资源描述：
《浅谈土工膜在栗冲水库除险加固工程中的设计与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、浅谈土工膜在栗冲水库除险加固工程中的设计与应用安徽省池州市东至县水务局247200摘要：土工合成材料作为新兴材料，在小型水库除险加固中广泛应用。木文接合在栗冲水库中防渗加固案例，介绍了土工膜防渗技术情况的设计与应用,为同类条件大坝防渗设计和施工提供一些思路。关键词：复合土工膜；防渗；稳定；施工工艺1•引言土工合成材料作为新兴材料，具有质量轻、适应地基变形能力强、耐腐蚀性强、施工简便等优点，在我县已加固除险的近百座水库中得到广泛应用。工程实践证明它的防渗效果良好、经济适用、进度快，在小型水库除险加固(土石坝)中有推广使用价值。
2、2、工程概况栗冲水库位于安徽省东至县龙泉河中游，距昭潭镇6公里，水库集水面积0.88km2,总库容23.84万m3,是一座以防洪、灌溉为主，兼有养殖功能的小(2)型水库。枢纽工程由大坝、溢洪道、放水涵洞组成。大坝为粘土心墙坝，坝顶高程112.70m,最大坝高14.7m,坝顶长64m,顶宽5m,工程等别为V等。经多年运行，坝体坝身存在严重渗漏，影响下游防洪安全。因此对水库进行除险加固是非常必要和紧迫的。防渗加固设计3.1防渗方案选择确定大坝防渗处理加固措施采用冲抓回填、粘土斜墙、高压旋喷、复合土工膜等四种技术进行针对比选。以上
3、方案在技术上都是可行的，均能够达到控制坝体和坝基渗流、降低坝体浸润线的目的，但考虑到地质条件复杂、水库附近无土源、工程造价等因素的制约和限制，最终确定大坝坝体坝基防渗处理措施采用复合土工膜结合粘土截渗槽方案。3.2复合土工膜防渗结构设计3.2.1规格选择栗冲水库校核洪水位按300年一遇洪水标准，经过调洪演算，校核水位110.96m,下游水位取99.26m,承受水头11.70m,上、下游水位差低，设计膜厚采用的是0.5mm厚双光面HDPE型，产品型号规格为200g/m2/0.5mm/200g/m2,结构为两布包一膜。3.2.2
4、防渗结构设计本工程土工膜下垫层采用100mm厚砂壤土，上垫层为600mm厚粘土，保护层采用100mm厚C20混凝土预制块护坡。3.2.2.1厚度设计与校核由土工合成材料工程应用手册上查得，铺在颗粒地层或缝隙上的土工膜受水压力荷载时的厚度可采用顾浚臣(1985)薄膜理论公式：,式中：T——拉应力，为单位宽度膜的拉力(KN/m)；ε拉应变，以小数表示；P——水压力荷载(kpa)；栗冲水库校核水位为110.96m,下游地面高程99.26m,承受水头11.70m,即p取114.78kpa；a——正方形边界的边长(m)
5、；取孔隙形状近似取为a=0.008m的正方形。由式可得拉应力T与拉应变ε的函数关系为：T=0.112/,当T值取2KN/m,则ε值为0.237,其值介于膜厚0.4mm与膜厚0.75mm应力应变曲线之间，故取0.5mm厚膜符合规范要求。3.2.2.2边坡设计及稳定分析栗冲水库土工膜上垫层采用600mm厚粘土外加10cm厚C20混凝土预制块护坡保护层，下垫层采用无杂质无尖石砂砾上，根据规范可知，砂砾与土工织物间摩擦系数可达0.532,考虑水库水位降落无滞留水，本水库上游边坡设计为1：3,则坡角为1
6、8°,根据下式进行计算安全系数式中：K：安全系数f：土工织物与接触层摩擦系数，本式取0.532则K=0.532/0.324=1.6>安全系数二1・2,故稳定分析满足规范要求。设计中在膜下进行防滑固定槽开挖，间距5m,断面尺寸0.6m×0.4m（宽×高），土工膜在坝顶部埋入土层1.0m固定，确保土工膜不被拉动。3.2.23土工膜的渗漏量计算土工膜属于非孔隙介质，本水库按照达西定律进行计算式中Qg土工膜的渗透量，（m3/s）；kg土工膜的渗透系数，（m/s）；本式取l×10-12
7、m/s；ΔH——土工膜上、下的水头差（m）；本式取11.70m；A——土工膜的渗透面积，（m2）；本式取2760m2（根据与大坝坝坡接触铺设面积取值）；Tg土工膜的厚度，本式取0.5mm。由式可得，大坝渗漏量为0.68m3/So大坝经防渗处理后，渗漏量大大减小，下游坡出逸点高程大幅度降低，加固效果显著。3.2.2.4土工膜与坝基及岸坡锚固槽设计设计采用土工膜嵌入C20混凝土锚固方式，分坝基及岸坡两部分。坝基采用挖掘机明挖方式进行土石方开挖截渗槽，底宽按挖掘机履带宽度为宜，设计宽度为3m,两侧设置合理边坡，呈梯形向
8、下开挖，至相对不透不层或坚便岩层，通过肉眼观测可辨别，特殊部位可做压水试测试吕荣值确定。般此高程较下游地面已低至3・4米，洗净表面，清除杂质、淤质土、破碎石层，并沿坝轴线方向用风镐开凿锚固槽，将土工膜用C20混凝土嵌入其中，混凝土浇筑完毕后，截渗槽其余空间用粘土填筑，与膜上粘土保护层相结合
