拦河式面板坝全库盘水平防渗土工膜的连接与锚固

魏振荣��

【摘要】山区拦河水库利用复合土工膜进行水平防渗，案例较少，防渗体之间的连接非常重要，本文针对土工膜与其他防渗体的连接方式进行探讨。

【关键词】山区水库；水平防渗；复合土工膜；连接锚固

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. 工程概况

煤窑沟水库位于新疆吐鲁番市，是一座集工业供水、农业灌溉、防洪等任务于一体的拦河式水库。该水库总库容980万m3，为小（1）型Ⅳ等工程，主要建筑物包括拦河坝、溢洪道、导流兼泄洪涵洞、工业及灌溉引水涵洞、工业供水管道，水库坝型为混凝土面板砂砾石坝，采用全库盘复合土工膜水平防渗。

2. 水文气象及工程地質概况

2.1水文气象。

（1）煤窑沟河属内陆区艾丁湖水系的一条山溪性小河沟，多年平均径流量0.811×108m3。煤窑沟河属于多泥沙河流，多年平均含沙量0.88Kg/m3。大坝设计洪水P=2%时洪峰流量为466 m3/s；校核洪水P=0.1%时洪峰流量为933m3/s。

（2）坝址区多年平均气温10.9℃，极端最高气温41.5℃，极端最低气温-28.5℃。多年平均降水量68.4mm，多年平均蒸发量2112.8mm（20cm）。

2.2工程地质。

（1）水库位于东天山支脉-博格达山南坡出山口附近，总地势北高南低。在构造上位于吐鲁番--哈密山间坳陷三级构造单元上，库坝区50年超越概率10%的地震动峰值加速度0.1g，对应的地质基本烈度为Ⅶ度。

（2）区域范围内主要出露上古生界石炭系、侏罗系及新生界第三系和第四系地层。整个库区均为第四系堆积物所覆盖、未见基岩出露，覆盖层厚度46～52m，断裂构造不发育。水库蓄水后库盆及坝基存在渗漏问题，库坝区上部第四系砂砾石地层的渗透系数为1.33×10-3～1.17×10-2cm/s，为强透水层，应对水库区、坝基进行防渗处理。库区及两岸渗漏问题严重，水库采用三面围面板坝，主坝采用整体式面板，东西副坝采用分离式面板库区采用复合土工膜水平防渗。

3. 土工膜连接与锚固

该水库库区采用水平防渗方式，防渗体为复合土工膜，土工膜连接、土工膜与周边防渗体的连接都将是水库能否蓄水的关键。涉及到的连接和锚固有以下几类：①复合土工膜之间的连接；②复合土工膜与趾板的连接和锚固；③复合土工膜与主河槽防护结构的连接和锚固；④复合土工膜与库尾防冲齿墙的连接。

3.1复合土工膜之间的连接。

3.1.1土工膜类型的选择。

水库在建设时，对采用复合土工膜进行防渗的水库防渗效果统计分析，全国生产的涤纶长纤针刺非织造/聚乙烯复合土工膜在实际使用过程中防渗效果较好。同时为减少土工膜之间的接缝长度，采用宽幅土工膜，膜宽采用6m，一布一膜加一布的模式，这种规格的复合土工膜给施工增加了难度，但是便于检查为直观的检查膜上是否在生产过程中存在孔洞，在施工时及时予以处理，防渗效果更容易得到保证。

图1复合土工膜与趾板连接图

图2复合土工膜趾板横缝止水连接详图

3.1.2土工膜之间的连接。

常见的土工膜连接方式有粘接和焊接，两者施工方式操作均比较方便，而且接缝质量均有保证。该水库水平防渗土工膜面积为37万m2，土工膜的接缝长度非常长，对接缝质量的要求比较高，从便于检测接缝质量的角度考虑，土工膜接缝采用焊接方式，在施工时对每一条焊缝都做打压试验，确保焊缝质量合格。

3.2复合土工膜与趾板的连接和锚固。

（1）复合土工膜与面板混凝土趾板连接采用螺栓锚固连接，并在可能发生较大位移的相反方向留有膜与土体共同变形的余幅，且勿使膜形成褶皱的型式，因为褶皱受压后很难舒展，即使能展开，经过折叠的土工膜的拉伸强度和极限伸长率都会损失很多。具体连接方式为：在趾板面上预埋角钢，角钢顶面预装M16螺栓，螺栓间距为200mm，沿连接长度通长安装一条厚5mm宽100mm橡皮，再将复合土工膜打眼穿入螺栓，土工膜上用一层橡皮、角钢条通过经螺栓固定，趾板与库盘交接处采用柔性连接进行固定。固定完成后，在角钢顶部浇筑混凝土保护块（400mm×200mm），见图1。

（2）在趾板横缝处，土工膜与趾板顶止水聚氨酯密封膏连接，见图2。

3.3复合土工膜与主河槽防护结构的连接和锚固。

该水库为拦河式水库，库区防渗采用复合土工膜，蓄水初期入库洪水及运行工况库水位较低时遭遇洪水对库区的冲刷容易造成土工膜防渗体的损坏，为此水库在建设时，在库盘主河槽部位采用钢筋混凝土进行了防护，防护结构自身具有防渗功能，但防护结构与复合土工膜之间的连接显得尤为重要。设计时对主河槽防护结构顶部采用混凝土墩体结构，墩体结构与复合土工膜之间采用螺栓锚固，具体连接方式与前述的土工膜与趾板连接方式相似。即在墩体结构侧面预埋角钢，角钢外侧面预装M16螺栓，螺栓间距为200mm，沿连接长度通长安装一条厚5mm宽100mm橡皮，再将复合土工膜打眼穿入螺栓，土工膜上用橡皮、角钢条通过经螺栓固定，固定后在角钢侧面浇筑混凝土保护块（400mm×200mm），见图3。

3.4复合土工膜与库尾防冲齿墙的连接。

水库库尾直接受洪水冲刷，如果不对库尾处复合土工膜进行锚固处理，则复合土工膜极易被洪水冲刷破坏并卷走，导致水库防渗失效，从而破坏水库水平防渗结构。因此在库尾采用混凝土埋墩，埋墩深3m，宽1m。复合土工膜从埋墩底部穿过，并在埋墩上游面立面铺设，复合土工膜顶部与防冲墙顶部齐平，埋墩横穿河道，并使煤窑沟水库东副坝、西副坝连接起来，连接详图见图4。

4. 结语

复合土工膜用于拦河式水库防渗的工程案例非常少见，由于拦河水库入库洪水的特性，复合土工膜水平防渗体系与其他防渗体之间的连接关乎水库能否蓄水，是水库建设中的重中之重，连接方式的可靠性、安全性和施工的便利性非常重要。本文就煤窑沟水库建设中采用的方案进行了论述。工程2016年11月蓄水以来防渗效果较好，在今后的的运行中加强监测，以期对连接和锚固型式进一步探讨和研究总结经验完善土工膜的连接方式。

参考文献

[1]SL/T225-1998 水利水电工程土工合成材料应用技术规范[S].1998.

[2]GB50290-98，土工合成材料应用技术规范[S].

[3]SL/T231-98，聚乙烯（PE）土工膜防渗工程技术规范[S].

[4]GB/T 50290-2014 土工合成材料应用技术规范[S].

[5]土工合成材料工程应用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1994.

[6]顾淦臣.复合土工膜或土工膜堤坝实例述评（Ⅱ）[J].水利规划设计，2001（3）：45～51.

[7]束一鸣，顾淦臣.土工膜防渗土石坝及围堰在中国的进展[J].河海大学学报，1990，18：43～48.

[8]李针龙.在山区水库防渗库盘防渗中复合土工膜应用设计分析[J].中华建设科技，2014，3：7～9.

[文章编号]1619-2737（2017）03-27-605