復合土工膜防滲技術在滴水崖水庫除險加固工程中的運用

□段 練（信陽市江淮水利水電工程建設監理站）

□楊傳凱（信陽市水利勘測設計院）

復合土工膜防滲技術在滴水崖水庫除險加固工程中的運用

□段 練（信陽市江淮水利水電工程建設監理站）

□楊傳凱（信陽市水利勘測設計院）

滴水崖水庫屬小（Ⅰ）類水庫，除險加固前由于大壩滲漏嚴重，多年來一直空庫運行。在除險加固工程中我們針對滴水崖水庫所具有的特殊性，經過多個方案比選，最終選定了在上游壩坡內斜鋪復合土工膜的方式進行防滲處理。水庫除險加固工程完工至今，經過近3年的運行，實踐證明了該種方式的防滲處理，不僅在施工中節約了投資，而且目前的防滲效果十分顯著。

水庫;除險加固;防滲處理;復合土工膜

1.工程概述

滴水崖水庫位于淮河水系小黃河支流的萬河上，壩址位于信陽羅山縣西南約60km處朱堂鄉保安村滴水崖組境內，是一座以防洪、灌溉為主，結合水產養殖等綜合利用的小（1）型水庫。水庫樞紐工程主要由大壩、溢洪道、輸水洞等組成。

滴水崖水庫興建時正處于“大躍進”年代，在無完整系統的勘察設計情況下倉促上馬，屬“三邊”工程；由于當時建筑材料缺乏，建筑物結構簡陋，施工質量低劣，導致壩體滲漏嚴重。

滴水崖水庫大壩為粘土心墻壩，最大壩高26m，壩頂寬4.5m，心墻頂部高程與興利水位齊平，屬窄心墻壩。根據勘察報告，粘土心墻主要由壩址區附近的坡積、沖積稻田土填筑而成，風化碎石、風化砂含量較大，且多個部位有灰色耕作土、草根莖存在；壩體代替料為就近采取的風化砂石。二者滲透系數都很大，均大于5×10-4，屬于中等透水性。

在水庫除險加固前多年的運行中，壩體滲流現異常，并伴有砂沸現象，已嚴重影響到工程的正常運用。一直空庫運行，無法發揮水庫的綜合效益。

2.防滲處理方案確定

針對滴水崖水庫大壩滲漏問題的特殊性，在設計之初曾選定了數個方案進行了比選，但因為考慮到：①滴水崖水庫地處山區，交通不便，施工作業面狹窄，大型機械無法運送至工程區；②大壩壩高，許多灌漿工藝無法施工至26m以下的壩體壩基接觸面處；③工程區附近均為山區，地質大多為強（弱）風化花崗巖，粘土異常稀缺等諸多因素，最終選定了在上游壩坡內斜鋪復合土工膜進行防滲處理。復合土工膜由長絲土工布或短纖土工布與PE土工膜經熱復合而成，有耐酸堿、抗腐蝕、耐老化等特點，具有防滲、重量輕、施工簡易、運輸方便、價格低廉、縮短施工工期等優點。

3.防滲處理設計

復合土工膜防滲體結構由基面、復合土工膜、保護層、塊石（干砌石）防護層共4層組成。

3.1 鋪膜基面設計

復合土工膜下的墊層對防滲效果十分重要，不但保護土工膜不受損壞，同時還應考慮庫水位下降時的反滲壓力，本工程為除險加固工程,滴水崖水庫為心墻壩，已經運行幾十年，將原干砌石護坡和墊層等清除,對壩坡進行整平培厚，再鋪設0.2m厚篩制粘土作為基面墊層。

3.2 復合土工膜設計

本工程所選用的復合土工膜為兩布一膜，兩側針刺土工織物的規格分別為250g/m2和400g/m2，塑膜厚0.3mm。為了減少由于施工中焊接失誤或技術原因而導致破膜現象發生，故選用4m以上的寬幅復合土工膜。

3.3 保護層設計

復合土工膜的防滲效果取決于施工和運行中塑膜的完好程度，為了防止外界作用力破壞以及減少光熱作用，膜上需要設置保護層。保護層平均厚度0.4m，分兩層，下層采用篩制的粉質粘土，厚0.2m，上層采用一般粘土，厚0.2m，但不得含有石子等雜物和刺物，再上層為壩坡護砌層。復合土工膜基層借用原壩坡代替料，基層上層為厚0.2m的篩制粉質粘土。

3.4 土工膜與邊界的錨固

土工膜上側與壩頂的錨固要使土工膜被壓在壩頂混凝土路面底部嵌固足夠長度復合土工膜，其結構形式為口寬0.6m×深0.3m的三角槽，在槽內夯填三合土；下側深入壩基溝槽內錨固，溝槽深1.0m，底部寬1m，設計邊坡為1：1。在壩肩將土工膜相應錨固在槽中。與壩肩結合處，應將表層弱風化巖石、雜屑、腐植物等清除干凈。

4.防滲處理施工要求

防滲體由內至外主要由基面墊層、復合土工膜層、上部保護層三部分組成。對它們的主要施工要求如下：

4.1 基面墊層

基面墊層為0.2m厚篩制粘土，粘土取料應選用優良土質，碾碎鋪設于陽光充足處曬干，再用孔徑不大于1mm篩子進行篩選，將篩選后的土料鋪設于壩坡上找平拍實作為基面墊層。

4.2 復合土工膜

復合土工膜在施工中主要應該注意以下幾點：

4.2.1 對原材質量應當進行仔細的檢測

使用前應由指定實驗中心對廠家提供產品的各項技術指標進行檢測，各項指標均應符合有關標準規定和設計要求。

4.2.2 鋪設中應當嚴格保證土工膜拼接質量

施工過程中應當根據工程實際所需土工膜幅寬、長度，在空曠場地嚴格按要求尺寸進行裁剪，再運送至工作面進行鋪設。兩幅土工膜間搭接長度一般為150mm左右，搭接處應保證干燥、清凈；膜與膜間連接采用自動爬行熱合機焊接，膠帶輪通過耐熱膠帶施壓，滾壓塑膜，焊成兩條寬約10mm的焊線；布與布直接連接采用手提封包機，使用高纖維滌綸絲線進行縫合，連接面要求松緊適當，自然平順，確保膜布聯合受力。

4.2.3 土工膜錨固處一定要處理得當

復合土工膜與壩頂、壩腳錨固應力求牢固，要嚴格控制，按設計錨固長度進行開挖埋設，以免由于結合部位開裂等原因而影響防滲效果。

4.3 上部保護層

上部保護層由篩制粘土層和普通粘土層組成。篩制粘土層鋪設于土工膜上，施工要求同基面墊層；普通粘土層為一般粘土，選用土料中應不含碎石、石屑及有機質物質等，將晾曬后的一般粘土均勻鋪設于篩制粘土層之上，并進行夯實，其上再鋪設大壩護坡墊層。

5.處理效果

滴水崖水庫除險加固工程已完工，交付使用至今已有近3年之久，根據水利局、運管單位及周圍居民反映，處理后的大壩，防滲效果良好，未見明顯滲透現象出現；觀測數據也反映了水庫滲漏量在規范允許范圍內。水庫現已蓄水運行，發揮著應有的灌溉效益。

2012-05-20