水库库区防渗处理设计方案论证

水库库区防渗处理设计方案论证第2页

于壤土防渗方案，总投资为5983.99万元，是3个方案中最小的。施工条件优越，施工方法简单，土工膜埋于地下，不存在老化而导致的防渗失效，
耐久性较好。
通过综合分析比较，采用土工膜水平防渗补强方案。
5 土工膜水平防渗方案设计
5.1天然铺盖渗透稳定分析
库区最低点的高程为33.5m，校核洪水位为46.83m，因此黄土状壤土层所承受的最大水头为13.33m。根据《碾压式土石坝设计规范》（sl274-）
规定，斜墙的容许渗透梯度为5，心墙的容许渗透梯度为4。实际上,防渗体的容许渗透梯度视土的性质不同而异，轻壤土为3～4，壤土为4～6，粘土为6～
8。通常控制防渗体的容许梯度为5～6。因此，从渗透稳定考虑，库区较低部位，天然铺盖小于3.0m的部位需要做防渗处理，才能保证防渗层的渗透稳定。
5.2库区处理前后渗漏量分析
在确定土工膜防渗的范围时，需要从投资和防渗效果两个方面考虑。处理范围小，则不能达到预期的防渗效果；处理范围过大，将会使投资量大。
当只对天然铺盖厚度小于2m的区域铺设土工膜防渗后，正常蓄水位情况下，总渗漏量仍达10.46万m3/d，显然渗漏量太大，防渗效果不明显；对天然铺
盖厚度小于3.0m的区域铺设土工膜防渗，需要土工膜面积为207.57万m2，渗流量为205万m3/d；当铺设土工膜的范围扩大为天然铺盖厚度小于4.0m的区域
时，渗流量为1.71m3/d，但是铺设土工膜面积增大为327.9万m2。
在正常蓄水位41.0m的情况下，库区铺设土工膜防渗后，渗漏量仍很大，达3.7万m3/d。但是考虑到水库达到41.0m的情况较少，且持续时间很短。而库
水位大多数情况下维持在40m以下。在库水位40.0m和39.0m时,渗漏量分别为1.74万m3/d和7438m3/d。库水位低于39.0m，渗漏量更小。库区铺设土工膜的防
渗处理后，可满足蓄水运用要求。因此推荐处理范围为：高程40m以下，天然铺盖厚度小于3.0m的区域。对于局部水头较高的部位，适当扩大到天然铺盖厚
度3.0～4.0m的区域。
5.3土工膜设计
5.3.1材料选择
选用聚乙烯（pe）膜，土工膜厚度选取为0.5mm。
选用材料物理力学性能指标应符合下列要求：密度不应低于900kg/m3，破坏拉应力不应低于12mpa，断裂伸长率不应低于300%，弹性模量（e）在5℃不
应低于70mpa，抗冻性（脆性温度）不应低于-60℃，联接强度应大于母材强度；撕裂强度应大于等于40n/mm，抗渗强度应在1.05mpa水压下48h不渗水，渗
透系数应小于10-11cm/s。
同时，根据环境保护要求，土工膜应满足饮水工程和其它卫生性能要求，其所用材料均符合国家现行有关环保标准的规定。
5.3.2结构设计
土工膜防渗结构设计，包括膜上保护层、支持层和土工膜防渗层。
膜上保护层的主要作用是减缓土工膜的老化、防御水流和波浪对土工膜的冲刷、人蓄破坏、冰冻损害以及作为压重抵抗膜下水气压力的浮起等。材料
为原地壤土压实。同样要检查与膜直接接触的壤土中不能有尖锐材料。考虑水深、流速、日晒和冰冻等因素，选定膜上保护层厚度为60cm。靠近水面部
位，考虑波浪冲刷，局部加厚为100cm。
膜下支持层为地基土，平整好场地后，上铺设土工膜，根据库区地质资料，膜下为黄土状壤土，没有尖锐的石子等物，所以可以直接铺设土工膜，但
同时也要注意检查局部可能有的尖锐材料刺破土工膜；对于砂卵石出漏部位，在砂卵石上部要铺设10cm厚壤土，再铺设土工膜。
根据库区防渗的特点，采用埋压式pe土工膜防渗。根据土工膜与膜上保护层之间的摩擦系数，经过计算控制边坡系数为5。
5.3.3联接设计
土工膜联接好坏直接影响防渗的效果。土工膜周边与相对不透水的天然铺盖紧密联接，形成封闭的不透水结构体。因此，在周边设锚固槽，槽深度为
膜下50cm，槽底宽50cm，将土工膜锚固于槽内。膜与膜之间搭接宽度应满足焊接工艺要求，取为10cm。
通过对瀑河水库除险加固工程初步设计，提出了土工膜水平防渗设计方案。通过论证分析该方案科学合理可行。