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复合土工膜防渗层结构介绍

时间:2018-02-17 09:57   作者:青岛梦想材料 点击:

    蓄水库工程(Engineering)要求水库在承担原设计防洪任务的基础上,增加作为南水北调调蓄水库的功能,以充分发挥水库防洪、供水效益。水库原设计功能主要为滞蓄永定河洪水,蓄水历时较短,本次工程改变了水库的使用功能,水库作为调蓄水库长期蓄水,因此工程设计中需对水库大坝稳定(wěn dìng)进行复核,重新设计防渗结构,确定设计装修方案(fāng àn)。
    水库工程(Engineering)等别为II等工程,主要建筑物按2级建筑物设计。水库最高蓄水位为58.5m,设计洪水位为61.01m,汛限水位为48.0m。水库场区50年
超越概率10%的设计地震动峰值(peak)加速度为0.225g,地震基本烈度为VIQ度。青岛排水板圆锥突台的顶面胶接一层过滤土工布,以阻止泥土微粒通过,从而避免排水通道阻塞使孔道排水顺畅。 传统的排水方式使用砖石瓦块作为导滤层、使用较多的鹅卵石 或碎石作为滤水层、将水排到指定地点。而用排水板取代鹅卵石滤水层来排水则省时、省力又节能、节省投资、还能降低建筑物的荷载。
    水库原设计功能主要为滞蓄洪水,蓄水历时较短。原设计滞蓄洪水不与地震工况组合;水库主、副坝现状为薄膜(薄而软的透明薄片)斜墙防渗土石坝,防渗材料(Material)相对简
单,采用聚丙稀编织布夹0.12mm的聚乙烯土工膜。坝顶高程为6
  2. 5m。主坝长568.5m,最大坝高12.5m;副坝长711.1m,最大坝高9.5 m。水库主、副坝坝坡结构一致,上游坝坡坡度
  1:3,防渗膜上部保护层依次为粗中砂厚200mm,卵砾石厚200mm,
干砌石厚SOOmm。青岛土工布具有优秀的过滤、排水、隔离、加筋、防渗、防护作用,具有重量轻、抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀。青岛土工格栅经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材,按其制造时拉伸方向的不同可为单向拉伸和双向拉伸两种。它是在经挤压制出的聚合物板材(原料多为聚丙烯或高密度聚乙烯)上冲孔,然后在加热条件下施行定向拉伸。防渗膜下部为200mm厚粗中砂垫层。    计算采用中国水科院土质边坡(side slope )稳定(wěn dìng)分析(Analyse)STAB程序。边坡稳定分析采用Spencer法计算沿防渗膜面层的整体折线滑裂面;采用简化毕肖普法对坝体进行了圆弧滑裂面安全复核。孔隙水压(特指:压强)力按静水压力分布考虑。
计算工况
     
  (1)大坝正常工作条件:
  ①水库水位处于正常蓄水位58.5m时的稳定(wěn dìng)渗流期;
  ②水库水位处于设计洪水位61.01m时的稳定(wěn dìng)渗流期;
  ③水库水位处于
1/3坝高(主坝为54.2m,副坝为56.17m)时的稳定(wěn dìng)渗流期;
      C2)非常运用条件I,水库水位骤降:水库水位从正常蓄水位58.5m骤降至52.4m;假定基岩为相对隔水层,对防渗膜渗透系数10- ;一10-12m/s分别进行计算。
C1)正常蓄水情况(Condition)时,上游库水位58.50m,下游水位SO.OOm o

  (2)设计水位情况(Condition)时,上游库水位61.01m,下游水位52.00m o
    从计算结果可以看出,圆弧滑裂面的安全系数远较折线滑裂面的安全系数大。这是因为土工膜与土料之间的摩擦角一般小于土料本身的内摩擦角[f}l,且土工膜防渗层相对较浅,其中最薄弱的部位是土工膜的上下两个界面,滑动通常都是从其中的一个面上开始的,采用土工膜作为防渗体的斜墙土坝,它的滑动破坏(vandalism)形式是保护层沿防渗膜面层的整体平移滑动[fgl。这也说明了复合土工膜斜墙防渗坝体最薄弱的部位处于土工膜的上下两个面层。
    根据计算结果,非常运用条件下现状坝坡抗滑稳定(wěn dìng)安全系数不能达到标准要求的最小值。因此,本次工程(Engineering)考虑更换坝坡防渗层及其上、下垫层,增大防渗层与土料之间的内摩擦角,保证坝坡抗滑稳定(wěn dìng)安全。


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