老挝色萨拉龙灌溉项目复合土工膜防渗设计与探讨

发表时间:2020/8/18   来源:《中国电业》2020年3月8期   作者:1.王明海2.彭小川
[导读] 复合土工膜作为一种防渗材料,可以作为防渗体应用到大坝的设计中。
         摘  要: 复合土工膜作为一种防渗材料,可以作为防渗体应用到大坝的设计中。土工膜与混凝土结构的连接是土工膜设计的重点。复合土工膜在老挝色萨拉龙灌溉项目中的成功应用表明,通过采用土工膜作为防渗体,低坝工程可以降低项目工程成本。
关键词: 心墙堆石坝 复合土工膜 混凝土连接 防渗体 老挝色萨拉龙


1  工程概况
        色萨拉龙灌溉工程位于老挝中部Savannakhet省 Tha Pang Thoong地区,工程由水库、大坝、取水建筑物、溢洪道、引水渠及渠系建筑物等组成,主要任务是灌溉。色萨拉龙水库位于色萨拉龙 (Xesalalong) 河下游,色萨拉龙河是Xe Pong 河的支流,Xe Pong 河最后汇入湄公河。色萨拉龙河长21.2km,流域面积85km2,多年平均流量1.924m3/s。
        比选设计方案时,根据越南人失败的经验和筑坝材料的研究结果,结合坝基地质条件,进行了均质土坝、土工膜斜墙堆石坝、土工膜心墙堆石坝、沥青心墙堆石坝、浆砌石坝等十种坝型的比较工作。最终确定采用土工膜心墙堆石坝。
        土工膜心墙堆石坝工程量最小、投资最省,但是,土工膜铺设与坝体填筑料同时上升,需要协调好各工序的施工进度,以免延误工期;只要严格控制土工膜的施工质量,做好分期施工对已铺设土工膜的保护和接缝处理,做好土工膜与岸坡、溢洪道和取水箱涵的连接,心墙方案是可行的。
2  坝体结构
坝体最大高度21m,坝顶宽度5m,坝顶全长1798m。堆石坝的防渗体为复合土工膜。复合土工膜采用二布一膜。土工膜“Z”字形铺设,每一折高度为0.5m,坡度为碾压后风化料的自然坡度。膜的上、下游为1.00m厚的保护层,保护层与大坝堆石体之间设0.80m厚的过渡层。大坝上游坝坡为1:1.4,下游坝坡为1:1.3,上、下游均不设马道。上游坡采用抛石护坡,下游坡可用大块石堆砌。
3  复核土工膜设计
土工膜是一种经济、可靠的新型高分子材料,它具有柔性和防渗性能好、施工方便迅速的优点,适宜作堆石坝的防渗体。将土工膜和土工织物组合成复合土工膜,充分利用了土工膜的防渗性能和土工布的柔韧性好的特点。
        本工程复合土工膜的规格以标称断裂强度表示。根据:《土工合成材料非织造布复合土工膜》(GB/T17642-2008)。大坝400g/0.8mm/400g两布一膜复合土工膜,标称断裂强度24KN/m。土工膜技术要求见表3.1所列:
        表3.1 土工膜技术要求





4  土工膜与底板连接
        复合土工膜与坝基混凝土灌浆盖板连接,考虑不均匀沉降,在连接处土工膜设伸缩节(即土工膜折叠)。然后将连接处的混凝土表面清理干净,涂一层沥青,贴上止水橡皮后再铺膜,土工膜上再贴止水橡皮,用10mm厚的钢板压平,每隔50cm用膨胀螺栓固定在混凝土底板上,最后用砂浆覆盖封闭。典型断面见图4-1。

图4-1 复合土工膜与混凝土底板连接图
5  土工膜与防浪墙的连接
复合土工膜与坝顶混凝土防浪墙相连接,构成一个封闭的防渗体系。考虑不均匀沉降以及土工膜之字形铺设时,保持不出现拉应力状态,在防浪墙底板趾部设置土工膜设伸缩节。将土工膜与防浪墙连接处的混凝土表面清理干净,涂一层沥青,贴上止水橡皮后再铺膜,土工膜上再贴止水橡皮,用10mm厚的钢板压平,每隔50cm用膨胀螺栓固定在防浪墙上,最后用二期混凝土封闭。防浪墙部位的连接不同于底板部位的连接,土工膜是竖向连接,应当做好临时支撑和架力结构,保证土工膜与防浪墙的连接效果。典型断面见图5-1。

图5-1 复合土工膜与混凝土底板连接图
6  防渗效果
        根据《土石坝安全监测技术规范》(SL60-94),本工程进行了渗流监测,以监测土工膜心墙作为防渗体的效果。
        工程经过一年多的运行,防渗效果良好。渗流监测的观测资料表明,平时下游坝脚渗水流量不超过2 L/s;2014年5月18日观测库水位为194.436m高程,库水位与下游坝脚水头差约为6m~7m,下游坝脚渗流量为2.69 L/s(17日夜大雨),小于设计渗流量36 L/s的标准。
7 结语
        (1)在考虑经济因素控制时,复合土工膜作为一种防渗效果良好的材料,即经济又施工方便,可以在低坝的堤防围堰等建筑物中进行广泛的应用。
        (2)复合土工膜作为心墙坝唯一的防渗体,需在施工过程中给予足够的重视,确保施工质量,以防后期出现检修困难等问题。
        (3)复合土工膜与混凝土结构的连接是构成封闭的防渗体系的重点,在施工过程中应当做好各道工序的衔接,保证连接质量。
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