複合土工膜在病險水庫堤壩除險加固中的應用

一☁✘✘·•、概述
某水庫工程是一座以灌溉☁✘✘·•、防洪為主✘·，兼有發電☁✘✘·•、養殖等綜合效益的中型水利工程╃☁✘╃✘。正常蓄水位 136.00m✘·，死水位 112.94m✘·，工程等級為Ⅲ等╃☁✘╃✘。
二☁✘✘·•、主壩存在的問題
主壩為粘土斜牆土石壩✘·，壩頂高程 141.0m✘·，最大壩高 43m✘·，壩頂寬 7m✘·，壩頂軸線長 410.7m╃☁✘╃✘。上游壩坡一☁✘✘·•、二級坡坡比為 1│││：2.5✘·，上游三☁✘✘·•、四級坡坡比分別為 1│││：3.0☁✘✘·•、1│││：3.5✘·，下游壩坡從上至下坡比分別為 1│││：2.0☁✘✘·•、1│││：2✘·，5☁✘✘·•、1│││：3.0╃☁✘╃✘。該水庫屬六☁✘✘·•、七十年代“三邊”工程✘·，設計前期基本無地質勘探資料✘·，施工質量差╃☁✘╃✘。主壩壩體由於填土及施工質量差✘·，防滲斜牆夯實不密實✘·，滲透係數較大✘·，防滲心牆上下游兩側壩殼料多為碎石或塊石✘·，結構鬆散✘·，壩殼與防滲牆之間沒有設定必要的反濾保護層✘·，水平分層較明顯✘·，架空多✘·，壩體滲漏嚴重✘·，導致上游壩坡多次出現塌坑╃☁✘╃✘。主壩右端基岩透水性較高✘·，存在繞壩滲漏✘·，主壩左壩頭山體岩石分化嚴重✘·，存在較嚴重的順層構造滲漏╃☁✘╃✘。
三☁✘✘·•、設計除險方案
從水庫主壩歷次出險情況看✘·，主壩上游壩坡塌坑均出現在 117.0m平臺以上✘·，大部分在（132.0 ～ 138.O）m之間╃☁✘╃✘。根據粘土斜牆土石壩的特點結合主壩因滲漏出現的險情情況╃☁✘╃✘。本次主壩壩體防滲設計以 117.0m高程為界✘·，對 117.0m高程以上的全部壩內坡面採用複合式土工膜進行防滲處理✘·，117.0m平臺以下采用壩體高壓旋噴灌漿✘·，壩基帷幕灌漿的防滲處理方案╃☁✘╃✘。據補充地質勘探資料✘·，主壩兩岸岸坡及左壩肩☁✘✘·•、山體上層岩石透水率在（10-100）Lu✘·，屬中等透水✘·，為使主壩上游複合式土工薄膜與左右岸坡及左壩肩形成連續封閉的防滲體系✘·，在主壩上游左右岸坡及左右壩肩☁✘✘·•、山體進行防滲帷幕灌漿✘·，並在主壩左右岸坡防滲帷幕上部開挖錨固槽使防滲複合土工膜與左右岸坡及左右壩肩防滲帷幕形成連續防滲體╃☁✘╃✘。這樣✘·，使主壩壩基☁✘✘·•、壩身☁✘✘·•、壩肩形成封閉的☁✘✘·•、連續的防滲體系╃☁✘╃✘。
四☁✘✘·•、複合土工膜
根據《聚乙烯（PEl土工膜防滲工程技術規範》（SL/T231-98）有關規定✘·，複合式土工膜應鋪設至水庫最高水位加一定超高值✘·，水庫最高水位加超高值後高程為 140.85m✘·，壩頂高程為 141.0m✘·，土工膜上部鋪設至壩頂處╃☁✘╃✘。複合土工膜規格│││：防滲複合土工膜選用 2布l膜複合土工膜✘·，膜厚 0.4mm✘·，基布重 300g/㎡✘·，滲透係數8.17x10-2cm/s╃☁✘╃✘。
複合土工膜鋪設│││：
（1）坡面整理╃☁✘╃✘。
土工膜鋪設之前✘·，先將鋪設範圍內的原坡面雜物清除✘·，根據土工膜鋪設對壩坡坡比的要求進行整坡╃☁✘╃✘。坡面表土挖除（30 ～ 50）cm✘·，同時徹底清除樹根雜草✘·，坡面整修要求平順☁✘✘·•、密實✘·，坡面回填部位需開挖結合槽╃☁✘╃✘。沿壩坡每隔 8.0m開挖防滑槽✘·，槽深 1.3m✘·，槽底寬 0.5m╃☁✘╃✘。
（2）土工膜鋪設╃☁✘╃✘。
將土工膜沿壩坡自下而上縱向鋪設✘·，回填保護層與鋪設土工膜同步進行✘·，先填防滑槽✘·，再填坡面✘·，邊填邊夯實✘·，土工膜保護層分為三層│││：其下層為厚 250mm的中粗砂✘·，上設 250mm厚卵石✘·，卵石上層為厚 120mm的 C15混凝土現澆板✘·，土工膜在壩坡與岸坡結合處開挖梯形槽✘·，用 C20W6F100素混凝土埋固好✘·，與防滲帷幕結合形成防滲連續體╃☁✘╃✘。土工膜底部埋人壩體高壓旋噴灌漿形成的防滲連續體內✘·，土工膜頂部埋入壩頂部固定槽內╃☁✘╃✘。土工膜鋪設時不能拉得太緊✘·，以免受壓破壞╃☁✘╃✘。兩岸壩坡帷幕灌漿及土工膜混凝土梯形槽錨固施工順序│││：先開槽澆注第一期混凝土✘·，然後在混凝土梯形槽上鑽孔進行兩岸壩坡帷幕灌漿✘·，帷幕灌漿施工完畢後再用錨栓及壓板進行土工膜錨固✘·，最後進行第二期混凝土澆注╃☁✘╃✘。
五☁✘✘·•、複合土工膜施工質量控制
複合土工膜的鋪設✘·，是該防滲工程施工的關鍵✘·，施工質量控制包括材料採購✘·，進場鋪助材料質量控制✘·，施工操作過程控制✘·，施工完工質量檢測等╃☁✘╃✘。
（1）材料採購✘·，結合工程實際及所選複合土工膜的規格✘·，確定複合土膜的質量標準☁✘✘·•、幾何尺寸✘·，選擇生產規模較大✘·，產品質量符合要求的生產廠家進行招標採購╃☁✘╃✘。珠江三角洲有數座病險水庫大壩治理中選用了該廠生產的複合土工膜✘·，透過近幾年的使用✘·，取得了較好的效果╃☁✘╃✘。
（2）材料質量控制╃☁✘╃✘。進行的複合土工膜必須有廠家提供的合格證書✘·，效能及特性指標和使用說明書╃☁✘╃✘。複合土工膜進場後✘·，隨機抽取複合土工膜✘·，對具效能指標委託有資質的水利科學研究機構或實驗中心進行復測✘·，複測結果全部合格╃☁✘╃✘。
（3）施工操作過程控制╃☁✘╃✘。複合土工膜鋪設前合作好施工組織設計✘·，應嚴格按產品的操作規程☁✘✘·•、說明╃☁✘╃✘。鋪設方法和技術措施✘·，施工人員進行鋪設時✘·，嚴格穿釘鞋✘·，以防踩壞土工膜✘·，做到隨鋪隨壓✘·，複合土工膜鋪設要與保護層鋪設相協調╃☁✘╃✘。拼接中複合土工膜焊縫質量是拼接關鍵✘·，施工中尤其要加強接縫檢測✘·，檢測方法有│││：目測法│││：複合土工膜焊接好後✘·，觀察有無
漏接✘·，接縫是否燙損✘·，有無褶皺✘·，是否拼接均勻等╃☁✘╃✘。現場檢漏│││：現場檢漏有兩種①充氣法│││：焊縫為雙條╃☁✘╃✘。兩條之間留有約0mm的空腔✘·，將待測段兩端封死✘·，插入氣針✘·，充氣至（0.05 ～ 0.20）MPa✘·，靜觀 0.5min✘·，觀察真空表✘·，如氣壓無下降✘·，表明不漏☁✘✘·•、焊接合格✘·，否則要查明原因及時修補╃☁✘╃✘。②充水法│││：焊縫為雙條✘·，兩條之間留有約 10mm的空腔✘·，將待測段一端封死✘·，另一端插入水針✘·，充水至（0.05 ～ 0.20）MPa✘·，如無水從孔腔漏出✘·，表明焊縫合格✘·，否則要查詢原因及時修補╃☁✘╃✘。充水法較充氣法有以下優點│││：直觀性好✘·，便於及時發現問題✘·，裝置簡便✘·，操作簡單✘·，在現場便隨時隨地檢查和抽查╃☁✘╃✘。鑑於以上優點✘·，質檢部門及甲方聯合抽樣檢查✘·，實行逐段認證簽證✘·，對於虛焊☁✘✘·•、漏焊接縫應及時進行補焊✘·，並對補焊部位進行充水檢測✘·，直至驗收合格後✘·，才可以進行下道工序╃☁✘╃✘。