复合土工膜防渗技术在五二水库除险加固工程中的应用

《复合土工膜防渗技术在五二水库除险加固工程中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、复合土工膜防渗技术在五二水库除险加固工程中的应用11122赖翼峰邓坚陈向日钱树生姚少雄（1广东省水利水电科学研究院，广州，510610；2广东省水利厅）摘要：在五二水库除险加固工程中应用复合土工膜防渗技术取得了十分显著的效果，本文以复合土工膜的选择、设计及施工技术要点为主线介绍了该防渗技术的应用情况。1工程概况五二水库位于漠阳江支流，新兴县天堂镇五二村境内，距新兴县城约48公里。水库流域面积231.1km，库容19万m，灌溉农田500亩，解决6000多人饮用水问题，是一宗防洪、灌溉、居民饮水相结合的小（二）型

2、水库。五二水库按二十年一遇洪水设计，二百年一遇洪水校核。工程主要建筑物有均质土坝、溢洪道和放水涵。土坝顶长54.6m，最大坝高20.6m；开放式溢洪道，净宽5.0m；放水涵内径0.4×0.4m，放水开关为斜卧管（级窦放水）。33工程于1972年11月开工，1974年4月建成。原设计总库容11万m，兴利库容为8.5万m，最大坝高14.6m。1980年10月为满足农业用水需要，对土坝进行了加高，最大坝高到20.6m，加3高6.0m，兴利库容提高到11.5万m。限于当时的经济社会条件，水库设计标准低，配套设施不够完

3、善，施工也较为粗放。经过近30年的运用，工程建筑物老化，存在工程隐患。危及水库安全并影响正常效益的发挥。主要问题如下：(1)坝体施工时采用人工上土，未经机械碾压，坝体透水性较强，主坝渗水量大，水库一直不能蓄水至设计水位；(2)主坝迎水坡块石风化破碎，浪蚀土体较严重；背水坡没有排水沟和上坝步级，坝面受雨水侵蚀造成表土流失；反滤体堵塞；溢洪道为木制闸门，底板侧墙批荡砂浆剥离，砌石松动，泄洪时水流沿底板渗入山体，出流不畅，因此已废弃多年无法使用；(3)放水斜卧管（级窦）漏水严重，涵管底淘空断裂，危及主坝安全；(4)

4、没有进库道路及管理用房等。2除险加固内容及实施效果为确保水库安全运行并发挥正常效益，亟须进行除险加固。五二水库除险加固及配套建设的主要内容有：(1)主土坝土工膜防渗处理，确保水库正常蓄水；(2)改建溢洪道：砌筑实用堰，底板侧墙衬护；(3)级窦放水涵改为虹吸式放水涵；(4)新修进库道路3.5km及水库管理用房98平方米。除险加固工程于2001年10月陆续开工，2003年4月完工并蓄水。从蓄水情况来看，除险加固工程效果良好，水库渗漏基本消失，水库水位顺利达到设计水位；虹吸放水涵及溢洪道运行正常。下面仅对复合土工膜

5、防渗技术在该水库除险加固工程中的应用情况进行总结。3防渗方案的选择一般来说，已建水库的渗漏处理原则是“上堵下排”。“上堵”措施可分为三大类：水平防渗、迎水坡斜坡防渗和坝身垂直防渗。水平防渗有粘土水平铺盖和水下抛土等；迎水坡斜坡防渗有粘274土贴坡、坡面钢筋网混凝土防渗和铺设土工膜防渗等；垂直防渗有混凝土防渗墙、高压定向喷射板墙、粘土截水墙、坝顶开槽并铺设土工膜直立防渗、灌浆等。“下排”主要指背水坡排水，有开沟导渗、做反滤体等。在确定防渗措施之前，必须对坝体、坝基进行钻探，综合考虑各方面的因素，其中最主要的是坝

6、址的水文地质条件，要了解河床覆盖层情况，有无相对的不透水层、厚度及其连续性，砂砾石层平面与空间的分布、级配、渗透系数等等，据此分析渗漏的主要原因，确定有效而经济的防渗措施。五二水库为均质土坝，施工时坝基清挖不彻底，施工采用水中倒土法和土上浇水法填筑。[1]地质钻探资料表明：筑坝土料多为附近山坡风化残积砂砾土，土料粗细不均，砾石成分为强风化砂岩，砾径多在2～6cm之间，密实度差，透水性中等；坝基不存在软弱土层及渗透性大的砂卵石层，基底为坚硬的岩石。据此分析，五二水库渗漏主要是坝体渗漏。因此，可采用“上堵”措施中

7、的迎水坡防渗或坝身垂直防渗来解决渗漏问题。对土坝坝体的渗漏缺陷，我省常用的处理方法是灌浆。灌浆的原理简单，处理效果也有保证，尤其在坝基存在渗漏通道和两岸山体存在裂隙的情况下效果良好。但工程投资较大。考虑到坝址附近地区粘土料场和对外交通情况，经技术经济比较，本工程决定选用复合土工膜铺设于上游坝坡的防渗措施。4复合土工膜的选择随着现代高分子化学工业的飞速发展和石油冶炼工艺的提高，合成纤维新品种和高分子合成的新型材料不断出现和改进，土工膜就是这些人工合成材料的一种。-10土工膜是具有高阻水防渗功能（渗透系数k≤1×

8、10cm/s）的土工合成材料，其用于渠道防渗已有50多年的历史，但用于坝工（土坝、混凝土坝）的防渗还是近十余年的事。初期，人们对土工合成材料的使用寿命存在较多的顾虑，这个问题对于土工膜的研究人员、生产厂家及设计人员，即使是化学家们来说，也都难以作出明确的回答。国外检测结果发现，聚乙烯（PE）薄膜用于防渗结构埋设于地下，运行十余年后性能仍然稳定；前苏联150多座土坝使用聚合物土工膜防渗，二十余年效果仍