復(fù)合土工膜在平原書(shū)庫(kù)筑壩技術(shù)及防滲中的應(yīng)用

【摘要】文章根據(jù)臨澤縣新華水庫(kù)中復(fù)合土工膜除險(xiǎn)加固的施工情況，講解了復(fù)合土工膜在一些大壩中關(guān)于防滲處理方面的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】復(fù)合土工膜；大壩；防滲設(shè)計(jì)；施工要求

1、大壩設(shè)計(jì)

1.1 確定壩型和壩頂?shù)膶挾取＝Y(jié)合水庫(kù)的實(shí)際情況再依據(jù)大壩設(shè)計(jì)中相關(guān)的規(guī)定，可知大部分壩頂?shù)玫膶挾仍?.8米-4.5米之間。

1.2 設(shè)計(jì)壩體結(jié)構(gòu)。拆除壩腳以上原來(lái)的壩坡塊石護(hù)面，把壩前雜物和淤泥清除然后用拍板將壩的表面打緊，平整。整平后在壩體砂土上直接壓上土工膜。復(fù)合土工膜上設(shè)中細(xì)砂防護(hù)層，防護(hù)層厚度為0.2米，在此之上鋪設(shè)砂礫石墊層料厚度為0.4米，頂部砌體斜率為1：3的30厘米長(zhǎng)的石護(hù)坡。在壩體上鋪設(shè)的土工膜海拔1408.0米。開(kāi)挖溝土壤壓力?固方式可以采用頂部的復(fù)合土工膜。槽成梯形截面形式，設(shè)置和開(kāi)挖后將土工膜彎曲后壓實(shí)。梯形截面的深0.5米，邊坡比為1：0.5，底面的寬為0.5米。選用SN2/PE-16-300-0.3規(guī)格的復(fù)合土工膜在壩前鋪蓋和壩坡處，也就是兩布一膜，即PE復(fù)合土工膜。

將坡腳大壩上游坡的腳下的淤泥及一些雜草進(jìn)行清理并確定和0.2米厚淤泥表面的粉土和腐殖土的質(zhì)量，將剩下的淤泥質(zhì)粉細(xì)砂夾腐殖質(zhì)黏土層進(jìn)行整理，清除植物根須和表層上的雜物，可以鋪設(shè)0.3毫米厚復(fù)合土工膜在清基層上，再自上而下鋪設(shè)中細(xì)砂防護(hù)層和砂土保護(hù)層在復(fù)合土工膜上，厚度分別為0.2米和0.6米，長(zhǎng)為10米。將復(fù)合土工膜埋到挖掘深度1.5米的地方的后將之填平。

2、設(shè)計(jì)大壩的防滲處理

針對(duì)實(shí)際情況，結(jié)合現(xiàn)狀壩型及當(dāng)?shù)亟ㄖ牧蠣顩r，壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇為土工膜鋪蓋防滲方案。土工膜鋪蓋防滲方案具體措施如下：拆除壩坡處的砌石，清除表層雜物及植物根須，坐落在壩坡及距壩底15米內(nèi)的庫(kù)區(qū)的地方，整理平整后在設(shè)計(jì)水位超過(guò)0.3毫米厚的位置鋪設(shè)復(fù)合土工膜，長(zhǎng)為10米的水平鋪蓋。壩坡自下而上鋪設(shè)中細(xì)砂和砂礫石墊層石在復(fù)合土工膜上厚度分別為0.2米、0.4米，最上砌筑0.3米厚塊石。從上到下鋪設(shè)0.2米的防護(hù)層和厚度是0.6米的砂層在水平鋪蓋復(fù)合土工膜上。

3、關(guān)于復(fù)合土工膜的設(shè)計(jì)方法

3.1 基本材料的準(zhǔn)備及選擇。復(fù)合土工膜相關(guān)因素有下墊層的粗糙度，彈性模量、鋪設(shè)范圍內(nèi)材料允許的最大拉應(yīng)力，最大水頭以及覆蓋表層上的最大粒徑等，在設(shè)計(jì)時(shí)除了考慮土工膜的厚度主要由水壓力的強(qiáng)度要求還應(yīng)該要考慮的應(yīng)用條件有暴露、埋壓、使用壽命、氣候等，確定設(shè)計(jì)厚度及實(shí)際厚度時(shí)一定要按國(guó)家現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。復(fù)合土工膜防滲結(jié)構(gòu)組成的三層分別為上層膜基礎(chǔ)、復(fù)合土工膜防滲層、保護(hù)層。

3.2 基面上的鋪膜過(guò)程。依據(jù)工程在施工中的實(shí)際情況，用拍板將表面打緊，平整。在清理完壩前壤土層上的淤泥和一些雜草雜物之后，整平后將土工膜鋪在在壩體上并用砂土壓上。

3.3 防護(hù)層設(shè)計(jì)。施工時(shí)以及運(yùn)行過(guò)程中塑料膜的完好程度與復(fù)合土工膜的防滲效果有關(guān)，由于復(fù)合土工膜是高分子化纖聚合物，故應(yīng)特別避免陽(yáng)光直射上一般要鋪防護(hù)層，另一方面也可以防止人畜踐踏，動(dòng)植物的破壞，還可以減少光熱作用。大壩護(hù)坡層分為細(xì)沙層，砂礫石墊層和干砌筑，并從內(nèi)到外建立，細(xì)砂層，砂礫石墊層，干砌筑的厚度，分別是0.2米，0.4米，0.3米。設(shè)置土工膜覆蓋層保護(hù)層在大壩的表層。防護(hù)層從下面到上面有兩層，上面采用的是砂土料，厚度為0.6米；下層采用的是中細(xì)砂，厚度為0.2米，為了防止破壞復(fù)合土工膜防護(hù)層在回填前應(yīng)該把較大石塊等其他雜物挑出。

3.4 連接設(shè)計(jì)復(fù)合土工膜。開(kāi)挖溝槽中土壤壓力錨固方法是在復(fù)合土工膜底部和周?chē)约胺凵叭劳恋牡鼗帯２蹜?yīng)該挖掘梯形截面形式，壓實(shí)后的土工膜是彎曲形式。梯形截面的深度是1.1米到1.4米，底寬是1米，坡的比例是1：1。

3.5 抗滑槽的設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)水位線(xiàn)之上0.5米處設(shè)置抗滑槽可以加大膜料與防護(hù)層、膜料與壩體之間的摩擦系數(shù)，它的結(jié)構(gòu)大小的深度為0.5米，底部寬0.5米，坡1：0.05的比例。可以參考有關(guān)大壩護(hù)坡層的穩(wěn)定性分析方法在計(jì)算來(lái)計(jì)算。在K=f/tg時(shí)：坡度角α，α=21.8°；f為土工膜和防護(hù)層的摩擦系數(shù)，在飽和狀態(tài)下：f=0.50；在干燥狀態(tài)下：f=0.55；K為安全系數(shù)。

4、復(fù)合土工膜施工步驟

4.1 建復(fù)合土工膜。復(fù)合土工膜的防滲體系建設(shè)是工程中的關(guān)鍵。在進(jìn)行材料的采購(gòu)、鋪設(shè)、接縫、上覆保護(hù)層、檢查等施工過(guò)程中不能有半點(diǎn)馬虎。

4.2 復(fù)合土工膜的焊接。一般先在地面上拼接焊接好，然后再運(yùn)往需要鋪設(shè)，焊接的大壩處的方法可以加快焊接施工的進(jìn)度和提高焊接的質(zhì)量，在正式對(duì)每條焊縫施焊前，先使用長(zhǎng)0.1米，寬0.2米的復(fù)合土工膜材料進(jìn)行焊接試驗(yàn)，焊縫在看著合格后正式焊接、合格的焊接測(cè)試的樣品再用抗拉強(qiáng)度的方法進(jìn)行測(cè)試。可以使用熱焊接方法，搭接縫焊接合格特殊的焊接機(jī)，搭接寬約0.1米在焊縫上。

4.3 關(guān)于復(fù)合土工膜的施工要點(diǎn)

4.3.1 復(fù)合土工膜的鋪設(shè)不能繃?yán)^(guò)緊，應(yīng)該力求使其平順，松緊應(yīng)該適度，復(fù)合土工膜之間不留空隙應(yīng)該與土面密貼。

4.3.2 相鄰復(fù)合土工模塊之間可用用搭接或縫接拼接使其拼接。平地搭接之間的寬度可以取0.3米，極坎土或不平地面不能小于0.5米。

4.3.3 應(yīng)該用可靠方法使其固定，防止滑動(dòng)。

4.3.4 回填時(shí)，壓實(shí)過(guò)程中不能使用重型機(jī)械或振動(dòng)使其壓實(shí)，也不能損壞復(fù)合土工膜。

4.4 復(fù)合土工膜保護(hù)層建設(shè)施工步驟。為防止紫外線(xiàn)照射、人畜以及動(dòng)植物破壞在復(fù)合土膜鋪設(shè)質(zhì)量檢查合格以后，壩坡防護(hù)層從內(nèi)到外可以設(shè)置中細(xì)砂層，干砌筑、砂礫石墊層。其厚度跟前面保持一致。

5、總結(jié)

現(xiàn)在，土工膜這種新型防滲材料在我國(guó)已廣泛應(yīng)用于土木工程，環(huán)境和水利工程，即使土工膜防滲工程中的應(yīng)用用很多優(yōu)點(diǎn)，但是我們也應(yīng)該清醒的認(rèn)識(shí)到復(fù)合土工膜仍是一種新材料，工程土工膜的一些理化性質(zhì)還有待進(jìn)一步了解。復(fù)合土工膜的使用需要水利工作者的共同努力，土工合成材料的功能和特性及其在工程實(shí)踐中的成功應(yīng)用，吸引了全國(guó)各地的相關(guān)部門(mén)的充分重視，土工合成材料開(kāi)始應(yīng)用在一些國(guó)家大型重點(diǎn)工程，并獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。