坡结合处开挖梯形槽,用 C20W6F100素混凝土埋固好,与防渗帷幕结合形成防渗连续体。土工膜底部埋人坝体高压旋喷灌浆形成的防渗连续体内,土工膜顶部埋入坝顶部固定槽内。土工膜铺设时不能拉得太紧,以免受压破坏。两岸坝坡帷幕灌浆及土工膜混凝土梯形槽锚固施工顺序:先开槽浇注第一期混凝土,然后在混凝土梯形槽上钻孔进行两岸坝坡帷幕灌浆,帷幕灌浆施工完毕后再用锚栓及压板进行土工膜锚固,最后进行第二期混凝土浇注。
五、复合土工膜施工质量控制
复合土工膜的铺设,是该防渗工程施工的关键,施工质量控制包括材料采购,进场铺助材料质量控制,施工操作过程控制,施工完工质量检测等。
(1)材料采购,结合工程实际及所选复合土工膜的规格,确定复合土膜的质量标准、几何尺寸,选择生产规模较大,产品质量符合要求的生产厂家进行招标采购。珠江三角洲有数座病险水库大坝治理中选用了该厂生产的复合土工膜,通过近几年的使用,取得了较好的效果。
(2)材料质量控制。进行的复合土工膜必须有厂家提供的合格证书,性能及特性指标和使用说明书。复合土工膜进场后,随机抽取复合土工膜,对具性能指标委托有资质的水利科学研究机构或实验中心进行复测,复测结果全部合格。
(3)施工操作过程控制。复合土工膜铺设前合作好施工组织设计,应严格按产品的操作规程、说明。铺设方法和技术措施,施工人员进行铺设时,严格穿钉鞋,以防踩坏土工膜,做到随铺随压,复合土工膜铺设要与保护层铺设相协调。拼接中复合土工膜焊缝质量是拼接关键,施工中尤其要加强接缝检测,检测方法有:目测法:复合土工膜焊接好后,观察有无
漏接,接缝是否烫损,有无褶皱,是否拼接均匀等。现场检漏:现场检漏有两种①充气法:焊缝为双条。两条之间留有约0mm的空腔,将待测段两端封死,插入气针,充气至(0.05 ~ 0.20)MPa,静观 0.5min,观察真空表,如气压无下降,表明不漏、焊接合格,否则要查明原因及时修补。②充水法:焊缝为双条,两条之间留有约 10mm的空腔,将待测段一端封死,另一端插入水针,充水至(0.05 ~ 0.20)MPa,如无水从孔腔漏出,表明焊缝合格,否则要查找原因及时修补。充水法较充气法有以下优点:直观性好,便于及时发现问题,设备简便,操作简单,在现场便随时随地检查和抽查。鉴于以上优点,质检部门及甲方联合抽样检查,实行逐段认证签证,对于虚焊、漏焊接缝应及时进行补焊,并对补焊部位进行充水检测,直至验收合格后,才可以进行下道工序。
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