攔河式面板壩全庫盤水平防滲土工膜的連接與錨固

魏振榮??

【摘要】山區(qū)攔河水庫利用復(fù)合土工膜進(jìn)行水平防滲，案例較少，防滲體之間的連接非常重要，本文針對(duì)土工膜與其他防滲體的連接方式進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】山區(qū)水庫；水平防滲；復(fù)合土工膜；連接錨固

The connection between composite geomembrane and other impervious body for river type dam horizontal anti-seepage of the whole bottom on the deep overburden

Wei Zhen-rong

（Hydro and Power Design Institute of Turpan areaTurpanXinjiang838000）

【Abstract】Composite geomembrane for seepage reservoirs in deep overburden are rare.This article combined with the practice of Meiyaogou reservoir construction， discusses the connection between composite geomembrane and other impervious body.

【Key words】Deep Overburden；Seepage Prevention；Composite Geomembrane；Connection

1. 工程概況

煤窯溝水庫位于新疆吐魯番市，是一座集工業(yè)供水、農(nóng)業(yè)灌溉、防洪等任務(wù)于一體的攔河式水庫。該水庫總庫容980萬m3，為?。?）型Ⅳ等工程，主要建筑物包括攔河壩、溢洪道、導(dǎo)流兼泄洪涵洞、工業(yè)及灌溉引水涵洞、工業(yè)供水管道，水庫壩型為混凝土面板砂礫石壩，采用全庫盤復(fù)合土工膜水平防滲。

2. 水文氣象及工程地質(zhì)概況

2.1水文氣象。

（1）煤窯溝河屬內(nèi)陸區(qū)艾丁湖水系的一條山溪性小河溝，多年平均徑流量0.811×108m3。煤窯溝河屬于多泥沙河流，多年平均含沙量0.88Kg/m3。大壩設(shè)計(jì)洪水P=2%時(shí)洪峰流量為466 m3/s；校核洪水P=0.1%時(shí)洪峰流量為933m3/s。

（2）壩址區(qū)多年平均氣溫10.9℃，極端最高氣溫41.5℃，極端最低氣溫-28.5℃。多年平均降水量68.4mm，多年平均蒸發(fā)量2112.8mm（20cm）。

2.2工程地質(zhì)。

（1）水庫位于東天山支脈-博格達(dá)山南坡出山口附近，總地勢(shì)北高南低。在構(gòu)造上位于吐魯番--哈密山間坳陷三級(jí)構(gòu)造單元上，庫壩區(qū)50年超越概率10%的地震動(dòng)峰值加速度0.1g，對(duì)應(yīng)的地質(zhì)基本烈度為Ⅶ度。

（2）區(qū)域范圍內(nèi)主要出露上古生界石炭系、侏羅系及新生界第三系和第四系地層。整個(gè)庫區(qū)均為第四系堆積物所覆蓋、未見基巖出露，覆蓋層厚度46～52m，斷裂構(gòu)造不發(fā)育。水庫蓄水后庫盆及壩基存在滲漏問題，庫壩區(qū)上部第四系砂礫石地層的滲透系數(shù)為1.33×10-3～1.17×10-2cm/s，為強(qiáng)透水層，應(yīng)對(duì)水庫區(qū)、壩基進(jìn)行防滲處理。庫區(qū)及兩岸滲漏問題嚴(yán)重，水庫采用三面圍面板壩，主壩采用整體式面板，東西副壩采用分離式面板庫區(qū)采用復(fù)合土工膜水平防滲。

3. 土工膜連接與錨固

該水庫庫區(qū)采用水平防滲方式，防滲體為復(fù)合土工膜，土工膜連接、土工膜與周邊防滲體的連接都將是水庫能否蓄水的關(guān)鍵。涉及到的連接和錨固有以下幾類：①復(fù)合土工膜之間的連接；②復(fù)合土工膜與趾板的連接和錨固；③復(fù)合土工膜與主河槽防護(hù)結(jié)構(gòu)的連接和錨固；④復(fù)合土工膜與庫尾防沖齒墻的連接。

3.1復(fù)合土工膜之間的連接。

3.1.1土工膜類型的選擇。

水庫在建設(shè)時(shí)，對(duì)采用復(fù)合土工膜進(jìn)行防滲的水庫防滲效果統(tǒng)計(jì)分析，全國生產(chǎn)的滌綸長纖針刺非織造/聚乙烯復(fù)合土工膜在實(shí)際使用過程中防滲效果較好。同時(shí)為減少土工膜之間的接縫長度，采用寬幅土工膜，膜寬采用6m，一布一膜加一布的模式，這種規(guī)格的復(fù)合土工膜給施工增加了難度，但是便于檢查為直觀的檢查膜上是否在生產(chǎn)過程中存在孔洞，在施工時(shí)及時(shí)予以處理，防滲效果更容易得到保證。

圖1復(fù)合土工膜與趾板連接圖

圖2復(fù)合土工膜趾板橫縫止水連接詳圖

3.1.2土工膜之間的連接。

常見的土工膜連接方式有粘接和焊接，兩者施工方式操作均比較方便，而且接縫質(zhì)量均有保證。該水庫水平防滲土工膜面積為37萬m2，土工膜的接縫長度非常長，對(duì)接縫質(zhì)量的要求比較高，從便于檢測(cè)接縫質(zhì)量的角度考慮，土工膜接縫采用焊接方式，在施工時(shí)對(duì)每一條焊縫都做打壓試驗(yàn)，確保焊縫質(zhì)量合格。

3.2復(fù)合土工膜與趾板的連接和錨固。

（1）復(fù)合土工膜與面板混凝土趾板連接采用螺栓錨固連接，并在可能發(fā)生較大位移的相反方向留有膜與土體共同變形的余幅，且勿使膜形成褶皺的型式，因?yàn)轳薨櫴軌汉蠛茈y舒展，即使能展開，經(jīng)過折疊的土工膜的拉伸強(qiáng)度和極限伸長率都會(huì)損失很多。具體連接方式為：在趾板面上預(yù)埋角鋼，角鋼頂面預(yù)裝M16螺栓，螺栓間距為200mm，沿連接長度通長安裝一條厚5mm寬100mm橡皮，再將復(fù)合土工膜打眼穿入螺栓，土工膜上用一層橡皮、角鋼條通過經(jīng)螺栓固定，趾板與庫盤交接處采用柔性連接進(jìn)行固定。固定完成后，在角鋼頂部澆筑混凝土保護(hù)塊（400mm×200mm），見圖1。

（2）在趾板橫縫處，土工膜與趾板頂止水聚氨酯密封膏連接，見圖2。

3.3復(fù)合土工膜與主河槽防護(hù)結(jié)構(gòu)的連接和錨固。

該水庫為攔河式水庫，庫區(qū)防滲采用復(fù)合土工膜，蓄水初期入庫洪水及運(yùn)行工況庫水位較低時(shí)遭遇洪水對(duì)庫區(qū)的沖刷容易造成土工膜防滲體的損壞，為此水庫在建設(shè)時(shí)，在庫盤主河槽部位采用鋼筋混凝土進(jìn)行了防護(hù)，防護(hù)結(jié)構(gòu)自身具有防滲功能，但防護(hù)結(jié)構(gòu)與復(fù)合土工膜之間的連接顯得尤為重要。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)主河槽防護(hù)結(jié)構(gòu)頂部采用混凝土墩體結(jié)構(gòu)，墩體結(jié)構(gòu)與復(fù)合土工膜之間采用螺栓錨固，具體連接方式與前述的土工膜與趾板連接方式相似。即在墩體結(jié)構(gòu)側(cè)面預(yù)埋角鋼，角鋼外側(cè)面預(yù)裝M16螺栓，螺栓間距為200mm，沿連接長度通長安裝一條厚5mm寬100mm橡皮，再將復(fù)合土工膜打眼穿入螺栓，土工膜上用橡皮、角鋼條通過經(jīng)螺栓固定，固定后在角鋼側(cè)面澆筑混凝土保護(hù)塊（400mm×200mm），見圖3。

3.4復(fù)合土工膜與庫尾防沖齒墻的連接。

水庫庫尾直接受洪水沖刷，如果不對(duì)庫尾處復(fù)合土工膜進(jìn)行錨固處理，則復(fù)合土工膜極易被洪水沖刷破壞并卷走，導(dǎo)致水庫防滲失效，從而破壞水庫水平防滲結(jié)構(gòu)。因此在庫尾采用混凝土埋墩，埋墩深3m，寬1m。復(fù)合土工膜從埋墩底部穿過，并在埋墩上游面立面鋪設(shè)，復(fù)合土工膜頂部與防沖墻頂部齊平，埋墩橫穿河道，并使煤窯溝水庫東副壩、西副壩連接起來，連接詳圖見圖4。

4. 結(jié)語

復(fù)合土工膜用于攔河式水庫防滲的工程案例非常少見，由于攔河水庫入庫洪水的特性，復(fù)合土工膜水平防滲體系與其他防滲體之間的連接關(guān)乎水庫能否蓄水，是水庫建設(shè)中的重中之重，連接方式的可靠性、安全性和施工的便利性非常重要。本文就煤窯溝水庫建設(shè)中采用的方案進(jìn)行了論述。工程2016年11月蓄水以來防滲效果較好，在今后的的運(yùn)行中加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，以期對(duì)連接和錨固型式進(jìn)一步探討和研究總結(jié)經(jīng)驗(yàn)完善土工膜的連接方式。

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[文章編號(hào)]1619-2737（2017）03-27-605