土工膜土石坝
黏土斜墙结合土工膜构造双重防渗体系在水库大坝设计中的应用
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黏土斜墙结合土工膜构造双重防渗体系在水库大坝设计中的应用摘要:黏土是一种传统的天然防渗建筑材料,具有一定的防渗性能,在传统大坝设计中运用较多,但也存在一定的弊端。
土工膜是近些年探索采用的一种防渗材质,是一种高分子材料,具有良好的防渗性能,在水库大坝的防渗设计中得到了广泛应用。
本文以重庆市丰都县吕家沟水库的大坝为例,重点讨论了黏土斜墙和土工膜的特点和性能,然后利用各自优势共同构造双重防渗体系的应用分析,以供商榷。
关键词:黏土斜墙;土工膜;防渗;水库大坝;设计引言:随着国家对工程的合理使用年限和耐久性的重视和对水利工程安全性的要求不断提高,土石类水库大坝的防渗体系设计变得越来越重要。
防渗技术的选择是确保大坝运行安全的关键点,黏土斜墙防渗是一种利用当地材料的传统防渗技术,通过压实黏土提高密实性能,可以有效地防止水流渗透破坏,形成防渗体系。
土工膜是一种通过对聚合物特殊工艺制造具有防渗、耐腐蚀、耐老化等优异性能的材料,在防渗设计中得到了广泛应用。
1 工程概况吕家沟水库坝址位于重庆市丰都县,水库总库容31.60万m3,为Ⅴ等小(2)型水库,水库功能为当地提供供水和灌溉。
据地质调查,水库区域出露侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)地层,岩性主要为暗紫红色砂质泥岩、泥岩互层。
河流两岸岸坡及河谷堆积第四系主要为残坡积(Q4eld)粉质粘土层,特征表现为灰褐色,可塑状,稍有光泽,沾手,可搓成直径3mm长条,一般无摇震反应、韧性中等、干强度中等,可开采利用。
通过对地形地貌、地层岩性的分析,表明该水库具备采用当地材料进行筑坝的条件。
经综合分析比较后,采用坝型为黏土斜墙(土工膜)防渗石渣坝,为土工膜和黏土斜墙共同组成防渗体系。
大坝最大坝高31m,坝轴线长173m,坝顶宽6m。
上游坝坡坡比为1:2.5,下游坝坡坡比为1:2.2和1:1.5。
坝体由上及下为坡面防护防渗区、斜墙防渗区、级配反滤区、土石过渡区、石渣坝壳区(含坡面防护)、堆石排水棱体。
土石坝
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3.坝面排水
除了干砌石或堆石护坡之外,下游坝坡 均须设置坝面排水,排水应包括坝顶、坝坡、 坝头及坝下游等部位的集水、截水和排水措 施。同时,坝坡与岸坡连接处也应设排水沟, 其集水面积应包括岸坡积水面积在内。
土石坝优点: 就地取材,节省三材; 筑坝经验丰富; 对地形、地质条件适应性强; 施工技术简单;便于维修、加高、培厚和扩建。 因此,在国内外应用十分广泛。据统计,国内
已建成的八万多座水坝,土石坝约占90%左右。
密云水库(土坝)
水布垭水库(湖北清江)
水 布 垭
施工中的水布垭水库
坝顶上游侧宜布置防浪墙,墙顶应高于坝顶1.00~ 1.20m,墙底必须与防渗体紧密结合。
防浪墙应做成坚固不透水的结构。
尺寸应根据稳定和强度条件确定,并设置变形伸缩缝和做 好止水措施,如图5-24所示。
0.5
1.20 0.25
129.4 3%
心墙
沙壳
0.4 黄泥灌浆碎石 路面厚0.2m
干砌石护坡:国内使用较多,一般采用单层干砌形 式、厚度0.2~0.3m,通常在石料丰富且砌石费用便宜 的地区可以考虑采用。
卵石或碎石护坡:
适用于由砂或砾石填筑的下游坝坡,卵石或碎石的 粒径应为5~10cm,厚度40cm。
钢筋混凝土框格填石护坡:
适用坝坡较陡、仅仅采用卵石或碎石护坡不稳定且 不适宜采用草皮护坡的情况。框格尺寸一般为4~ 5m×4~5m,框条宽0.2m,厚0.3m,在框格中填卵石 或碎石。
土石坝PVC复合土工膜防渗心墙施工工法
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土石坝PVC复合土工膜防渗心墙施工工法土石坝PVC复合土工膜防渗心墙施工工法一、前言土石坝是一种常用的水利工程方式,其核心要素之一就是防渗措施。
土石坝PVC复合土工膜防渗心墙是一种先进的防渗技术,能够有效地防止水流通过土体,提高土石坝的防渗性能。
本文将详细介绍土石坝PVC复合土工膜防渗心墙施工的工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点土石坝PVC复合土工膜防渗心墙的工法特点如下:1. 防渗性能优异:PVC复合土工膜具有优异的防渗性能,能够有效隔离水流,确保土石坝的防渗效果。
2. 施工简便快捷:相比传统的混凝土心墙,PVC复合土工膜的施工更加简便快捷,能够大大缩短施工周期。
3. 适应性广泛:土石坝PVC复合土工膜防渗心墙适用于各种规模的土石坝,可应用于多种土质条件和水位要求的工程。
4. 经济效益显著:相对于传统的混凝土心墙,土石坝PVC复合土工膜防渗心墙的施工成本更低,经济效益明显。
三、适应范围土石坝PVC复合土工膜防渗心墙适用范围广泛,可应用于各种规模和类型的水利工程,包括水库、湖泊调蓄工程、堤坝、运河、水渠等。
不论是基础较好的土石坝还是土质条件较差的工程,都可以采用该工法来提高工程的防渗性能。
四、工艺原理土石坝PVC复合土工膜防渗心墙的工艺原理主要包括以下几个方面:1. 确定心墙位置:根据设计要求和现场实际情况,确定心墙的位置和长度。
2. 土工膜安装:首先在心墙位置进行挖坑,然后铺设PVC复合土工膜,保证膜与土体紧密结合。
3. 埋填土料:将合适的土料填充到复合土工膜两侧,形成辅助防渗层。
4. 复合土工膜折返与覆盖:将复合土工膜余量折返到土面进行覆盖,确保防渗性能。
5. 复合土工膜的连接与修补:对复合土工膜进行连接和修补,确保膜与膜之间不漏水。
五、施工工艺1. 心墙位置的确定:根据设计要求和现场条件,确定心墙的位置和长度。
复合土工膜在土坝防渗中的应用
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复合土工膜在土坝防渗中的应用【摘要】土坝防渗问题往往为施工人员所重视,做好土坝的防渗工作,才能够更好地保证水利工程的正常运行。
在防渗工程的建设中,复合型土工膜是一种非常有效的防渗措施。
本文主要论述了复合土工膜在土坝防渗中的应用,供有关人员参考和借鉴。
【关键词】复合土工膜;土坝;防渗引言复合土工膜是目前常用的一种防渗材料,抗拉、抗撕裂、顶破等物理力学性能指标高,产品具有强度高、延伸性能较好、变形模量大、耐酸碱、抗腐蚀、耐老化、防渗性能好等特点,同时其选用了高分子材料,生产工艺中添加了防老化剂,可在非常规温度环境中使用,因此在水利等多类工程建设中得到了广泛的应用。
1 复合土工膜概述(1)复合土工膜的定义:可以分为广义和狭义,从广义上来讲,利用无纺土工布、编织土工布等与聚乙烯进行复合,用复合法进行淋膜,或复合防水板等都称为复合土工膜,是土工布和土工膜复合加工而成的一种新型材料。
(2)复合土工膜的特点:复合土工膜在水利渠道防渗工程中防渗效果明显,可以达到九成以上,大幅度提高了渠道防渗能力,比传统的材料更具优势。
另外,复合土工膜质量非常轻,操作起来简单快捷,便于运输。
(3)复合土工膜施工设备的选择:在水利渠道防渗工程中,复合土工膜施工是一个专业性高的流程,其土工膜的铺设、焊接以及检测等环节都必须使用专用的施工设备,以保证施工作业的科学性和连续性。
2 复合土工膜在水利工程渠道防渗中的应用2.1工艺原理复合土工膜是一种土工合成材料,具有较好的防渗效果,在坝体防渗中的利用如下图1所示。
复合土工膜施工原理是把复合土工膜铺设在需要进行渠道防渗的坡面上,利用自身的连接形成一个整体坡面防渗体。
同时在两渠堤顶上设置锚固槽埋设复合土工膜,保证渠坡复合土工膜的巩固与稳定。
为了使渠堤封顶硅形成一个完全封闭的整体防渗系统,需要在铺设好的复合土工膜上铺设C15硅预制块衬砌和砂垫层。
图1 土工膜防渗坝体结构1坝体;2支持层;3下垫层;4土工膜防渗层;5上垫层和防护层2.2施工工艺流程渠道开挖成型后,铺膜前需要整理渠坡坡面,并按照尺寸进行坡面平面的洒水夯实,使夯填土干容重不小于1. 65吨/立方米。
复合土工膜心墙堆石坝施工参数选择和质量控制
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水利水电156 2015年12期复合土工膜心墙堆石坝施工参数选择和质量控制叶 靖中国水利水电第八工程局有限公司,湖南 长沙 410004摘要:期登沃代水电站堆石坝填筑施工主要包括堆石料、级配碎石过渡层、级配碎石垫层、级配碎石保护层组成,以土工膜为界,两侧填料交替碾压上升。
由于堆石坝在柬埔寨施工较少,根据柬埔寨实际情况确定各施工参数,严格按照试验参数进行施工,特别是复合土工膜焊接、铺土厚度及碾压遍数要严格控制。
关键词:水电站;施工参数;质量控制;复合土工膜 中图分类号:TV641.41;TV543 文献标识码:A 文章编号:1671-5810(2015)12-0156-021 工程概况斯登沃代二级水电站为引水式电站,总装机容量100MW ,在沃代河道上建一座壅水坝,通过坝左端的引水隧洞引水发电。
壅水坝由混凝土重力坝、溢流坝、两岸接头土工膜心墙堆石坝等建筑物组成,坝顶全长364.00m ,其中左、右岸堆石坝共224.5m ,坝顶高程479.50m ,最大坝高49m 。
土工膜上游侧布置有500mm 厚干砌石护坡、坝体堆石区、平均厚度为500mm 粒径小于20mm 的上游级配碎石保护层;下游侧依次布置有平均厚度为2m 粒径小于20mm 的级配碎石垫层、平均厚度为3m 粒径小于80mm 的级配碎石过渡层、无纺土工布反滤层、平均厚度为1.3m 粒径小于80mm 的下游级配碎石保护层、坝体堆石及500mm 厚的干砌石护坡。
2 施工参数的选择及试验方法 2.1 堆石坝施工参数选择依据目前,对于中小型石坝工程,一般可根据设计要求及借鉴同类工程选择施工参数,并结合本地区的实际原料情况,通过生产性试验验证施工参数合理性,并优化参数。
2.2 坝接头垫层及上游保护层填筑碾压参数 2.2.1 试验方法试验前,在已经平整密实的地基上,先进行原始高程测量,再采用CAT320挖机铺料,填筑料选择土料场开挖料,用挖机平仓至要求的厚度,粗铺厚度分别为30cm 、40cm 、50cm ,分3个条带,按照已经报批的试验方案,先后在碾压6、8、10遍并静置2分钟后,再进行高程测量,以确定碾压沉降值,在3个条带碾压完成后,采用挖坑法分别在3个碾压区域取样检测其含水率、压实度、干密度等。
土石坝复合土工膜防渗心墙施工工艺研究
![土石坝复合土工膜防渗心墙施工工艺研究](https://img.taocdn.com/s3/m/cb620637b9f3f90f77c61b41.png)
土石坝复合土工膜防渗心墙施工工艺研究土石坝是世界上在防洪拦坝的一项重要的水利工程为了保证土石坝的安全使用,在建造土石坝的时候都会对土石坝做好防渗透能力。
在之前的土石坝建造过程中都会采用一些密度较大的物质作为防渗体,还阻挡雨水的浸湿,提高土石坝的抗震性能、工作能力和使用寿命。
目前,所使用的防渗材料大多是以土工膜和复合土工膜为主,本文就复合土工膜防渗墙的设计和建造做进一步的研究,为以后的工程设计提供可供参考的经验。
标签:土工膜;复合土工膜;防渗心墙;施工技术古语有云:“千里之堤溃于蚁穴”。
土石坝作为古代劳动人民在水利上的杰出的建筑,对人民的生命财产安全和灌溉农业有很大的帮助,是古代先人在水利上面一项重要的贡献。
古人在建造土石坝的时候就考虑到水流的渗透对其的侵害,一般在建造的时候都会选择防渗系数较高的原材料。
在建造的过程中经过不断地摸索和现代技术的不断进步,土石坝的防渗装置从黏土心墙、混凝土挡板和参有沥青的混凝土挡板等防渗体,过渡到现在的防渗材料土工膜和复合土工膜的防渗材料。
1.防渗体材料的发展1.1传統的防渗材料由于我国幅员辽阔,全国因地域的差异在土石坝的建造中选择的防渗材料有很大的不同,大多都因地制宜,选择适合本地的且防渗性能较好的防渗材料。
传统的防渗材料主要包括土料防渗体、混凝土挡板防渗体和掺有沥青的混凝土防渗体。
土料防渗体主要应用在地方包括心墙坝、斜墙坝和均质坝等防渗体上面,在河南的小浪底工程得到了成功的应用;混凝土挡板材料主要是石头为主要的防渗材料,其组成体系主要有防渗墙、趾板、挡板和各种止水接缝组成,建设高度一般都不会超过两百米,起源于十九世纪的美国,我国在上个世纪八十年代得到飞速的发展;掺有沥青的混凝土挡板主要是沥青和碎石块混合的材料,目前主要应用于蓄水水库和河流渠道等,因其有十分较好的抗裂性能而被工程技术人员广泛采用。
1.2 土工膜及复合材料土工膜是现代的一种新型的防渗材料,根据其组成的不同可以分为聚合物和沥青这两大类,根据其特殊的防水性能可以分为加筋和不加筋之分,而且其制造的地点也不尽相同,聚合物类型的土工膜在工厂中制造,沥青类型的土工膜则是在施工现场完成。
土工膜防渗斜墙在水库大坝防渗加固中的应用
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土工膜防渗斜墙在水库大坝防渗加固中的应用摘要:随着社会经济的发展与进步,水资源的开发与利用也日益受到人们的关注。
在水资源富集的区域内修建水库,是为了发挥本地水资源的优势和综合利用效率。
水库的功能有拦蓄洪水,防洪,发电,灌溉以及改善生态环境。
为此,必须对水库工程的建设,尤其是对水库大坝防渗加固的建设,给予足够的重视,才能更好地发挥水库的作用,采用最经济的防渗加固措施是解决安全隐患的最好办法,而土工膜防渗斜墙就是一种简便、实用的防渗技术。
本文对土工膜防渗斜墙在水库大坝防渗加固中的应用进行了论述,以供参考。
关键词:土工膜防渗斜墙;水库大坝;防渗加固引言目前,在水库大坝防渗加固处理中,土工膜防渗斜墙多采用复合土工膜。
所以,在应用土工膜防渗斜墙的施工中,一定要重视其铺盖方向的选择以及焊接质量的检查,并要根据具体条件,认真考虑其铺盖方案的设计。
从而使防渗斜墙能更好的应用于水库大坝的防渗加固,针对严重渗漏的水库坝体,进行有目标的防渗加固是十分必要的,而土工膜防渗斜墙在这方面起着举足轻重的作用。
1、土工膜防渗斜墙概述土工膜防渗斜墙要根据最短最少接缝铺设原则来设计。
最短接缝原则是在大坝的轴线上铺一层低矮的土工膜。
对具有良好地质条件的防洪堤或低坝,则要有针对性地进行计算。
在铺设土工膜的时候,要保证大坝的轴线与土工膜相垂直,并且要控制好两层土工膜的交叠间距,保证下垫层与土工膜的紧密接触,并且要把土工膜压平。
在进行压平操作时,应注意土工膜的松弛性设置,切勿用力过猛,使土工膜有一定的松弛度,一般设置为5%~6%,底面应无气泡。
土工膜因其重量轻、厚度薄,极易受大风破坏。
所以,在铺设土工膜时,必须严格控制土工膜上压重物的间距,一般使用编织袋中装砂子,每个袋子重量大约在25Kg左右,间隔4米左右设置一个,使其稳固。
目前,复合土工膜在防渗斜墙侧向排水、抗渗透性等方面得到了广泛的应用。
但是,复合土工膜整体质地较薄,为了防止发生渗水或漏失,需要进行针对性的设计。
土工膜土石坝
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水工设计手册第六卷第四章其他类型土石坝第二节复合土工膜防渗土石坝编写工作大纲黄河勘测规划设计有限公司Yellow River Engineering Consulting Co., Ltd.二OO八年十月一、编写依据与原则(一)编写依据编写依据包括如下有关规程规范:(1)《土工合成材料的应用技术规范》SL/T255-98(2)《土工合成材料应用技术规范》GB50290-98(3)《土工合成材料试验规程》SL/T235-1999(4)《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)(5)《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97)(6)《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》(SL174-96)(7)《碾压式土石坝施工规范》(DL/T 5129-2001)(二)编写原则1、与本章共性内容如:基本材料性能、土石坝稳定、渗流、沉降、抗震计算等在第一章反映,本章仅反映与坝型特点有关的筑坝材料(土工膜)、专用分析计算方法、基础处理等。
2、编写思路应基本沿用第一版设计手册整体框架,编写内容以规程规范为主要依据,补充20年来水工设计新理论、新方法、新技术及典型案例。
鉴于目前存在水利、水电两套设计规范,应力求包容和协调,便于设计使用。
3、设计手册应便于查阅、文字精炼、力求简捷方式编写;体例与格式、名词术语、符号等均应符合《修编工作大纲》之规定。
二、编写要求1、编写内容突出土工膜防渗土石坝设计新理论、新方法、新技术和应重点解决的问题和方法,突出先进性、科学性原则。
2、总结和收集近年来国内水利水电土工膜防渗土石坝设计的最新经验和研究成果。
3、编写中提出的设计方法、设计理论应能为设计人员所接受,具有可操作性;并与当前我国颁布的有关规程、规范协调。
三、主要章节及第二节人员安排第四章其他类型土石坝(水科院、黄河设计公司)约15万字第一节概述一、其它类型土石坝的定义、分类(水科院)二、发展概况(水科院)三、国内外复合土工膜防渗土石坝应用现状及发展(黄河设计公司秦云香)第二节复合土工膜防渗土石坝(常务负责人张国兰、曹国利)(约7万字)一、含义及种类(刘宗仁)主要说明:土工合成材料的基本含义和种类,参考土工合成材料的相关资料;要求涵盖主要用途和品种。
土石坝的构造
![土石坝的构造](https://img.taocdn.com/s3/m/f26814b880c758f5f61fb7360b4c2e3f5627255e.png)
如陕西的石砭峪堆石坝、甘肃的党河水库大坝和北 京的半城子坝均采用沥青混凝土作为防渗体。
•土石坝的构造
沥青混凝土防渗体尺寸: 厚度通常取40~125cm。对于中低坝,其底部 厚度可采用坝高的1/40~1/60,顶部但不应小 于30cm。 如党河水库沥青混凝土心墙坝,坝高58m,心 墙底部厚度为1.5m,顶部为0.5m。 沥青混凝土斜墙坝: 沥青混凝土斜墙做成双层式,即在两层沥青混 凝土防渗层之间夹一层由贫沥青混凝土铺成的 排水层,如图5-29( a),其作用是排除渗过 首层防渗层的渗水,但效果并不明显。 近年来许多工程都倾向于采用简单的单层式沥 青混凝土斜墙,如图5-29(b)所示。
0.3
0.3 A
1.1 详图
7
6
I-I
图5-27 (单位:m ) 1-坝顶;2-马道;3-纵向排水沟;4-横向排水沟;5-岸坡排水
沟;6-草皮护坡•土石;坝的7构-造浆砌石排水沟
•土石坝的构造
三、防渗体 按防渗体材料可分为: 土质防渗体:粘性土心墙和斜墙等; 非土质材料防渗体:沥青混凝土、钢筋混凝土心 墙、斜墙、面板和复合土工膜等。 1.土质防渗体
•土石坝的构造
•土石坝的构造
•土石坝的构造
2.下游坝坡
下游坝坡工作条件相对上游坝坡好些,一般宜 简化设置。下游护坡型式一般有草皮护坡、单 层干砌石护坡、卵石或碎石护坡和混凝土框格 填石护坡等。
草皮护坡:是均质坝常见的护坡形式,国内应 用较普遍,如果坝面排水布置合理,护坡效果 良好,而且可以美化环境。草皮护坡的草苗宜 采用爬地草或矮草,以减少日常维护工作。若 坝坡为无粘性土时,则可在草皮下铺一层20~ 30 cm厚的腐植土,以利于草的生长。
土工膜防渗技术在土石坝中的应用
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土工膜防渗技术在土石坝中的应用摘要:本文介绍了土石坝及土石坝渗流情况,论述了土工膜技术在防渗中的具体应用,指出了土工膜防渗技术是土石坝防渗方面的一种有效的方法,对解决土石坝渗流问题具有一定的借鉴作用。
关键词土石坝防渗设计土工膜引言:土石坝是普遍采用的一种坝型。
由于土石坝是由散粒体材料填筑而成,颗粒间有孔隙存在,在水压力的作用下,水流必然会沿着坝体土料、坝基土料、坝肩两岸地基中的孔隙向下游渗透,造成坝体、坝基和绕坝的渗漏。
鉴于土石坝设计中对渗透破坏的考虑,应采取一定的工程措施,减小因渗透造成的对土石坝的危害。
目前,土工膜防渗技术在我国土石坝中的应用已渐趋成熟。
特别是近年来,在新建的中低土石坝、病险土石坝以及堤防的除险加固中等应用较广。
本文将通过对土石坝防渗基本情况的说明,土工膜在土石坝中的应用,给解决因渗透水流造成的对土石坝的渗透破坏问题提出一些仅供参考的解决方法。
一、土石坝及其基本情况土石坝是利用砂、土、砂砾以及石料等坝址附近的当地材料填筑而成的挡水建筑物,因此又被称为当地材料坝。
土石坝是世界上最古老且应用范围较广的坝型。
土石坝之所以得到广泛应用的原因在于:(1)可就地取材,节省“三材”;(2)对坝基要求相对低,对地形、地质条件适应性强;(3)随着大型高效的土石方施工机械的采用,加快施工进度,缩短建设工期,提高经济效益;(4)在一般情况下,尤其是在覆盖层较深时,与其他坝型相比,土石坝的造价往往较低;(5)应用管理方便,便于维修、加固、培厚和扩建;(6)由于岩土力学理论发展,电子计算机技术在土石坝中的广泛使用,以及土石坝工程的积累,坝体防渗结构和防渗材料得到改进,为建筑高土石坝提供了有利条件,土石坝得到了有利发展。
二、土工膜防渗设计工程实践证明,利用土工膜防渗技术进行土石坝的防渗,具有防渗效果好,工程施工简单,造价低廉等特点。
因此,可利用土工合成材料做防渗的工程包括:土石堤、坝的防渗,地基垂直防渗墙及水平铺盖,堆石坝及碾压混凝土坝的上游面防渗体,渠道、蓄水池和水库的防渗衬砌,水闸及水工隧洞的防渗体,施工围堰,土坝加高防渗等。
土工膜坝面防渗加固措施
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土工膜坝面防渗加固措施20世纪50—70年代,我国建造了数量众多的中小型水库工程,其中拦河坝大部分为土石坝。
这些土石坝经过长期运行出现程度不同的老化现象,且受当时条件限制,通常在土石坝下部设置用于灌溉取水、放空水库等的涵管,大坝存在结构性缺陷,尤其在“大跃进”和“文化大革命”期间建造的工程,存在先天不足的问题。
最近10年中,我国实施了中小型病险水库的除险加固计划,使大量中小型病险水库重新正常运行,发挥应有的效益。
在完成防渗加固的中小型土石坝中,相当一部分采用了坝面土工膜防渗加固型式。
通过实施这些加固工程,积累了一些成功的经验,同时也存在一些不完善的环节。
本节将对这部分内容加以阐述梳理和分析。
一、土工膜坝面防渗加固需满足的一般条件(1)在坝顶高程满足规范要求的前提下,上游坝肩或防浪墙坚固,以免其破损影响防渗膜的顶端稳定。
(2)若原坝基防渗体位置不在上游坝脚处,则该处需重新设置坝基防渗体,以便与防渗膜形成坝基和坝体的完整防渗系统。
(3)上游坝坡不仅自身足够稳定,且满足坡面垫层与防渗膜之间的抗滑稳定要求。
(4)左右岸两端坡面的地形、地质条件满足防渗膜锚固的要求。
二、不同坝型(坝高30m以下)的加固措施(一)黏土心墙砂壳坝薄黏土心墙坝若采用上游坝面膜防渗加固方式,需始终保持防渗膜与之后的黏土心墙中的浸润线处于较低的位置。
若上游坝面铺设的防渗膜缺陷极少,防渗膜下游的浸润线将保持较低位置,当上游库水位较快下降时,防渗膜的抗滑稳定仍能满足规范要求。
若上游坝面铺设的防渗膜缺陷较多,通过防渗膜缺陷的渗漏水将逐渐积聚在防渗膜与原黏土心墙之间,形成较高的浸润线,当上游库水位较快下降时,防渗膜由于反向渗透压力的作用,抗滑稳定可能不满足规范要求。
所以,需要在原薄心墙上游面砂砾坝壳中设置测压管或渗压计,监测防渗膜与黏土心墙之间浸润线位置,必要时需设置集水井抽除防渗膜后的渗漏积水,保持膜后较低的浸润线。
厚黏土心墙坝不宜采用防渗膜上游坝面进行防渗加固。
土工膜面板堆石坝毕业设计
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土工膜面板堆石坝毕业设计本文针对土工膜面板堆石坝进行了毕业设计研究,分为以下几个部分:一、概述随着社会经济的快速发展,工程建设规模越来越大,对土石方工程安全可靠性的要求也越来越高。
石坝作为传统的土石方工程,一般采用砼重力坝、土石坝等形式,但其自重大、造价高、施工难度大等问题不断凸显,因此发展新型石坝建设技术具有重要的现实意义。
本文介绍了一种新型石坝建设技术--土工膜面板堆石坝。
该技术采用经过优化设计的土工膜材料,降低石坝的自重,同时采用面板结构加固石坝,使其更加稳定安全。
1. 石坝的选择在设计土工膜面板堆石坝前,需要先确定石坝的选址,应选择地貌稳定、地质基础良好的地区,以减少石坝坍塌的风险。
2. 石坝的基础设计石坝的基础设计应考虑到基础土体的稳定性和承载能力。
一般采用混凝土基础或者其他更加牢固的基础结构来增强石坝的稳定性。
3. 土工膜的选材土工膜作为石坝的重要组成部分,其材料必须具有高强度、防水防渗、抗老化等特点。
目前比较常见的土工膜材料有PVC(聚氯乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)等。
4. 面板结构设计土工膜面板堆石坝采用面板结构来加固石坝,提升其稳定性。
面板材料应具有足够的强度和耐磨性,同时设计合理的连接结构。
5. 石坝的施工方法石坝的施工可以采用手工堆砌或者机械堆砌的方式进行,具体的施工方案需要根据具体情况进行调整。
三、土工膜面板堆石坝的工程实施在进行土工膜面板堆石坝的施工前,需要对石坝选址进行细致的勘探和评估,确定基础的稳定性和承载能力。
同时根据选址情况和石坝的设计方案,制定详细的施工计划和安全措施。
2. 石坝施工过程中的技术要点(1)石坝堆砌时尽量减少粉尘和噪音污染;(2)严格按照设计规范和施工方案进行施工;(3)加强现场安全监管,防止施工过程中出现人员伤亡和设备损坏等意外事故。
当土工膜面板堆石坝施工完成后,需要对石坝进行严格的验收工作。
主要验收内容包括石坝基础的稳定性、堆砌质量、土工膜的防水防渗效果等。
土石坝PVC复合土工膜防渗心墙施工工法(2)
![土石坝PVC复合土工膜防渗心墙施工工法(2)](https://img.taocdn.com/s3/m/80cf4c2854270722192e453610661ed9ac515558.png)
土石坝PVC复合土工膜防渗心墙施工工法土石坝PVC复合土工膜防渗心墙施工工法一、前言土石坝是水利工程中常见的工程类型,而防渗是土石坝施工中需要解决的主要问题之一。
土石坝PVC复合土工膜防渗心墙施工工法是一种有效的防渗方法,本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点土石坝PVC复合土工膜防渗心墙施工工法具有以下几个特点:1. 施工简单方便,工期短。
采用该工法可以大大缩短施工周期,提高施工效率。
2. 抗渗性能好,可以有效防止水土流失和坝体渗漏,提高坝体的抗渗能力。
3. 耐久性强,具有较长的使用寿命,能够满足土石坝工程的长期稳定性要求。
三、适应范围土石坝PVC复合土工膜防渗心墙适用于各种土石坝工程,特别是在渗透性土层较深的地区和地质条件较差的地方具有较好的适应性。
四、工艺原理土石坝PVC复合土工膜防渗心墙施工工法的原理是利用PVC复合土工膜的防渗性能,结合土工材料构成防渗心墙。
在实际施工中,采取一系列技术措施来保证防渗效果。
首先,根据工程要求选择合适的土工膜材料,并进行预处理,提高其附着力和抗渗性能。
然后,按照设计要求进行薄弱环节的处理,如接缝处理、固定和修补等。
最后,根据土石坝的结构要求,合理布置土工膜,形成完整的防渗心墙。
五、施工工艺1. 土石坝基坑准备:清理基坑,确保基坑平整、无明显缺陷。
2. 土工膜材料铺设:铺设土工膜材料,保证其紧贴基底,无明显皱褶。
3. 接缝处理:对膜材料的搭接处进行处理,采用热熔焊接或冷裂合成等方法使接缝处完全密封。
4. 固定与修补:对土工膜进行固定,采用土石保护层或钢筋混凝土固定件进行固定,并进行必要的修补工作。
5.每层土工膜的处理:在每层土工膜铺设完毕后,要进行检查,修复和紧固破损的部分。
6. 防渗心墙的形成:根据设计要求,逐层堆筑填土形成防渗心墙。
六、劳动组织施工过程中,应建立合理的劳动组织,明确责任分工和任务安排。
复合土工膜在高土石坝中的应用初探
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复合土工膜在高土石坝中的应用初探唐懿;彭汉军【摘要】通过对复合土工膜材料成分分析、抗渗结构的结构稳定性和抗渗稳定性分析,结合目前的施工技术发展状况,论证了复合土工膜在高寒地区高土石坝中应用的适应性。
【期刊名称】《水电站设计》【年(卷),期】2012(028)B12【总页数】4页(P62-64,71)【关键词】土石坝;防水材料;复合土工膜;聚乙烯;斜墙防渗结构【作者】唐懿;彭汉军【作者单位】四川二滩国际工程咨询有限责任公司,四川成都610072【正文语种】中文【中图分类】TV223.4复合土工膜作为一种新型结构的防渗型土工合成材料,是以土工膜作为防渗基材,与无纺布复合而成的不透水土工防渗材料,其中土工膜起防水、防渗作用,土工织物起排水、保护作用。
土工膜主要有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)等种类,它们是一种高分子化学柔性材料,比重较小,延伸性较强,适应变形能力强,具有优异的防渗、防腐性能,化学性能稳定,目前已广泛应用于水利堤坝、渠道、筑路、机场、房屋、环保等领域。
资料显示,土工膜在一些发达国家自上世纪30年代就有应用,我国也从上世纪80年代开始在各项工程中逐步推广使用,上世纪90年代逐渐开始采用复合土工膜。
针对复合土工膜在水利工程的应用,目前还主要集中于渠道、低土石坝(大多低于30m)、临时围堰工程、病坝渗漏治理等范畴。
在高土石坝中,也局限于结合其它防渗材料中置土工膜的联合防渗形式(如泸定水电站大坝),对于前置斜墙独立防渗形式鲜有应用,如仁宗海水电站大坝为一例。
本文主要对复合土工膜以前置斜墙形式应用于高土石坝的适应性进行探讨。
与低坝及临时围堰等工程不同,高土石坝建成后,具有运行时间长、水头高、运行工况复杂、一旦失事对下游造成影响大等特点,复合土工膜作为独立防渗体的可靠性和耐久性是其成功应用于高土石坝的难点。
复合土工膜材料的力学性能、抗老化性能等需满足高坝长期可靠运行的要求,复合土工膜斜墙的稳定及坝体如何适应土工膜防渗体以达到在各类工况下安全运行也是需要面对的问题。
堆石坝(土石坝)膜防渗设计概述
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堆石坝(土石坝)膜防渗设计概述一、堆石坝(土石坝)膜防渗技术进展我国应用土工膜作为水库大坝防渗主体兴起于20世纪80年代,此前一二十年主要用于大坝防渗加固工程。
80年代至90年代上半期,土工膜以PVC膜为主,其后以PE膜为主。
PE膜具有质轻、幅宽、单价低的优势,但厚度大于1mm以上的呈板状,较难适应复杂运行与复杂施工条件。
与我国同样兴起于20世纪80年代、设计与建造已达到国际先进水平的混凝土面板堆石坝和碾压混凝土坝筑坝技术不同,由于国际专利保护、缺乏系统深入的国际技术交流以及国内技术研发滞后,我国土工膜防渗大坝筑坝技术在硬、软环境相对不甚完备的条件下摸索实践、持续前行。
(一)应用原理研究尽管我国对库坝防渗膜的应用机理研究尚未达到系统的程度,但长期以来一直从未停顿。
从20世纪80年代开始,一些研究机构和学者除了对防渗膜的物理力学性能进行测试研究外,对应用原理也开展了较为深入的研究。
1.阶段性梳理、总结20世纪80年代,结合长江三峡工程围堰的前期研究,一些研究机构和学者对当时国外土工膜防渗大坝的应用及其基本原理进行了较为系统的梳理和归纳[1-3],为我国水库大坝土工膜防渗工程兴起提供了应用理论基础;1994年出版了《土工合成材料应用手册》,其中关于库坝土工膜防渗工程,从理论到实践均较为贴切地反映了当时的实际技术水平[4],2000年又增添新内容后再版[5];21世纪初,对国内经过了近20年发展的库坝土工膜防渗工程技术进行了梳理和总结[6-7],发挥了承前启后的作用;2015年综述了国内外高面膜堆石坝工程技术发展,对关键技术问题进行归纳、提炼,为国内高面膜堆石坝发展提供支持[8]。
2.土工膜材料特性研究20世纪80年代,结合长江三峡工程围堰的前期研究,对高强度的加筋合成橡胶类土工膜的物理力学性能开展试验研究[9];90年代,我国土工膜的品种趋多,复合土工膜(塑料类)应用普遍,一些研究机构对不同膜型的物理力学特性及其与不同接触材料的界面特性进行了试验,取得较多测试成果[10,5];1993年由试验获知,由于膜与织物的变形模量及特征延伸率不同,两者的复合牢固度表现出完全不同的性能,当牢固度适当时就表现出拉伸变形的“蝉脱壳”效应,即复合膜最终获得纯膜的极限伸长率,十分适合施工期和运行期不同受力变形需求[11],且有利于现场拼接、修补时的织物与膜的分离;1998年试验研究表明,复合土工膜中布和膜的复合紧密程度对其力学特性有显著的影响,其中对拉伸特性影响最大,顶破特性次之,而对梯形撕裂强度的影响较小;复合土工膜中膜的变形率对复合土工膜的抗液胀性能产生正相关影响,而膜的强度和厚度的相关性很小[12]。
土工膜在土石坝防渗工程中的应用
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土工膜在土石坝防渗工程中的应用土工膜作为一种新型防渗材料,在土石坝防渗工程中发挥良好的作用,它具有不透水性强、抗冻性好、不受季节气候影响、施工方便和节省工程造价等优点。
文章主要针对土工膜在土石坝工程中的防渗应用进行整理,阐述工程中需要注意和解决的问题。
标签:土工膜;土石坝;防渗设计1 概述(1)目前,现有土石坝由于施工质量问题、防渗技术不足、维护管理不到位以及坝体自身不均匀沉降等原因,导致渗漏及裂缝问题突出,从而出现坝后积水等问题,严重威胁到坝体的安全,为了防止问题产生或恶化必须展开相应的工程措施。
(2)现在采用较多的防渗措施为防渗墙防渗、灌浆防渗、混凝土防渗、土工膜防渗及其他防渗手段。
土工膜防渗结构是近代水利工程的一项先进技术,具有较好的防渗效果,且施工较为简单,造价低。
2 土工膜的特性(1)土工膜是高分子合成材料的一种,在水利建设防渗功能中应用较多的有:聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)以及氯化聚乙烯(CPE)等。
土工膜在物理、化学和水力学等方面的特性能够满足水利工程的要求,工程中常用的土工膜厚度在0.5~1.5mm范围内,统一生产的土工膜幅宽范围为2~4m,在一些特殊工程中可以适当增加幅宽。
(2)土工膜为相对不透水材料,由达西定律知渗透系数K<10-14cm/s的土工膜便认为是不透水的。
然而在具体的工程实施中,只要渗透系数K<10-13~10-15cm/s并且材料质量不存在问题的土工膜即可满足工程需要。
土工膜的K值并非固定不变的,其大小根据工程中膜上正压力的值而变,总体上呈现出反比例关系。
为了防止土工膜与其他材料共同作用时,在压力下较大、接触层土粒较粗等情况下导致土工膜破坏,丧失其功能,因此在特定的条件下需要采取相应的防渗漏实验。
(3)作为防渗结构主体的土工膜,由于构造原因在支持层颗粒空隙处往往存在薄弱环节,很容易在较大的工作水压力被压破击穿。
一般情况下,土工膜的耐水压性能与支持层材料的颗粒级配存在正相关关系。
土工膜防渗技术在土石坝中应用
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土工膜防渗技术在土石坝中的应用摘要:本文介绍了土石坝及土石坝渗流情况,论述了土工膜技术在防渗中的具体应用,指出了土工膜防渗技术是土石坝防渗方面的一种有效的方法,对解决土石坝渗流问题具有一定的借鉴作用。
关键词土石坝防渗设计土工膜引言:土石坝是普遍采用的一种坝型。
由于土石坝是由散粒体材料填筑而成,颗粒间有孔隙存在,在水压力的作用下,水流必然会沿着坝体土料、坝基土料、坝肩两岸地基中的孔隙向下游渗透,造成坝体、坝基和绕坝的渗漏。
鉴于土石坝设计中对渗透破坏的考虑,应采取一定的工程措施,减小因渗透造成的对土石坝的危害。
目前,土工膜防渗技术在我国土石坝中的应用已渐趋成熟。
特别是近年来,在新建的中低土石坝、病险土石坝以及堤防的除险加固中等应用较广。
本文将通过对土石坝防渗基本情况的说明,土工膜在土石坝中的应用,给解决因渗透水流造成的对土石坝的渗透破坏问题提出一些仅供参考的解决方法。
一、土石坝及其基本情况土石坝是利用砂、土、砂砾以及石料等坝址附近的当地材料填筑而成的挡水建筑物,因此又被称为当地材料坝。
土石坝是世界上最古老且应用范围较广的坝型。
土石坝之所以得到广泛应用的原因在于:(1)可就地取材,节省“三材”;(2)对坝基要求相对低,对地形、地质条件适应性强;(3)随着大型高效的土石方施工机械的采用,加快施工进度,缩短建设工期,提高经济效益;(4)在一般情况下,尤其是在覆盖层较深时,与其他坝型相比,土石坝的造价往往较低;(5)应用管理方便,便于维修、加固、培厚和扩建;(6)由于岩土力学理论发展,电子计算机技术在土石坝中的广泛使用,以及土石坝工程的积累,坝体防渗结构和防渗材料得到改进,为建筑高土石坝提供了有利条件,土石坝得到了有利发展。
二、土工膜防渗设计工程实践证明,利用土工膜防渗技术进行土石坝的防渗,具有防渗效果好,工程施工简单,造价低廉等特点。
因此,可利用土工合成材料做防渗的工程包括:土石堤、坝的防渗,地基垂直防渗墙及水平铺盖,堆石坝及碾压混凝土坝的上游面防渗体,渠道、蓄水池和水库的防渗衬砌,水闸及水工隧洞的防渗体,施工围堰,土坝加高防渗等。
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水工设计手册第六卷第四章其他类型土石坝第二节复合土工膜防渗土石坝编写工作大纲黄河勘测规划设计有限公司Yellow River Engineering Consulting Co., Ltd.二OO八年十月一、编写依据与原则(一)编写依据编写依据包括如下有关规程规范:(1)《土工合成材料的应用技术规范》SL/T255-98(2)《土工合成材料应用技术规范》GB50290-98(3)《土工合成材料试验规程》SL/T235-1999(4)《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)(5)《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97)(6)《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》(SL174-96)(7)《碾压式土石坝施工规范》(DL/T 5129-2001)(二)编写原则1、与本章共性内容如:基本材料性能、土石坝稳定、渗流、沉降、抗震计算等在第一章反映,本章仅反映与坝型特点有关的筑坝材料(土工膜)、专用分析计算方法、基础处理等。
2、编写思路应基本沿用第一版设计手册整体框架,编写内容以规程规范为主要依据,补充20年来水工设计新理论、新方法、新技术及典型案例。
鉴于目前存在水利、水电两套设计规范,应力求包容和协调,便于设计使用。
3、设计手册应便于查阅、文字精炼、力求简捷方式编写;体例与格式、名词术语、符号等均应符合《修编工作大纲》之规定。
二、编写要求1、编写内容突出土工膜防渗土石坝设计新理论、新方法、新技术和应重点解决的问题和方法,突出先进性、科学性原则。
2、总结和收集近年来国内水利水电土工膜防渗土石坝设计的最新经验和研究成果。
3、编写中提出的设计方法、设计理论应能为设计人员所接受,具有可操作性;并与当前我国颁布的有关规程、规范协调。
三、主要章节及第二节人员安排第四章其他类型土石坝(水科院、黄河设计公司)约15万字第一节概述一、其它类型土石坝的定义、分类(水科院)二、发展概况(水科院)三、国内外复合土工膜防渗土石坝应用现状及发展(黄河设计公司秦云香)第二节复合土工膜防渗土石坝(常务负责人张国兰、曹国利)(约7万字)一、含义及种类(刘宗仁)主要说明:土工合成材料的基本含义和种类,参考土工合成材料的相关资料;要求涵盖主要用途和品种。
二、特性指标及其测试(张国兰)(结合土工合成材料的应用技术规范SL/T255-98,土工合成材料的重要特性指标和复合土工膜的特性指标)(一)应用技术规范SL/T255-98(3.2.1)(二)指标测试试验三、土工膜防渗的种类及技术特点(田华祥)主要说明:土工膜防渗的各种类型及技术特点。
特别是复合土工膜防渗土石坝的类型及技术特点。
如:水平铺盖防渗(涵盖库盆等内容)、坝坡防渗、垂直防渗等。
三、土工膜防渗的种类及技术特点3、土工膜防渗的类型及技术特点3.1 土工膜防渗的类型土工膜防渗有以下几种类型:①土石坝的防渗斜墙;②土石坝的垂直防渗心墙;③透水地基上土石坝的水平防渗铺盖;④透水地基上土石坝的垂直防渗墙;⑤土石坝的加高防渗。
图4-2-3-1是一些常见的防渗结构示意图,表4-2-3-1是国内部分土工膜防渗体坝的基本特性。
图4-2-3-1 土工膜防渗型式表4-2-3-1 国内部分使用土工膜防渗的工程实例3.2 土工膜防渗的技术特点土工膜是一种柔性防渗材料,可用于水库库盆、土石坝的垂直防渗墙、倾斜防渗层、坝的上游防渗铺盖、沥青混凝土面板或混凝土面板堆石坝的防渗层、尾矿坝的初期坝防渗层、渠道防渗、污水防渗和危险性废物料场的封闭等等。
土工膜防渗具有结构简单,施工方便,防渗效果好,节省工程造价,加快工期等技术特点,宜于在我国大力推广。
四、土工合成材料的选用(刘宗仁)结合土工合成材料的应用技术规范SL/T255-98(3.1.1)(一)极限抗拉强度折减(二)应力、应变安全系数计算(三)土工膜厚度计算五、稳定性验算(代巧枝)(一)土工膜防渗体的稳定分析如:内坡为砼预制板护砌,下设土工膜防渗,在渗流计算时,土工膜通过当量代换进行坝体渗流计算(二)膜后土工织物排泄能力核算六、施工技术要求与质量检测(张国兰)七、土工膜防渗土石坝设计(曹国利、代巧枝、田华祥)结合土工合成材料的应用技术规范SL/T255-98(第5章)(一)一般规定(代巧枝)(二)土工膜防渗结构(代巧枝)(三)土石坝防渗设计(代巧枝)(四)防渗铺盖设计(含库盆)(田华祥)7.4. 防渗铺盖设计(含库盆)在透水地基上修建土石坝,水平铺盖与斜墙、心墙联合防渗是通常采用的一种措施。
采用复合土工膜作铺盖,主要在于复合土工膜的主膜渗透系数极小,通常为10-11~10-12cm/s,起防渗截水作用,而且复合土工膜具有较大的弹性或塑性变形,可适应土体的沉降、胀缩等变形。
7.4.1 防渗铺盖厚度确定土工膜防渗铺盖厚度应按作用水头,地层中可能存在裂隙的形状与大小,以及土工膜的抗拉强度和破坏应变等,借薄膜理论来估算。
按照SL/T225-98《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》中的公式计算。
式中T ——薄膜的单宽拉力(kN/m );p ——薄膜上承受的水压力荷载(kPa ); b ——预计膜下地基可能产生的裂缝宽度(m ); ε——薄膜发生的拉应变(%)。
计算土工膜的厚度时,考虑土工膜垫层采用中细砂、砾石,作用水头按最大水头,假设裂缝宽度为10mm 时,计算最大水头的水压力荷载下土工膜的拉应力-拉应变曲线,此曲线应与选用厚度的土工膜材料的拉应力-拉应变曲线对比,求出应力安全系数和应变安全系数,如不满足,应选较厚膜。
根据经验,对于中水头坝,要求厚度一般为0.5~0.6mm 。
7.4.2 防渗铺盖结构设计土工膜下设反滤层,以防止铺盖万一穿孔时造成地层土流失,采用非织造土工织物的复合土工膜可以同时满足运行需要。
大面积铺盖下会积水、积气,应根据具体情况采取工程措施排除积水、积气。
土工膜不宜直接与粒径较大的土石料接触,应根据需要在两面设置细粒垫层或一面设置垫层,一面设置保护层。
如果地基是壤土或沙土,经平整压实后,可直接在其上铺设土工膜;如果地基中含有卵砾石较多,可先铺设沙土或中粗沙垫层,碾压密实,然后在其上铺设土工膜。
土工膜上应设置一定厚度的保护层,该层也应先铺砂土或中粗砂过渡层,然后是一般土石料或混凝土保护层。
保护层在压实或施工过程中应防止土工膜的损坏。
如果采用复合土工膜,经论证也可不设垫层而直接与粒径较大的土石料接触,使结构得以简化。
7.4.3水平铺盖防渗长度计算采用复合土工膜作斜墙(心墙)与铺盖联合防渗,复合土工膜应是一整体结构。
虽具一定的柔性,但与透水地基接触时,不可能完全嵌入到下层介质的孔εpbT ∙=204.0隙中,因此,其接触面上将存在较大的孔隙通道,沿接触面渗流的流速会逐渐增大,当渗透压力达到下层基土的临界水力坡降时,下层基土的颗粒即失去平衡,被水流从接触面上的孔隙通道中带走,形成接触冲刷破坏。
为防止下层基土颗粒的冲刷破坏,则需要复合土工薄膜铺盖具有足够的长度,以减小铺盖下的渗透坡降,达到透水地基渗透稳定的目的,此时的铺盖长度为铺盖的极限长度。
将斜墙与铺盖典型断面分为进口段、铺盖段和坝体段,计算模型见图4-2-7-1图4-2-7-1 斜墙与土工膜铺盖联合防渗典型断面根据渗流分析,其各段的水头损失分别为: 进口段: fo o kq h 44.0= (7.4-1)铺盖段: fo b bkq q TL h 1+∙=(7.4-2)坝体段: dfo d dk H h Tkq q q L h )2()(2221++++=(7.4-2)式中:h o 为进口水头损失(m );q o 为从铺盖前端进入到透水地基的单宽渗流量(m 2/s );k f 为透水基地的渗透系数(m/s );h b 为渗透水流流经断面1到2的水头损失(m);T 为透水地基的厚度(m );q 1为通过铺盖长度L b 的单宽渗流量(m 2/s );h d 为渗透水流流经坝体和坝基的水头损失(m );L d 为土石坝底宽(m );H 2为下游 水头(m );k d 为坝体的渗透系数(m/s );q 2为通过斜墙的单宽渗流量(m 2/s )。
将公式整理最后可得铺盖极限长度(L b )min 和相对于铺盖极限长度时的单宽渗流量q L 为:fdffd dffdfb Jk kTJL H k kT TJk kTH L 2)(44.0221min ++--+=(7.4-3)()⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+=222min 144.02H k k T J L T k k T H L k q d ff b df dd L (7.4-4)透水地基所能承受接触冲刷的渗透坡降,可用接触冲刷临界水力坡降公式计算:10min11181.0d d n L n Je fb gsf⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+--=ωωγγγα(7.4-5)式中:J f 为透水地基所能承受接触冲刷的渗透坡降,可用接触冲刷临界水力坡降公式α为颗粒形状系数,砂粒α=1.17;γs 、γw 为土和水的容重(Kn/m 3);n g 、n f 为复合土工膜中的土工织物和透水地基的孔隙率;d e 、d 10为透水地基的等值粒径和有效粒径(m )。
7.4.4 土工膜铺盖的保护施工阶段防止施工人员和施工机械对土工膜可能产生的损伤,在铺设完毕后一直到运行期间防止土工膜受阳光直接暴晒,人畜或施工机械在表面行走造成损伤。
具体解决措施:在土工膜表面覆盖一定厚度的透水料保护层,厚度要求大于或等于1 m ,并且要与土工膜同时铺放。
(五)垂直防渗设计(田华祥)7.5. 垂直防渗设计7.5.1 垂直防渗土工膜垂直防渗基本原理是:首先用水冲、链斗或往复式锯槽机在需防渗的土体中垂直开出槽孔,并以泥浆护槽壁,然后将与槽深相当的整卷土工膜下入槽内,倒转轴卷,使土工膜展开,相邻两幅之间用搭接的方式连接;最后进行膜两侧的填土,即形成防渗帷幕。
回填时,在槽底回填粘土,厚度不小于1m,目的是密封,以防止水从下部绕渗,接着填与原筑坝土质相同的土,待其下沉稳定后,往槽内继续填土压实。
待土工膜出槽后,将其与建筑物防渗体系连接,不得外露。
在与建筑物连接处,土工膜应留有足够的富裕,以防止建筑物变形时拉断土工膜。
7.5.2 垂直防渗特点(1)开槽机造槽经济适用开槽机是垂直铺塑防渗技术施工开槽的主要设备,它是根据防渗技术要求和有利于施工两个方面而研制的,槽孔的深浅、宽窄可以调节,能够满足不同工程设计要求.机械结构简单、操作方便、机理明确、施工速度快,造孔经济适用。
(2)防渗材料性能好垂直铺塑防渗技术所采用的防渗材料一般为土工膜或塑料板。
这类材料防渗效果好,其本身渗透系数一般小于10-11cm/s,柔性好,易于施工;寿命长,在地下良好的保护状态下,其工作寿命至少在30年以上。