淺談復(fù)合土工膜在哈日朝魯水庫除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用論文
復(fù)合土工膜是用土工織物與土工膜復(fù)合而成的不透水材料，它主要用于防滲，廣泛應(yīng)用于渠道防滲工程。近年來，土工合成材料在土木工程，尤其是在防洪搶險(xiǎn)工程中的大量應(yīng)用及其成效，引起了廣大工程技術(shù)人員的高度重視。對于土工合成材料的應(yīng)用技術(shù)，國家從防滲、反濾、排水、加筋、防護(hù)等方面，提出了規(guī)范性技術(shù)要求，大大加快了新材料的推廣應(yīng)用步伐。以下是學(xué)習(xí)啦小編今天為大家精心準(zhǔn)備的：淺談復(fù)合土工膜在哈日朝魯水庫除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用相關(guān)論文。內(nèi)容僅供參考，歡迎閱讀!
淺談復(fù)合土工膜在哈日朝魯水庫除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用全文如下：
復(fù)合土工膜是水庫大壩工程中一種新型防滲建筑材料，其具有質(zhì)量輕、性價(jià)比較高、施工便捷、抗老化性強(qiáng)、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，近二十年來在我國水利工程中得到廣泛應(yīng)用，并取得較好的防滲加固效果和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
1 工程概況
哈日朝魯水庫在內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市阿魯科爾沁旗扎嘎斯臺(tái)鎮(zhèn)境內(nèi)，壩址位于烏力吉木倫河左側(cè)的一級支流黑木倫河下游，距旗政府天山鎮(zhèn)約70km。
哈日朝魯水庫是一座以灌溉為主，兼顧生態(tài)、養(yǎng)殖、旅游等綜合利用的中型水庫。該水庫工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級別為3 級，次要建筑物級別為4 級。蓄水工程正常運(yùn)用洪水重現(xiàn)期20 年;非常運(yùn)用洪水重現(xiàn)期100 年，地震設(shè)防烈度為Ⅵ度。
2 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)方案的選擇
由于當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件及牲畜的踩踏，壩體風(fēng)蝕、浪淘嚴(yán)重，受當(dāng)時(shí)建設(shè)環(huán)境及客觀條件限制，壩前庫底沒有鋪蓋防滲，施工中未對水庫壩基進(jìn)行防滲處理，壩體夯填不密實(shí)，壩后也未做排水體，防滲效果較差，本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)為清除剩余壩體，在原址重建水庫大壩、新修迎水面壩坡、背水面壩坡以及排水體。即本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)水庫大壩為細(xì)砂均質(zhì)壩，采用設(shè)計(jì)壩頂高程犖305.60m，并保持原壩軸線不變，壩頂軸線長為1650m，最大壩高8.6m，壩頂寬為6.0m，迎水面邊坡為1：3.0，采用15cm 厚現(xiàn)澆砼的護(hù)坡形式，下鋪設(shè)15cm 厚砂礫墊層，下再鋪設(shè)500g/m2 復(fù)合土工膜(兩布一膜);下游邊坡為1：3，采用30cm 碎石護(hù)坡形式;上游壩腳采用70cm×100cm 的漿砌石護(hù)腳。
大壩筑壩土料巖性為細(xì)砂，天然含水量12.3%，比重2.65，干密度1.63g/cm3，滲透系數(shù)5.3×10-3cm/s，壩體呈中密-密實(shí)狀態(tài)，屬中等透水，壩體存在滲漏。除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)方案如下。
第一方案：壩坡上游采用斜墻土工膜(500g/m2 兩布一膜)，下游設(shè)貼坡排水。
第二方案：壩坡上游采用斜墻土工膜(500g/m2 兩布一膜)，壩基布置成垂直鋪設(shè)復(fù)合土工膜(700g/m2 兩布一膜)，擬設(shè)計(jì)垂直防滲插入透水層深度為8m，下游設(shè)貼坡排水。
第三方案：壩坡上游采用斜墻土工膜(500g/m2 兩布一膜)，壩基采用0.6m 厚的水泥攪拌樁，擬設(shè)計(jì)垂直防滲插入透水層深度為8m，下游設(shè)貼坡排水。
技術(shù)上比較，目前土工膜廣泛用于防滲工程，不但用于壩體防滲，而且壩基用此做防滲效果也比較好，從理論到實(shí)踐都是可行的。經(jīng)濟(jì)上，土工膜工程造價(jià)相對較低，第三方案比第二方案在經(jīng)濟(jì)上可節(jié)約投資120 萬元，所以本次設(shè)計(jì)不采取第三方案。
第一方案沒有垂直防滲，滲透穩(wěn)定計(jì)算出最大出逸比降0.375>0.35(允許水力比降)，滲透出口段不穩(wěn)定。所以本次設(shè)計(jì)不采取第一方案。
根據(jù)滲流穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果，本次防滲設(shè)計(jì)選擇第二方案。即壩坡上游采用斜墻土工膜(500g/m2 兩布一膜)，壩基布置成垂直鋪設(shè)復(fù)合土工膜(700g/m2 兩布一膜)，擬設(shè)計(jì)垂直防滲插入透水層深度為8m，下游設(shè)貼坡排水。
3 復(fù)合土工膜的選擇
本次設(shè)計(jì)復(fù)合土工膜的選擇，按《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50290-98 的規(guī)定，本工程主壩壩體防滲，上游壩坡選用鋪設(shè)500g/m2 二布一膜的復(fù)合土工膜(膜厚0.35mm)，為保護(hù)土工膜設(shè)河沙墊層15cm，然后再進(jìn)行壩坡現(xiàn)澆砼護(hù)坡。壩基采用700g/m2 二布一膜的復(fù)合土工膜防滲，膜厚0.5mm。在主壩迎水面坡腳處，用開槽機(jī)開槽、重泥漿護(hù)壁，防滲長度1652m，壩基防滲最大處理深度為8m。
3.1 滲透變形判別
根據(jù)地勘報(bào)告，壩體細(xì)砂的不均勻系數(shù)小于5，土的滲透變形類型為流土型，土的臨界水力比降采用公式Jcr=(Gs-1)(1-n)，經(jīng)計(jì)算細(xì)砂的臨界水力比降為1.01，安全系數(shù)取2.0，則細(xì)砂層允許水力比降值為0.51，根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)，建議壩體細(xì)砂允許水力比降值為0.2，壩坡逸出點(diǎn)允許比降為0.35。中砂的不均勻系數(shù)小于5，土的滲透變形類型為流土型，土的臨界水力比降采用公式Jcr=(Gs-1)(1-n)，經(jīng)計(jì)算中砂的臨界水力比降為1.02，安全系數(shù)取2.0，則中砂層允許水力比降值為0.51，根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)，建議壩基中砂允許水力比降值為0.13，逸出點(diǎn)允許比降為0.32。
本次壩體做防滲后計(jì)算得平均滲透比降為0.1，小于允許水力比降，說明壩體及壩基內(nèi)部滲透穩(wěn)定。壩坡最大出逸比降為0.262<0.35，壩基水平段最大出逸比降為0.197<0.32，說明壩體及壩基出口段滲透穩(wěn)定。
3.2 抗滑穩(wěn)定計(jì)算
本次設(shè)計(jì)壩體邊坡穩(wěn)定計(jì)算采用河海大學(xué)力學(xué)研究所開發(fā)的AUTOBANK V6.1 進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算原理采用有限元理論，模型為有部分截水墻的斜墻土壩有貼坡排水情況的計(jì)算。采用碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范，分別考慮了穩(wěn)定滲流期，施工期，水位降落期三種情況。采用瑞典圓弧法，計(jì)算方法采用簡化畢肖普法，自動(dòng)搜索最危險(xiǎn)滑裂面，求得最小安全系數(shù)。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-2001)，水庫大壩屬3 級，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)正常運(yùn)用條件k 允=1.3，非常運(yùn)用條件Ⅰk 允=1.20，由成果知主壩上、下游各個(gè)工況的穩(wěn)定安全系數(shù)均在允許范圍內(nèi)，壩體邊坡穩(wěn)定。
4 結(jié)束語
通過多方案經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較，結(jié)合本工程的壩體材料與施工條件等實(shí)際情況和類似工程的處理經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)選定采用復(fù)合土工膜處理土壩滲漏的除險(xiǎn)加固方案。這對于中小型病險(xiǎn)水庫的除險(xiǎn)加固，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和很好的推廣使用價(jià)值。