复合土工膜是水库大坝工程中一种新型防渗建筑材料,其具有质量轻、性价比较高、施工便捷、抗老化性强、耐久性好等优点,近二十年来在我国水利工程中得到广泛应用,并取得较好的防渗加固效果和社会经济效益。
1 工程概况
哈日朝鲁水库在内蒙古自治区赤峰市阿鲁科尔沁旗扎嘎斯台镇境内,坝址位于乌力吉木伦河左侧的一级支流黑木伦河下游,距旗政府天山镇约70km。
哈日朝鲁水库是一座以灌溉为主,兼顾生态、养殖、旅游等综合利用的中型水库。该水库工程等别为Ⅲ等,主要建筑物级别为3级,次要建筑物级别为4级。蓄水工程正常运用洪水重现期20年;非常运用洪水重现期100年,地震设防烈度为Ⅵ度[1]。
2 除险加固设计方案的选择
第一方案:坝坡上游采用斜墙土工膜(500g/m2两布一膜)[2],下游设贴坡排水。
第二方案:坝坡上游采用斜墙土工膜(500g/m2两布一膜),坝基布置成垂直铺设复合土工膜(700g/m2两布一膜)[2],拟设计垂直防渗插入透水层深度为8m,下游设贴坡排水。
第三方案:坝坡上游采用斜墙土工膜(500g/m2两布一膜),坝基采用0.6m厚的水泥搅拌桩,拟设计垂直防渗插入透水层深度为8m,下游设贴坡排水。
技术上比较,目前土工膜广泛用于防渗工程,不但用于坝体防渗,而且坝基用此做防渗效果也比较好,从理论到实践都是可行的。
经济上,土工膜工程造价相对较低,第三方案比第二方案在经济上可节约投资120万元,所以本次设计不采取第三方案。
第一方案没有垂直防渗,渗透稳定计算出最大出逸比降0.375>0.35(允许水力比降),渗透出口段不稳定。所以本次设计不采取第一方案。
根据渗流稳定计算结果,本次防渗设计选择第二方案。即坝坡上游采用斜墙土工膜(500g/m2两布一膜),坝基布置成垂直铺设复合土工膜(700g/m2两布一膜),拟设计垂直防渗插入透水层深度为8m,下游设贴坡排水。
3 复合土工膜的选择
3.1 渗透变形判别