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土工膜防滲體的優(yōu)點(diǎn)與結構設計

文章出處：admin 人氣：1828發(fā)表時(shí)間：2020-01-07 07:43:45
導讀：復合土工膜+粘土毯復合結構抗不均勻沉降能力強。用復合土工膜+粘土鋪蓋的組和防水層結構方式。復合土工膜與房屋建筑接頭處密封性接入。防滲效果及可行性比較。方案1:水平防滲采

　　土工膜防滲體的優(yōu)點(diǎn)

 
　　(1)土工膜滲透系數為10-11 cm/s，遠小于粘土的滲透系數( 10-8 cm/s )和混凝土的滲透系數( 10-7 cm/s )，可滿(mǎn)足普通的閘門(mén)室底板和上游被褥的連接部的滲透防止要求。
 
　　(2)復合土工膜+粘土毯復合結構抗不均勻沉降能力強。一方面，粘土可以起到防滲作用;另一方面，作為墊層，可以保護復合土工膜不被碎石尖角刺穿，起到雙重保險作用。同時(shí)，復合土工膜的伸長(cháng)率超過(guò)300%，抗變形能力遠高于粘土和混凝土。
 
　　(3)復合土工膜+粘土毯防滲結構成本低。粘土可用閘址處基坑開(kāi)挖砂土，復合土工膜綜合單價(jià)大體上為 30 元/ m 2 ，比選用大量粘土和混泥土防水層建筑成本明顯降低。
 
　　(4)施工方便。復合土工膜廣泛應用于抽水蓄能電站的堤壩和掩石壩。施工技術(shù)相對成熟，面罩焊接保證率高。使用粘土-復合土工膜防滲體施工時(shí)，復合土工膜工程量小，只在上下游的門(mén)基板的連接位置敷設的復合土工膜和混凝土的連接部分不設置緩沖層，可以簡(jiǎn)化土工膜的敷設技術(shù)。
 
　　復合土工膜是由長(cháng)絲土工布或短纖土工布與pE防滲土工膜經(jīng)熱復合型而成，兼具平行面泄水、有防水層的良好特點(diǎn)。復合土工膜分為一布一膜、兩布一膜，寬度為4-7m，重量為200-3000 g平方米。該復合土工膜具有較高的拉伸強度、抗撕裂性、爆裂性等物理力學(xué)性能指標。該產(chǎn)品具有強度高、延展性好、變形模量大、耐酸堿、耐腐蝕、耐老化、抗滲性好等特點(diǎn)。常用于大壩、排水溝的防滲處理和垃圾場(chǎng)地的防污染處理。

 
 

　　土工膜防滲體結構設計

 
　　防水層體結構設計充分體現鋪蓋與閘結構層板接頭處不均勻地基沉降對防水層結構的影響，選用復合土工膜+粘土鋪蓋的組和防水層結構方式。 復合土工膜可在鋪蓋因不均勻地基沉降而產(chǎn)生縫隙時(shí)正常防水層。
 
　　復合土工膜防滲體平面設計:復合土工膜與上游粘土墊層錨固槽和下游膨脹螺栓連接，形成局部密封防滲體系。為保證土工膜的安全運行，土工膜應垂直鋪設在砌體保護層底部的接縫處。防滲結構包括0.4 m厚的砌體保護層、0.2 m厚的壤土和0.3 m厚的粘土。復合土工膜防水層結構：上下游復合土工膜相結合鋪蓋防水層結構，0.7 m 漿砌石保溫層，避免流水侵蝕上墊層;0.3 m 壤土上墊層，避免漿砌石在工程施工過(guò)程中對防滲土工膜的危害;下墊層為 0.2 m 厚粘土。下游復合土工膜與混凝土底板直接接觸，不設置上敷層，在下敷層設置0.3 m細砂敷層。
 
　　防滲土工膜防水層結構連接頭設計：復合土工膜與房屋建筑接頭處密封性接入。 對于與預澆混泥土閘結構層板的接入，選用膨脹螺釘進(jìn)行鋼筋錨固;上下游與鋪蓋的接入選用基坑開(kāi)挖鋼筋錨固槽，然后混凝土澆筑素混凝土，確定復合土工膜。
 
 

　　防滲方案比選

 
　　基于復合土工膜滲透系數小、拉伸性能好、應變適應性強等優(yōu)點(diǎn)，本文選擇復合土工膜方案與塑性混凝土墻方案進(jìn)行比較:
 
　　方案①，10 m 長(cháng)的黏土鋪蓋+塑性混凝土防滲墻;
 
　　方案②，10 m 長(cháng)的黏土鋪蓋+局部復合土工膜。
 
 
　　(1)防滲效果及可行性比較。方案1:水平防滲采用10 m長(cháng)粘土墊層，垂直防滲采用塑性混凝土墻，形成水閘基礎防滲系統。塑性混凝土墻可以增大滲透直徑，混凝土滲透系數為10-7 cm/s，可以滿(mǎn)足普通閘門(mén)底板與上游墊層接縫的防滲要求。 該方案是目前工程中廣泛應用的方案。閘室自重和上游水壓主要由混凝土墻承擔，閘基土體基本不承擔。塑料混凝土防滲墻起到防滲和防滲作用，效果良好。方案2采用粘土毯和復合土工膜防滲。粘土毯作為復合土工膜的保護層，與土工布形成雙重保險，防止碎石和混凝土地面的邊角刺穿土工膜。同時(shí)，粘土和土工膜具有防滲效果。復合土工膜的滲透系數僅為10-11厘米/秒，遠小于粘土和塑性混凝土。完全滿(mǎn)足引黃閘10m水頭防滲要求。復合土工膜具有良好的拉伸性能，極限伸長(cháng)率大于50%，可適應大規模不均勻沉降。為了消除底板拐角處的卡緊效應，可以采用折疊鋪筑方案，用土工膜幾何變形代替拉伸變形，從而保證復合防滲結構的安全性和可靠性。
 
 
　　(2)經(jīng)濟性比較。在方案1中，塑性混凝土墻設置在閘室底板的前齒壁底部，上部與閘室底板一起澆筑，下部打入相對不透水的層。 楊集引黃閘單孔寬度2.9 m，共三孔，底版寬 11.4 m，房基相對透水層厚 6 m，塑性變形混泥土墻送入房基相對隔水層層下 1 m，即混泥土墻深約 7 m，混泥土墻成本價(jià)為 300 元/ m 2 左右，塑性變形混泥土墻建筑成本約 2.6 萬(wàn)塊。與方案1相比，復合土工膜的鋪設范圍位于毯與閘基的連接處。復合土工膜長(cháng)度約為15 m，閘室寬度約為11.4 m，工程量為171 m 2。復合土工膜的綜合單價(jià)為30元/m2，成本約為5.5萬(wàn)元。
 
 
　　(3)比選結果。方案1和方案2作為閘室防滲方案，能夠滿(mǎn)足工程防滲要求。方案1中采用的塑性混凝土墻能有效增大滲流直徑，具有良好的防滲性能。(2)方案(2)采用的復合土工膜滲透系數小，成本低，不能減少閘室不均勻沉降，但具有良好的拉伸性能，可適用于大的不均勻沉降;方案1中塑性混凝土的材料成本約為方案2中復合土工膜的5倍。防滲設計綜合考慮采用方案2。
 

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