土工材料在水庫除險(xiǎn)加固的應(yīng)用典型案例分析

 一、概況

　　頓頭坑水庫位于蕉嶺縣文福鎮(zhèn)，是一座?。ǘ┬退畮臁Ｋ畮旒昝娣e為3.5平方公里，正常水位為202.3米（假設(shè)高程、下同）、相應(yīng)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(shè)計(jì)最大下泄流量為16.4m3/s，壩底左岸設(shè)置有一個(gè)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(shí)，由于當(dāng)時(shí)的客觀原因，質(zhì)量差，資料不全，經(jīng)過運(yùn)行多年發(fā)現(xiàn)，堤身滲漏嚴(yán)重反濾體偏低，設(shè)施不完善，壩前坡沖刷嚴(yán)重，壩后坡多次出現(xiàn)“牛皮漲”等問題。

　　經(jīng)過分析比較，診斷為壩體滲漏嚴(yán)重，對(duì)頓頭坑水庫盡快對(duì)壩體進(jìn)行防滲處理，減少壩體滲流量。保證水庫安全運(yùn)行，充分發(fā)揮效益，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮更大作用。

二、防滲處理技術(shù)方案的確定

　　總結(jié)土壩壩體的除險(xiǎn)加固方案，一般是進(jìn)行防滲補(bǔ)強(qiáng)，采用方法有加高培厚土壩、鋪設(shè)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(duì)四種方案的運(yùn)用情況、防滲效果、施工速度及工程造價(jià)進(jìn)行比較、分述如下。

　　高壓噴射灌漿

　　高壓噴射技術(shù)是20世紀(jì)80年代從日本引進(jìn)的，在二十多年的運(yùn)用中，施工工藝不斷完善，施工技術(shù)不斷提高。高壓噴灌成孔率高施工速度快，工程造價(jià)也比較適中，但施工產(chǎn)生廢物較多，環(huán)境污染較大。

　　劈裂灌漿

　　劈裂灌漿是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的土壩灌漿技術(shù)，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(jià)低，施工設(shè)備簡便，但施工質(zhì)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(duì)壩坡的穩(wěn)定有利，但土壩特性不穩(wěn)定，還會(huì)產(chǎn)生局部沉陷，比較容易出現(xiàn)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(shù)。

　　土工膜防滲

　　土工膜是一種新的防滲技術(shù)，土工膜防滲因膜為柔性，能較好地適應(yīng)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(wěn)定不成問題。

　　經(jīng)以上四種方安比較后，根據(jù)頓頭坑水庫的位于比較邊遠(yuǎn)的山區(qū)，不利于材料運(yùn)輸?shù)膶?shí)際情況，同時(shí)，水庫要保證耕地灌溉和人畜用水，不宜長時(shí)間的放空庫容，應(yīng)盡快恢復(fù)水庫的作用。決定采用土工膜進(jìn)行防滲處理。

三、工程施工

　　壩前坡整治和復(fù)合土工膜的防滲施工

　　1、復(fù)合土工膜的裁剪

　　復(fù)合土工膜幅寬4米，長度視現(xiàn)場需要，由生產(chǎn)廠家在廠內(nèi)剪裁好適宜的長度卷成卷。除錨固端外，其余三邊預(yù)留10cm寬拼接縫帶，以便施工時(shí)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(shè)計(jì)斷面進(jìn)行削坡，對(duì)局部較松軟的坡面和虧坡斷面進(jìn)行處理，做到坡面平整。

　　3、設(shè)粗砂下墊層

　　坡面平整后，墊一層粗砂。

　　4、復(fù)合土工膜的敷設(shè)

　　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(shè)；坡腳平臺(tái)，水平平行壩壩軸線方向滾放鋪設(shè)。鋪開后，人工抻平找正。坡面復(fù)合土工膜與坡腳平臺(tái)復(fù)合土工膜在護(hù)坡齒墻以上。鋪設(shè)時(shí)松緊適度，寬裕度約為1.5%，避免應(yīng)力集中，也有利于拼接。鋪設(shè)要求復(fù)合土工膜與粗砂墊層吻合平整，無凸起褶；坡面轉(zhuǎn)變處，在現(xiàn)場實(shí)際放樣剪裁。

　　復(fù)合土工膜時(shí)鋪蓋上層鋪設(shè)碎石屑保護(hù)層，以防風(fēng)吹，且能保護(hù)復(fù)合土工膜不被損傷。

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

　　5、復(fù)合土工膜的拼接

　　土工膜的拼接由廠家派技術(shù)人員在現(xiàn)場完成。拼接設(shè)備為廠家自帶TH—1型雙驅(qū)動(dòng)自行式土工膜焊接機(jī)。正式拼接前，根據(jù)施工氣溫進(jìn)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(zhì)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(jī)在平整的基面上行走，保證焊接質(zhì)量。

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

　　6、復(fù)合土工膜的錨固

　　復(fù)合土工膜的上端錨固。復(fù)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(fù)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?；炷梁?0cm。

　　復(fù)合土工膜的下端錨固。復(fù)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(cè)上。待鋪設(shè)復(fù)合土工膜時(shí)，再將復(fù)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(hù)層的鋪設(shè)在復(fù)合土工膜的上面均勻鋪設(shè)20cm厚砂礫上墊層，平拍實(shí)后鋪設(shè)12cm厚的混凝土預(yù)制板。

　　四、結(jié)語

　　頓頭坑水庫從除險(xiǎn)加固后經(jīng)過一年運(yùn)行的情況來看，壩后壩再?zèng)]有出現(xiàn)“牛皮漲”，后坡也沒有出現(xiàn)發(fā)現(xiàn)濕潤的現(xiàn)象，從而證明了土工膜技術(shù)的可行性

錨固 水庫 土壩

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