防滲土工膜層是隔水防滲的主體結(jié)構(gòu)
土工膜防滲層結(jié)構(gòu)包括:上游面防護(hù)層、上墊層、防滲土工膜、下墊層和支持層。有時也將下墊層和支持層和合在一起,統(tǒng)稱為支承層,防護(hù)層和上墊層又統(tǒng)稱為保護(hù)層。
支承層是保證防滲土工膜安全、穩(wěn)定的重要組成結(jié)構(gòu),在設(shè)計時應(yīng)盡量顆粒較細(xì)的材料構(gòu)成下墊層,以確保防滲土工膜不會遭到穿刺或頂破破壞,形成滲漏通道。同時要求支持層與下墊層間必須滿足滲透穩(wěn)定的層間關(guān)系,以確保在防滲土工膜破壞時墊層的滲透穩(wěn)定性。
防滲土工膜層是隔水防滲的主體結(jié)構(gòu)。保護(hù)層起到保護(hù)防滲土工膜的作用,由上游防護(hù)層(即護(hù)坡)和上墊層共同組成,作為土石壩的上游護(hù)坡,防止日曬雨淋、壩坡徑流、水庫風(fēng)浪和人為活動對防滲土工膜的破壞。為保證其穩(wěn)定性,設(shè)計時應(yīng)強調(diào)保護(hù)層的透水性,已達(dá)到在庫水位下降時(包括風(fēng)浪作用時水位的下降),保護(hù)層內(nèi)的水位達(dá)到同步下降,消除反向的滲透壓力對保護(hù)層穩(wěn)定性所帶來的不利影響。近年來我一些除險加固工程普遍采用混凝土防浪護(hù)坡,因?qū)ζ渫杆砸笳J(rèn)識不足,甚至將護(hù)坡板間縫用止水材料封堵,不允許其排水,易造成護(hù)坡失穩(wěn)破壞。同時設(shè)排水孔的面板更能防止風(fēng)浪掏捌引起的壩坡失穩(wěn)。
土工膜防滲土石壩抗滑穩(wěn)定分析除考慮壩體穩(wěn)定外還要考慮土工膜與上面保護(hù)層,土工膜與下面墊層的平面抗滑穩(wěn)定性,水庫水位降落時,滯留在膜下的水會反壓土工膜,使土工膜發(fā)生隆起而滑動,因此,土工膜與下游粘土接觸面必須設(shè)置排水,土工膜上游面也不能用粘土作為保護(hù)層。
土工膜作為壩前防滲斜墻時,可采用直接鋪設(shè)和強力膠粘連,前者適用于壩坡平緩的土石壩,采用推土機(jī)整平壩上游面,人工鋪設(shè)復(fù)合土工膜和墊層,最后澆注混凝土護(hù)坡,應(yīng)注意預(yù)留復(fù)合土工膜光膜邊(10 } 15cm)澆筑在混凝土阻滑墻內(nèi)。當(dāng)保護(hù)層透水性良好時,其穩(wěn)定安全系數(shù)可按下式計算;結(jié)土持土滲流計算時,復(fù)合土工膜由于厚度薄,有限元分析時應(yīng)按當(dāng)量滲透系數(shù)處理,如薄膜實際厚度0. 2mm,即取薄膜厚2m,當(dāng)量滲透系數(shù)1 x 10-bcm/s,有限單元法分析結(jié)果表明,水頭為lOm的均質(zhì)粉土壩,防滲塑膜可消殺水頭30%,出逸比降減小1/4,滲流量可縮減1/2,因此鋪設(shè)防滲土工膜后,改善了滲流情況,提高了蓄水能力。