土工材料在水庫除險加固的應用方案

 土工材料在水庫除險加固的應用方案

一、概況

　　頓頭坑水庫位于蕉嶺縣文福鎮，是一座小（二）型水庫，1974年動工，1975年竣工投入運行。水庫集雨面積為3.5平方公里，正常水位為202.3米（假設高程、下同）、相應庫容為86萬m3，壩頂高程為210.74米，壩長220米，壩頂寬為3米，前坡坡比為1:2.5、后坡坡比為1:2，泄洪洞底高程為202.3米、寬2米、原設計最大下泄流量為16.4m3/s，壩底左岸設置有一個混凝土輸水涵，最大下泄露流量為1.5m3/s，水庫灌溉耕地1375畝，灌溉水田面積1200畝，受益人口2300人。

　　頓頭坑水庫興建時，由于當時的客觀原因，質量差，資料不全，經過運行多年發現，堤身滲漏嚴重反濾體偏低，設施不完善，壩前坡沖刷嚴重，壩后坡多次出現“牛皮漲”等問題。

　　經過分析比較，診斷為壩體滲漏嚴重，對頓頭坑水庫盡快對壩體進行防滲處理，減少壩體滲流量。保證水庫安全運行，充分發揮效益，為區域經濟發展發揮更大作用。

　　二、防滲處理技術方案的確定

　　總結土壩壩體的除險加固方案，一般是進行防滲補強，采用方法有加高培厚土壩、鋪設土工膜、填充灌漿等，但常用方案有：高壓噴射灌漿、劈裂灌漿、混凝土防滲墻、M7.5漿砌石表面層批擋等。

　　我們對四種方案的運用情況、防滲效果、施工速度及工程造價進行比較、分述如下。

　　高壓噴射灌漿

　　高壓噴射技術是20世紀80年代從日本引進的，在二十多年的運用中，施工工藝不斷完善，施工技術不斷提高。高壓噴灌成孔率高施工速度快，工程造價也比較適中，但施工產生廢物較多，環境污染較大。

　　劈裂灌漿

　　劈裂灌漿是20世紀70年代發展起來的土壩灌漿技術，在土壩壩體防滲加固中收到了較好的效果。劈裂灌漿可就地取材，工程造價低，施工設備簡便，但施工質量難以保證，防滲效果也難以得到保證。

　　M7.5漿砌石面層加批擋

　　用M7.5漿砌石表面加批擋防滲，雖然是對壩坡的穩定有利，但土壩特性不穩定，還會產生局部沉陷，比較容易出現裂縫，從而降低防滲效果。因此，用M7.5漿砌石表面加批擋防滲通常還需要加上灌漿防滲技術。

　　土工膜防滲

　　土工膜是一種新的防滲技術，土工膜防滲因膜為柔性，能較好地適應壩體沉陷、變形且膜的不透水性能好，用于壩體防滲較為理想。由于水庫壩坡的坡比均在1:2以上，因此，邊坡自身穩定不成問題。

　　經以上四種方安比較后，根據頓頭坑水庫的位于比較邊遠的山區，不利于材料運輸的實際情況，同時，水庫要保證耕地灌溉和人畜用水，不宜長時間的放空庫容，應盡快恢復水庫的作用。決定采用土工膜進行防滲處理。

三、工程施工

　　壩前坡整治和復合土工膜的防滲施工

　　1、復合土工膜的裁剪

　　復合土工膜幅寬4米，長度視現場需要，由生產廠家在廠內剪裁好適宜的長度卷成卷。除錨固端外，其余三邊預留10cm寬拼接縫帶，以便施工時膜與膜的拼接。

　　2、清基和削坡

　　將堤坡上的草皮、樹根和石尖等全部清除干凈，以免被石尖和樹根等捅破土工膜，然后按設計斷面進行削坡，對局部較松軟的坡面和虧坡斷面進行處理，做到坡面平整。

　　3、設粗砂下墊層

　　坡面平整后，墊一層粗砂。

　　4、復合土工膜的敷設

　　壩坡土工膜從壩頂至坡腳沿垂直于壩軸線方向緩慢滾放鋪設；坡腳平臺，水平平行壩壩軸線方向滾放鋪設。鋪開后，人工抻平找正。坡面復合土工膜與坡腳平臺復合土工膜在護坡齒墻以上。鋪設時松緊適度，寬裕度約為1.5%，避免應力集中，也有利于拼接。鋪設要求復合土工膜與粗砂墊層吻合平整，無凸起褶；坡面轉變處，在現場實際放樣剪裁。

　　復合土工膜時鋪蓋上層鋪設碎石屑保護層，以防風吹，且能保護復合土工膜不被損傷。

　　為了防止人為損傷復合土工膜，禁止方式人員穿硬底鞋或帶釘鞋，禁止往復合土工膜上扔雜物。

　　5、復合土工膜的拼接

　　土工膜的拼接由廠家派技術人員在現場完成。拼接設備為廠家自帶TH—1型雙驅動自行式土工膜焊接機。正式拼接前，根據施工氣溫進行試焊，確定行走速度和施焊溫度。一般掌握行走速度1.5~2m/s，施焊溫度18~22攝氏度。拼接焊縫10cm，焊縫兩道，每道寬10mm，兩道焊縫間有12mm寬的空腔。用此空腔來檢查其焊接質量。

　　焊接前必須清除膜面上的砂子、泥土等臟物，保證膜面干凈。

　　施焊前，在拼縫部位的底下墊一條長木板，以便焊機在平整的基面上行走，保證焊接質量。

　　土工膜拼接檢驗格后，即進行面層土工膜的縫接。縫接也由廠家派出技術人員完成。布與布的縫接采用手提式封包機、滌綸線丁字形縫接。縫合面要求松緊適度，縫接平順。

　　6、復合土工膜的錨固

　　復合土工膜的上端錨固。復合土工膜上端錨固長度17cm，道德在混凝土齒墻墻基的錨固部位錨定5mm×50mm的氯丁橡膠條帶墊片，然后用5mm×4mm的氯丁橡膠條帶和0.75mm厚的鋼帶做壓片，將復合土工膜用射釘錨固在混凝土齒墻墻基上，釘距15cm，最后用混凝土回填封堵。混凝土厚20cm。

　　復合土工膜的下端錨固。復合土工膜下端錨固于堤基垂直防滲的混凝土截水墻頂外側上。待鋪設復合土工膜時，再將復合土工膜下端陽錨固在該垂直平面上。其錨固方法同上端的錨固。

7、保護層的鋪設在復合土工膜的上面均勻鋪設20cm厚砂礫上墊層，平拍實后鋪設12cm厚的混凝土預制板。

　　四、結語

　　頓頭坑水庫從除險加固后經過一年運行的情況來看，壩后壩再沒有出現“牛皮漲”，后坡也沒有出現發現濕潤的現象，從而證明了土工膜技術的可行性

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