尖茶溪水庫大壩滲漏現(xiàn)狀及防滲處理措施研究

劉關(guān)羽

(余慶縣龍家鎮(zhèn)水利移民工作站，貴州 余慶564403)

1 工程概況

尖茶溪水庫位于余慶縣龍家鎮(zhèn)新坪村紙房村民組，大壩距余慶縣城84 km，距龍家鎮(zhèn)9 km，距遵義市134 km，無公路至大壩，交通不便。

水庫所在河流為烏江水系跳蹬河左岸支溝上，水庫壩址以上流域面積1.0 km2;水庫原設(shè)計(jì)總庫容15.56 萬m3，正 常 庫 容14.39 萬m3，死 庫 容1.17 萬m3，校核洪水位779.88m(P =0.2%)，正常蓄水位779.00 m，死水位769.38 m。

該水庫是一座以灌溉為主的小(2)型水利工程，設(shè)計(jì)灌溉面積34.67 hm2，實(shí)際灌溉面積20 hm2，保證灌溉面積13.33 hm2。

尖茶溪水庫工程樞紐主要由大壩、溢洪道、放水涵洞組成。尖茶溪水庫大壩為均質(zhì)土壩，除險(xiǎn)加固后最大壩高13.28 m，水庫總庫容16.3 萬m3。

根據(jù)SL252—2000《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》和GB50201—94《防洪標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，本工程等級為V 等，工程規(guī)模為小(2)型，大壩及溢洪道為5級水工建筑物，除險(xiǎn)加固采用洪水標(biāo)準(zhǔn)為30 a(P =3.33%)一遇洪水設(shè)計(jì)，300 a(P =0.33%)一遇洪水校核［1］。

2 大壩滲漏現(xiàn)狀及原因分析

大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高13.28 m，壩頂高程為779.86 ～780.61 m，壩頂寬3.2 ～4.5 m，壩頂長52 m。水庫1974年建成蓄水后，壩基、下游壩面、右壩肩出現(xiàn)滲水。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查:

1)當(dāng)庫水位在774.09 m時(shí)，外坡右岸坡腳出現(xiàn)集中滲漏2.5 L/s。

2)當(dāng)庫水位在778.00 m時(shí)(正常蓄水位)，下游壩面774.28 m 高程以下存在浸潤滲漏，浸潤面積54.23 m2，集中最大滲漏量5.12 L/s。

滲漏原因有以下3個方面:

1)大壩坐落在婁山關(guān)群(∈2－3Ls)白云巖上，風(fēng)化嚴(yán)重，強(qiáng)風(fēng)化層深度5.0 ～6.0 m。而建壩時(shí)未清除強(qiáng)風(fēng)化層，水庫蓄水后，庫水沿基巖強(qiáng)風(fēng)化帶滲漏。

2)壩址構(gòu)造裂隙發(fā)育，特別是右壩肩，受裂隙影響，巖體柔皺、產(chǎn)狀零亂，庫水沿裂隙繞右壩肩滲漏。

3)施工時(shí)中上部壩體土料填筑不密實(shí)，滲透系數(shù)較大，致使壩體浸潤滲漏［2］。

3 大壩滲漏與處理施工技術(shù)

根據(jù)大壩工程現(xiàn)狀，壩基、壩肩巖體裂隙發(fā)育，巖體破碎，風(fēng)化嚴(yán)重，壩基接觸帶強(qiáng)風(fēng)化巖透水性強(qiáng);大壩黏土填筑不均勻，填筑質(zhì)量較差［3－4］。

現(xiàn)大壩存在壩體、壩基、壩肩繞壩滲漏，滲漏量隨庫水位的升高而增大，滲漏嚴(yán)重，對大壩安全不利，致使水庫多年未能蓄水和發(fā)揮效益。

為提高壩體和壩基、壩肩抗?jié)B漏能力，對大壩及兩壩肩采用土工膜防滲處理。

根據(jù)大壩安全鑒定壩體、壩肩及繞壩存在滲漏，大壩內(nèi)坡右壩肩出現(xiàn)風(fēng)化，初步確定防滲范圍:正常水位778.00 m以上，下限壩腳基巖，并嵌入新鮮基巖0.5 m，向右岸延伸52.5 m，左岸延伸24 m?？傆?jì)土工膜鋪設(shè)面積2 400 m2。

3.1 防滲材料選擇

所選的防滲材料應(yīng)遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)有:

1)《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50290—98。

2)《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》SL/T225—98。

3)《土工合成材料測試規(guī)程》SL/T235—1999。

4)《土工合成材料短纖維非編織土工布》GB/T17638—1998。

復(fù)合土工膜材料的購買必須是信譽(yù)良好廠家的產(chǎn)品，且要具有國家認(rèn)證的權(quán)威單位的檢測報(bào)告，同時(shí)必須具有出廠合格證、性能及特征指標(biāo)和使用說明書，并委托第三方對產(chǎn)品進(jìn)行檢測，合格后方可使用。

在選擇復(fù)合土工膜寬度時(shí)應(yīng)在滿足厚度要求的前提下使膜接縫最少。運(yùn)至現(xiàn)場的土工膜應(yīng)在當(dāng)日用完。該水庫最大蓄水深13.08 m，根據(jù)土工膜防滲材料有關(guān)規(guī)定及相關(guān)技術(shù)要求，初選土工膜型號為800(兩膜一布)。

比如，我就喜以日常生活中常見的荷為題材作畫，一是因?yàn)閺V大群眾喜歡荷花之美，二是因?yàn)椤昂伞敝C音為“和”，我可以借之表達(dá)“家和萬事興”、“國和萬事興”的主題，以之表達(dá)祝福親朋好友生活美滿，祝福祖國繁榮昌盛的情感。我的作品《祥》就是為表達(dá)這樣的情感而創(chuàng)作的。

3.2 土工膜防滲施工技術(shù)

土工膜防滲施工技術(shù)包括5個方面:基面及周邊處理、鋪膜、土工膜焊接、土工膜檢測及修補(bǔ)和回填及覆蓋。

3.2.1 基面及周邊處理

大壩內(nèi)坡及兩岸防滲區(qū)域，用黏土回填并夯實(shí)(回填前應(yīng)清除草皮、樹根、腐腐物、亂石等)，達(dá)到土工膜鋪設(shè)高程，預(yù)留0.2 m厚的人工篩制黏土墊層，在基面上沿基面等高每5 ～6 m設(shè)一道梯形防滑槽，再在基面鋪設(shè)人工篩制黏土防護(hù)層厚0.2 m，同時(shí)碾壓密實(shí)，周邊界開挖土工膜嵌入槽，嵌入槽應(yīng)開挖至新鮮基巖0.5 m深、槽寬0.5 m，回填0.2 m厚的C15混凝土。

3.2.2 鋪膜

鋪膜前應(yīng)對鋪膜基面進(jìn)行清理，清除基面上的樹木、草根、亂石等物，要求基面無堅(jiān)硬物質(zhì)。達(dá)到平整度后，對基面進(jìn)行碾壓密實(shí)，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格方可鋪膜［5］。

鋪膜前應(yīng)注意檢查膜面是否無熔點(diǎn)漏點(diǎn)、廠家接頭是否牢固、布是否均勻、臨邊是否平整無褶皺等。

第一幅膜鋪放好后，將需焊接第二幅鋪在第一幅膜上，調(diào)整兩幅膜焊接邊緣走向，使之有約10 cm搭接，對邊不齊的需進(jìn)行修剪，膜褶皺處需展平，以免影響焊接質(zhì)量。

土工膜的鋪設(shè)為了施工方便，保證拼接質(zhì)量，復(fù)合土工膜應(yīng)盡量采用寬幅，減少現(xiàn)場拼接量，施工前應(yīng)根據(jù)土工膜幅寬、現(xiàn)場長度需要，在專用場地剪裁，并拼接成符合要求尺寸的塊體，卷在鋼管上，人工搬運(yùn)到工作面鋪設(shè)［6－7］。

鋪設(shè)采用自上而下鋪設(shè)，水平方向上由坡腳向外端鋪設(shè);鋪設(shè)時(shí)復(fù)合土工膜兩側(cè)放置人行木板，并注意張馳適度，要求土工膜與墊層結(jié)合面務(wù)必吻合平整，避免人為和施工機(jī)械的損傷。

施工人員均應(yīng)穿平底布鞋或軟膠底鞋進(jìn)行鋪設(shè)，嚴(yán)禁穿釘鞋以防踩壞土工膜，土工膜鋪設(shè)要與保護(hù)層鋪設(shè)相協(xié)調(diào)，做到隨鋪隨壓［8］。

在土工膜鋪設(shè)過程中，需要適當(dāng)?shù)姆潘?，并且?yīng)該預(yù)留3% ～5%的富余度。做成突起的波浪形松弛方式。以適應(yīng)氣溫變化及基礎(chǔ)的沉陷。并避免人為硬折和損傷。

土工膜的鋪設(shè)，接縫排列方向應(yīng)平行或垂直最大坡度線且應(yīng)按由上而下的順序鋪設(shè)。坡面彎曲處應(yīng)使膜和接縫連接。兩側(cè)擋水墻同槽底一次鋪設(shè)完成。

土工膜應(yīng)自然松弛與支持層貼實(shí)，不宜折皺懸空。按需要尺寸裁剪拼接，兩幅連接處要平整無褶皺。

土工膜應(yīng)邊鋪邊壓，以防止風(fēng)吹起。未覆蓋保護(hù)層前應(yīng)在膜的邊角處每隔2 ～5 m放一個20 ～40 kg重的沙袋。

為保證施工方便和拼接質(zhì)量，復(fù)合土工膜應(yīng)盡量采用寬幅，減少現(xiàn)場拼接量，根據(jù)需要在單位內(nèi)裁剪。

鋪設(shè)土工膜時(shí)應(yīng)在室外氣溫5 ℃以上，風(fēng)力4 級以下無雨雪天氣時(shí)鋪設(shè)。若遇雨雪天氣應(yīng)停止施工且對已鋪的土工膜用彩條布或塑料布遮蓋。

鋪設(shè)過程中應(yīng)隨時(shí)檢查膜的外觀有無破損、麻點(diǎn)、孔眼等缺陷。發(fā)現(xiàn)膜后有缺陷或損傷，應(yīng)及時(shí)用新鮮母材修補(bǔ)。補(bǔ)疤每邊應(yīng)超過破損部位10～20 cm。

3.2.3 土工膜焊接

本工程采用TH—1 焊接機(jī)進(jìn)行土工膜的焊接，在焊接之前需要使用干凈的紗布或棉布擦拭或用吹風(fēng)機(jī)吹焊縫搭接處，做到無水，無塵，無垢。

土工膜平行對齊，適量搭接，寬度為10 cm。焊膜機(jī)的行走速度一般為1.5 ～5 m/s，施焊溫度180 ～200 ℃。

土工膜與擋水強(qiáng)的連接采用黏結(jié)劑黏結(jié)(黏結(jié)劑由李清乳膠涂料，水泥，水拌合而成)，黏結(jié)完畢后，在水位線以上錨固。

采用現(xiàn)場撕拉檢驗(yàn)焊接好的試樣，焊縫不被撕拉破壞，母材被撕裂認(rèn)為合格。焊接處復(fù)合土工膜應(yīng)熔接為一個整體，不得出現(xiàn)虛焊、漏焊或超量焊。出現(xiàn)虛焊、漏焊時(shí)必須切開焊縫。

使用焊接機(jī)對切開損傷部位用大于破損直徑一倍以上的母材焊接。焊接雙縫寬度宜采用2 mm ×10 mm。橫向接縫錯位尺寸≥500 mm。T 字型接頭宜采用母材補(bǔ)痕，補(bǔ)痕尺寸為300 mm×300 mm。

每條膜搭接焊接完后，隨即進(jìn)行外觀檢查，看兩條焊縫是否清晰、透明、無灰渣、氣泡、漏點(diǎn)、熔點(diǎn)或焊縫跑邊等。如發(fā)現(xiàn)有漏焊，熔點(diǎn)等現(xiàn)象，立即用塑料槍進(jìn)行補(bǔ)旱。

焊接質(zhì)量需經(jīng)施工單位質(zhì)檢員檢查驗(yàn)收合格，監(jiān)理工程師確認(rèn)后，方可進(jìn)行施工中的各道工序。前道工序未驗(yàn)收合格，不得進(jìn)行下道工序，進(jìn)行下道工序或相鄰工程施工時(shí)，應(yīng)對已完成工序的土工膜妥善保護(hù)，不得有任何人為損壞。

3.2.4 土工膜檢測及修補(bǔ)

土工膜鋪設(shè)和焊接完成之后需要采用以下3 種方法進(jìn)行檢測:

3.2.4.1 目測對鋪設(shè)的HDPE 土工膜外觀，焊接質(zhì)量、T 型焊接、基地雜物等進(jìn)行細(xì)致的檢查。

3.2.4.2 現(xiàn)場檢漏法

雙焊縫長采用充氣法(充其長度30 ～60 m)對焊縫進(jìn)行檢測。將待測段兩端就封死，插入氣針，充氣至0.25 MPa，靜觀5 min后觀察真氣表，如氣壓下降＜20%，表明不漏。

3.2.4.3 破壞實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)場按每1 000 m2取一組進(jìn)行試驗(yàn)，其強(qiáng)度不低于母材的80%，且試樣斷裂不得在拉縫處，否則拉縫質(zhì)量不合格。

在檢查完成之后，應(yīng)該立即對檢測時(shí)所作的充氣打壓穿孔全部用擠壓焊接法補(bǔ)堵，對檢測發(fā)現(xiàn)不合格的部位應(yīng)及時(shí)用新鮮的母材修補(bǔ)，經(jīng)再次檢測合格后，立即縫合上層土工膜。

3.2.5 回填及覆蓋

土工膜鋪放焊接經(jīng)檢查驗(yàn)收合格后，首先在膜面上鋪設(shè)人工篩制黏土0.2 m厚，作好膜面防護(hù)。土工膜周邊和與結(jié)構(gòu)連接處用C15 混凝土現(xiàn)澆密閉。再在土工膜防護(hù)鋪設(shè)0.5 m厚的黏土保護(hù)層。

4 結(jié) 語

通過對大壩滲漏的分析，發(fā)現(xiàn)壩體、壩肩及繞壩存在滲漏，大壩內(nèi)坡右壩肩出現(xiàn)風(fēng)化;外壩坡無排水溝，壩腳無排水體。當(dāng)水位為778.00 m時(shí)，可測滲漏量約為2.5 ～5.12 L/s，大壩滲流不穩(wěn)定。針對上述問題，主要采用土工膜防滲處理的方法進(jìn)行處理。在施工中，必須嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行，從而對施工質(zhì)量進(jìn)行保證。

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