平原水库围坝工程及防渗工程建设

2015-12-30张岳国马忠华

科学中国人 2015年6期

关键词：土料坝基含水量

张岳国，马忠华

淄博市引黄供水管理局

平原水库围坝工程及防渗工程建设

张岳国，马忠华

淄博市引黄供水管理局

平原水库的防渗效果直接关系到国民经济效益和人民生命财产安全，对防渗处理不仅在理论上可行，更需要经过实践的检验，要在充分论证的基础上包括当地的气候条件、地质条件、环境条件的综合分析评价，决定采取可行的方案，尤其是PE膜防渗，既满足了投资少的要求，更能满足水库正常运营的要求。

防渗；检验；实验

近年来随着城市工业化步伐的加快，水的问题越来越成为制约城市经济发展的瓶颈，而要解决缺水的矛盾，就势必进行水库建设，但尤其对于平原水库，地处平原，其需承担的安全系数要大一些，否则将会给周围农民在成不可估量的损失。因此围坝工程建设及防渗更需要慎之又慎。但如何进行平原水库围坝及防渗的建设呢？

一、围坝建设

1.首先要进行严格的地质勘测。对坝区的土质进行基本了解，对坝基地带仔细钻探，每隔10米作一钻探点，钻探深度60米，对钻探的图纸进行分析，目的是查清是否有古墓或流沙带及建筑物等，对分析结果作好记录，以备进行围坝工程时有针对的加以利用。

2.坝基清理的目的是清除表土及腐殖质层。在围坝填筑前，用铲运机对原地面进行清理，坝基垂直清除不少于30cm，水平清理超出设计边线1.5m。并将草皮，杂物清运至弃土场内。清基于围坝填筑前进行，清基面不应出现干裂现象。清基过程中，对坝基上出现的沟、渠、坑也需进行表土剥离，并对沟、渠、坑进行削坡，坡比为1：5，然后分层回填压实，如果沟、渠、坑出现渗水现象应先排水，将水排净后方可进行回填。对坝基上水井的处理，直接用150#混凝土填满为止。

3.试验段

3.1 碾压实验的目的

3.1.1 检查库区料场土料压实后是否能够达到设计压实干密度

设计压实干密度及含水量表

3.1.2 检查压实机具的性能是否满足施工要求。

3.1.3 选定合理的施工参数，在土料含水量的适宜范围内确定铺土厚度，碾压遍数。

3.2 碾压实验的基本要求

3.2.1 实验所用的土料为各标段库区料场具有代表性。

3.2.2 实验时采用的压实机具应与施工时使用的类型型号相同。

3.3 碾压试验场地布置

3.3.1 碾压实验不允许在坝基范围内进行。碾压实验的场地面积不应小于20m*30m

3.3.2 将实验场地以长边为轴线方向，划分10m*15m的四个实验小块，在试验场地中线一侧的相连的两个实验小块，铺设土质天然含水量、厚度均相同的土料，中线另侧的两快实验小块土质和厚度均相同，含水量较天然含水量分别增加到相同一幅度，设计最优含水量CH粘土位22%CL壤土位18%允许正负3%的偏差。

3.3.3 每个实验小块，应按预定的计划，规定的操作要求碾压到规定的遍数后，相应在填筑面上取样做干密度试验，CH粘土碾压遍数位6、8、10，CL壤土碾压遍数位4、6、8。

3.3.4 每个试验小块，每次的取样数应为6个，采用环刀法取样测定干密度值。

3.3.5 应测定压实后土层厚度，并观察压实底部有无虚土层，上下层面结合是否良好，有无光面及剪刀破坏现象等，做好记录。

3.4 试验完成后，应及时将试验资料进行整理分析，绘制干密度与压士遍数的关系曲线图。

4.围坝填筑

4.1 填筑材料。由于CH和CL的土的膨胀系数不同，其中CL膨胀系数＞CH土的膨胀系数，因此，选择CH土为坝心料，CL土为坝壳料以避免不同的膨胀而使坝面出现裂缝。

4.2 围坝填筑的要求

4.2.1 用来围坝填筑的土料要求无腐殖土、砂土、杂草及其它杂物。取土场应设在距坝基外边线不少于50米处，取土边坡应控制在1：10。

4.2.1 实行分层填筑，分层压实。填筑的土层厚度每层最好在30cm-40cm之间，每层土铺完后，要用铲运机拖平，平整度达到《技术规范》要求，拖平后再进行碾压，碾压要分段分片进行，相临作业面得搭接碾压宽度平行坝轴线方向控制在0.5m，垂直坝轴线方向控制在0.3m每次碾压结束后进行干密度及含水量的测定。当干密度不合规定要求而含水量在允许含水量范围内时（20-25%），应继续碾压，当含水量大于允许含水量25%时，应对土料进行晾晒后再进行碾压，否则压实干密度达不到设计要求；当土壤含水量小于20%，应进行机械洒水后碾压，以使上下土层之间紧密结合无明显层面。在碾压过程中坝心与坝壳要设立标志以防漏压、久压或过压。

4.2.3 坝心与坝壳在填筑过程往往存在不同步的现象，这在二者接触处进行下一层填筑前一定要开蹬，否则容易引起层面滑坡。当相邻两段出现进度不一致时，落后方应在下一层填筑之间实行开蹬后或以小于1.5斜坡连接方可上土。严禁出现界沟。层与层之间要先洒水后上土，否则就会在结合部形成一个渗水层以致造成大坝渗漏。

二、防渗工程

水库的防渗工程的成败决定了水库建设的成败，防渗工程一旦失败，不仅造成水源的浪费而且造成直接的经济损失，更严重者能够造成水库溃坝，给人民的生命财产安全造成不可估量的损失，因此做好水库的防渗工作至关重要。水库的防渗工程一般包括库底防渗、坝坡防渗工程及截渗工程。

1.库底防渗工程。平原水库的库底防渗工程一般有库底水平铺塑防渗及垂直铺塑防渗。下面仅就新城水库库底防渗的成功经验介绍一下水平铺塑防渗。

1.1 水平铺塑对材料的要求。水平铺塑的用材料为PE膜，其厚度要求为0.5mm,抗拉力为2940N/m2,因厚度需均匀一致，无破损所以在进行水平铺塑前首先要检查PE膜的物理性能，对不合规定要求的拒绝使用。

1.2 进行库底防渗工程应注意的事项

1.2.1 铺膜前首先在原地面进行开槽，开槽深度为30cm-40cm以备铺膜，后对槽进行压实。开槽后，对槽底进行机械整平，整平坚持小平大不平的原则，整平后对槽底进行压实（平面碾）确保平面光滑平整，无碎石土块等，确保铺膜后不被硬物刺破PE膜。

1.2.2 铺膜后，先要对PE膜进行检查，不合要求的拒用若膜面上有轻微损伤出现漏洞要及时补焊。

1.2.3 PE膜的焊接，在进行PE膜焊接前要调节好焊接机的温度，温度过高会烙坏PE膜造成焊接缝破裂。过低侧会焊接不牢固、抗拉力低。在焊接过程中要使膜与膜之间的搭接不少于10cm，焊接完毕要逐一检查每一条焊接缝，以防漏焊、焊破及焊接不牢。检验焊接缝牢固程度在现场一般用手拽法以拽不开为准。对于有积水区域的铺膜及焊接，若焊缝处被水浸湿，要先用干抹布擦净后方可进行焊接。

1.2.4 PE膜的覆土。PE膜铺平后进行覆土，覆土必须从一边开始逐步覆土，否则极易造成膜内空气排不出去而使PE膜涨破。

1.2.5 标段与标段，单元段与单元段之间一定要注意衔接处的焊接，否则很容易造成漏焊。

1.2.6 库区内的排水沟、井等一定要开1：5的坡度回填并分层压实，（压实密度参照筑坝密度），然后覆膜，否则极容易因不均匀沉降而致膜破裂。

1.2.7 库底PE膜与坡脚处复合土工布的焊接一定要紧密，千万不可漏焊或焊接不牢。

1.2.8 库底每隔50米在PE膜底部铺设一条排气管且纵横交错，排气管相交处要连接好。

1.2.9 水洼地PE膜的铺设及焊接．对水洼地带处理要按以下顺序排水――清淤――覆膜――焊接――排水――覆土．焊接时一定要清除PE膜上的污泥、水分．

2、坡面防渗。

坡面防渗是水库防渗的一部分，坝底绝对不可以产生透水现象。坡面防渗，如图所示：