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】山區攔河水庫利用復合土工膜進行水平防滲，案例較少，防滲體之間的連接非常重要，本文針對土工膜與其他防滲體的連接方式進行探討。

【關鍵詞】山區水庫；水平防滲；復合土工膜；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，是一座集工業供水、農業灌溉、防洪等任務于一體的攔河式水庫。該水庫總庫容980萬m3，為小（1）型Ⅳ等工程，主要建筑物包括攔河壩、溢洪道、導流兼泄洪涵洞、工業及灌溉引水涵洞、工業供水管道，水庫壩型為混凝土面板砂礫石壩，采用全庫盤復合土工膜水平防滲。

2. 水文氣象及工程地質概況

2.1水文氣象。

（1）煤窯溝河屬內陸區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。大壩設計洪水P=2%時洪峰流量為466 m3/s；校核洪水P=0.1%時洪峰流量為933m3/s。

（2）壩址區多年平均氣溫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，多年平均蒸發量2112.8mm（20cm）。

2.2工程地質。

（1）水庫位于東天山支脈-博格達山南坡出山口附近，總地勢北高南低。在構造上位于吐魯番--哈密山間坳陷三級構造單元上，庫壩區50年超越概率10%的地震動峰值加速度0.1g，對應的地質基本烈度為Ⅶ度。

（2）區域范圍內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。整個庫區均為第四系堆積物所覆蓋、未見基巖出露，覆蓋層厚度46～52m，斷裂構造不發育。水庫蓄水后庫盆及壩基存在滲漏問題，庫壩區上部第四系砂礫石地層的滲透系數為1.33×10-3～1.17×10-2cm/s，為強透水層，應對水庫區、壩基進行防滲處理。庫區及兩岸滲漏問題嚴重，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采用復合土工膜水平防滲。

3. 土工膜連接與錨固

該水庫庫區采用水平防滲方式，防滲體為復合土工膜，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鍵。涉及到的連接和錨固有以下幾類：①復合土工膜之間的連接；②復合土工膜與趾板的連接和錨固；③復合土工膜與主河槽防護結構的連接和錨固；④復合土工膜與庫尾防沖齒墻的連接。

3.1復合土工膜之間的連接。

3.1.1土工膜類型的選擇。

水庫在建設時，對采用復合土工膜進行防滲的水庫防滲效果統計分析，全國生產的滌綸長纖針刺非織造/聚乙烯復合土工膜在實際使用過程中防滲效果較好。同時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，這種規格的復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過程中存在孔洞，在施工時及時予以處理，防滲效果更容易得到保證。

圖1復合土工膜與趾板連接圖

圖2復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，對接縫質量的要求比較高，從便于檢測接縫質量的角度考慮，土工膜接縫采用焊接方式，在施工時對每一條焊縫都做打壓試驗，確保焊縫質量合格。

3.2復合土工膜與趾板的連接和錨固。

（1）復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，因為褶皺受壓后很難舒展，即使能展開，經過折疊的土工膜的拉伸強度和極限伸長率都會損失很多。具體連接方式為：在趾板面上預埋角鋼，角鋼頂面預裝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、角鋼條通過經螺栓固定，趾板與庫盤交接處采用柔性連接進行固定。固定完成后，在角鋼頂部澆筑混凝土保護塊（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復合土工膜與主河槽防護結構的連接和錨固。

該水庫為攔河式水庫，庫區防滲采用復合土工膜，蓄水初期入庫洪水及運行工況庫水位較低時遭遇洪水對庫區的沖刷容易造成土工膜防滲體的損壞，為此水庫在建設時，在庫盤主河槽部位采用鋼筋混凝土進行了防護，防護結構自身具有防滲功能，但防護結構與復合土工膜之間的連接顯得尤為重要。設計時對主河槽防護結構頂部采用混凝土墩體結構，墩體結構與復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。即在墩體結構側面預埋角鋼，角鋼外側面預裝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，再將復合土工膜打眼穿入螺栓，土工膜上用橡皮、角鋼條通過經螺栓固定，固定后在角鋼側面澆筑混凝土保護塊（400mm×200mm），見圖3。

3.4復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，如果不對庫尾處復合土工膜進行錨固處理，則復合土工膜極易被洪水沖刷破壞并卷走，導致水庫防滲失效，從而破壞水庫水平防滲結構。因此在庫尾采用混凝土埋墩，埋墩深3m，寬1m。復合土工膜從埋墩底部穿過，并在埋墩上游面立面鋪設，復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. 結語

復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，復合土工膜水平防滲體系與其他防滲體之間的連接關乎水庫能否蓄水，是水庫建設中的重中之重，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中采用的方案進行了論述。工程2016年11月蓄水以來防滲效果較好，在今后的的運行中加強監測，以期對連接和錨固型式進一步探討和研究總結經驗完善土工膜的連接方式。

參考文獻

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[文章編號]1619-2737（2017）03-27-605