复合土工膜防渗结构

一、复合土工膜规格选择

   复合土工膜规格的选择与下垫层平整度、材料允许拉应力、材料弹性模量、铺设范围内的**大水头及覆盖层**大粒径等有关, 土工膜厚度设计除应考虑主要由水压力要求的强度外, 尚应考虑暴露、埋压、气候、使用寿命等应用条件, 并按国家现行有关标准的规定确定设计厚度及实际厚度。

   本工程经综合分析计算, 坝坡防渗层采用规格为200g/ 013mm/ 200g 的针刺短线涤纶两布一膜 ( PE 膜) , 库底铺盖防渗层采用规格为 150g/ 0125mm 针刺短线涤纶一布一膜 ( PE 膜) , 幅宽均为4m。

二、复合土工膜防渗体结构层设计

   复合土工膜防渗结构自上而下依次为防护层、上垫层、防渗层、下垫层、支持层, 由于坝体和库底土层为细粒土, 整平夯实后可直接铺设土工膜, 因此不再设下垫层。坝体垫层采用平均厚度20cm 厚的砂砾石, 满足防滤要求, 防护层采用30cm 厚的干砌石护面。库底铺盖在复合土工膜上直接覆盖60 - 80cm 压实细粒土作为保护层。

复合土工膜保护层设计

　　复合土工膜的防渗效果取决于施工中和运行过程中塑料膜的完好程度，为了防止人畜践踏，动植物破坏以及减少光热作用，由于它们是高分子化纤聚合物，故应特别避免阳光的直接照射，所以复合土工膜上应铺保护层。
　　保护层的颗粒直径不能太大，否则会刺破 复合土工膜，一般对保护层的颗粒直径大小要按下式进行近似估算。
　　式中：d--保护层土料的**大颗粒直径；
　　k--安全系数，本工程取k=5;
　　[σ]-- 复合土工膜的抗拉允许强度[σ]=5.5Mpa;
　　p--承受**大水头，取P=0.1Mpa;
　　-- 复合土工膜厚度，取=0.2mm（为塑膜厚度）。
　　将上述各数据代入上式得：
　　为了安全起见，要求实际土料**大颗粒直径d不大于6mm,故本工程采用筛制的粉质粘土，其它要求与坝体土料填筑要求一样。保护层取200mm,下面100mm用筛制土，上面100mm用非筛制土。对非筛制土，应挑出较大石块等其它杂物。

复合土工膜护面设计

　　因为坝坡面是挡水建筑物，要承受风浪压力，所以必须要有护面措施，本工程设计采用干砌大块石护面。
　　护面块石必须坚硬、密实、能长期耐风化，并有一定有重量个体，能够承受风浪压力及水流冲刷力的作用。
　　护面块石的重量及Q及护面厚度参照《堤防工程设计规范》GB50286-98）中附录D.3的方法确定。计算公式：
　　式中：Q--主要护面层护面块石个体质量（t）
　　rb--人工块石的重度（KN/m3）rb=24KN/m3r--水的重度 r=10KN/m3H--设计坡高H= KD--稳定系数，KD=5.5t--块石护面层厚度n--护面块石层数n=1c--系数 c=1.4m--斜坡坡度经计算：Q=48kg,t=0.29m,取干砌块石护面厚度t=0.3m.为防止风浪水流将坝壳保护层粘土颗粒带走，在块石护面下铺设厚度为0.1m的碎石（砂砾石）作垫层兼反滤层。

三、复合土工膜防渗系统稳定复核

   由于复合土工膜http://www.sdprt.cn/与土石介质间的摩擦系数及土石介质间的摩擦系数将影响防渗体的稳定, 必须复核复合土工膜与坝坡、复合土工膜与保护层的抗滑稳定性

   复合土工膜稳定性验算根据公式 K = f / t gα 计算抗滑稳定安全系数。
   式中: K 为抗滑稳定安全系数; f 为上垫层与土工膜之间的摩擦系数; α为坝坡坡角。
   根据上垫层土料, 查资料得 f = 0145。
   坝体上游坡坡比为1 : 3 , 即t gα= 1/ 3

   通过计算得复合土工膜防渗系统是稳定的, 满足要求, 设计中在高程 9810 , 9615 , 9510 , 9315 , 9210 , 9015 分别设置了防滑槽, 防滑槽间距313m , 深度0125m。

四、库底铺盖埋铺设计

   坝前25m 范围内铺设规格为 150g/ 0125mm 的复合土工膜 ( PE 膜) 铺盖, 在距坝脚25m 的库底, 开挖一防渗齿槽, 槽深 115m , 开挖边坡 1 : 1 , 口宽3m , 将复合土工膜嵌入槽内, 并用壤土夯填。

五、复合土工膜与水库输水洞和溢洪道周边的连接

   复合土工膜防渗斜墙与水库输水洞和溢洪道刚性建筑物的连接, 要求连接严密、牢靠, 留有伸缩余量, 防止因建筑物沉陷而使复合土工膜破坏。输水洞和溢洪道导流墙浇筑为直立墙, 复合土工膜与混凝土连接时, **在砼面上间隔20cm 打孔, 安装膨胀螺栓, 沿连接长度通长安装一条厚5mm 宽10cm橡皮, 再将复合土工膜折叠3 层打眼穿入螺栓, 然后再用一层橡皮、钢压条通过膨胀螺栓将复合土工膜固定。为防止螺栓、压条锈蚀, 在螺栓和钢板压条上刷三层防锈漆。