從水庫建設(shè)的視角來看,關(guān)于土壩設(shè)計有必要將其中的防滲設(shè)計置于核心地位。對于平原水庫而言,應(yīng)當(dāng)能夠致力于綜合性的壩基防滲設(shè)計,針對其中的壩基型式與壩體結(jié)構(gòu)也要予以靈活選擇。與防滲施工的傳統(tǒng)模式進(jìn)行對比,可見土工膜防滲本身構(gòu)成了全新的水平防滲技術(shù)。相比而言,該防滲手段具備簡便的獨特優(yōu)勢,造價經(jīng)濟為首選型式。在此前提下,關(guān)鍵舉措應(yīng)當(dāng)在于妥善確定鋪設(shè)防滲布的具體長度。這主要是由于,防滲效果以及工程造價都決定于上述的防滲性能。通過對已建喀什地區(qū)葉城縣蘇依提勒克水庫防滲膜鋪蓋長度的分析研究,提出壩基水平鋪蓋合理長度的選定。
一、引言
土壩設(shè)計不能夠欠缺壩基防滲作為其中必要的保障。在目前的現(xiàn)狀下,很多地區(qū)都在著眼于修建平原水庫,因此就要緊密結(jié)合多種多樣的防滲結(jié)構(gòu)來完成相應(yīng)的土壩結(jié)構(gòu)設(shè)計。具體而言,關(guān)于垂直防滲以及水平防滲都要將其歸入壩基防滲的范圍內(nèi)。但是相比來講,運用懸掛結(jié)構(gòu)建造而成的垂直防滲更加有助維持壩基本身的堅固性與完整度,而水平防滲手段有助于節(jié)省資金并且簡化了施工流程。在此前提下,對于建造平原水庫有必要優(yōu)先選擇水平防滲的手段。然而在涉及到較高的堤壩加固過程中,通常都需要鋪設(shè)特定長度的水平防滲布,這是由于水庫無法在施工階段中徹底排干現(xiàn)存的全部水。由此可見,對于鋪蓋土工膜的相關(guān)施工措施有必要妥善選擇相應(yīng)的鋪設(shè)長度,據(jù)此達(dá)到了優(yōu)良的水庫防滲實效性。
二、蘇依提勒克水庫擴建工程概況
蘇依提勒克水庫位于葉城縣境內(nèi),屬提孜那甫河流域,水庫距葉城縣東北約 12km,地理座標(biāo)在東徑 77”26’~7730’,北緯 37”54’~37”58’,是一座灌注式平原水庫,水源主要來自提孜那甫河,通過吐古其干渠吐古其分水閘分水,然后經(jīng)引水渠入庫。對于該壩基與壩體而言,土工膜構(gòu)成了其中全部的防滲構(gòu)造。同時,施工人員選擇了水平鋪蓋的方式來構(gòu)建壩基防滲。對于上游壩坡而言,針對其中的綜合護(hù)坡結(jié)構(gòu)選擇了礎(chǔ)板與砌石的結(jié)合體予以完成。
三、壩基防滲設(shè)計
1.選擇適當(dāng)?shù)姆罎B型式與防滲結(jié)構(gòu)
從水庫施工的全過程視角來看,關(guān)于壩基防滲應(yīng)當(dāng)能夠緊密結(jié)合現(xiàn)存的現(xiàn)場施工條件以及施工人員安排。在此前提下,關(guān)于上述的防滲施工最好能夠選擇鋪蓋土工膜的措施。與此同時,應(yīng)當(dāng)能夠?qū)⒕垡蚁┎牧线m當(dāng)噴灑于壩體與土工膜的相應(yīng)位置上,并且確保聚乙烯不會超出 0.2mm的層次厚度。此外,關(guān)于防滲施工還需借助滅草劑予以完成,確保能夠徹底清除蘆葦根,進(jìn)而杜絕了蘆葦穿孔的情形出現(xiàn)。
2.對于水力坡降以及壩基滲透型式予以靈活選擇
在目前的現(xiàn)狀下,整個淺層壩體都覆蓋著均勻性較強的壤土與沙壤土。因此對于淺層的壩基部位而言,其中主要包含了 10 以內(nèi)不均系數(shù)的細(xì)粉砂層。由此可見,滲透變形現(xiàn)象很可能會由此而產(chǎn)生,尤其是受到滲流作用的顯著影響。因此如果能夠測得 35%以內(nèi)的細(xì)砂顆粒總量比例,則可以據(jù)此判斷為管涌或者流動土層構(gòu)成了最為突顯的破壞作用力。除此以外,應(yīng)當(dāng)限定于 0.25 以內(nèi)的最大水力坡降。
3.妥善確定鋪蓋長度
具體在設(shè)計鋪蓋長度時,最好能夠?qū)B透比降限定于適當(dāng)?shù)姆葍?nèi)。唯有如此,才能保障下游地基符合應(yīng)有的堅固度與安全性。與此同時,應(yīng)當(dāng)在準(zhǔn)許的經(jīng)濟范圍內(nèi)妥善控制壩基滲漏,確保因地制宜實現(xiàn)針對技術(shù)經(jīng)濟比的判斷與設(shè)定。
(1) 對于最小的鋪蓋長度予以妥善選擇在確定最小的鋪蓋長度時,應(yīng)當(dāng)能緊密結(jié)合壩體當(dāng)前具備的防滲性特征,其中包含如下公式:
式中:
H -H下一在設(shè)計情況下的壩上下游水位差。因 H下~0故即為設(shè)計壩前水深 (m);L一為透水壩體的地下輪廓線近似取壩底水平投影長。即 L=b+4.5H (H 為壩高,b 為壩頂寬,以下計算 b 均取 4m); J 一下游地基允許水力坡降,取 0.25
對不同擋水高度下鋪蓋長計算均得 Smin 0,即說明壩基長就可滿足抗?jié)B穩(wěn)定性的要求,為安全計,取壩前水頭的 5倍長作為 Smin 設(shè)計采用值,詳見表 1。
(2) 鋪蓋長度與滲流量的關(guān)系
針對 a 的前方鋪蓋滲流區(qū)域而言,應(yīng)當(dāng)能夠運用如下算式來全面判定鋪蓋長度以及滲流量之間的相互關(guān)系,進(jìn)而給出了與滲流量密切相關(guān)的鋪蓋長度。因此經(jīng)過分析可見,在鋪蓋增大的前提下,壩基本身將會呈現(xiàn)相對較小的滲流量。在此基礎(chǔ)上,針對滲流比降以及鋪蓋防滲的實效性之間也要構(gòu)建相應(yīng)的比例關(guān)系。依照從大到小的數(shù)值變化趨勢,即可歸納出總體上的鋪蓋長度變更規(guī)律。與此同時,如果繼續(xù)增大現(xiàn)有的鋪蓋長度,那么將會表現(xiàn)為逐漸穩(wěn)定的滲流量。據(jù)此就可以表征,如果能限定于特定的鋪蓋長度,那么針對鋪蓋增長相關(guān)的額外資金投入就能予以全方位的考量。由此可見,如果鋪設(shè)了過長的鋪蓋,則會耗費較高資金并且呈現(xiàn)了較差的經(jīng)濟性。
不同鋪蓋長度的關(guān)系曲線
(3)根據(jù)經(jīng)濟性確定鋪蓋最大長度計算式:
式中:q—壩基單寬 1m 的滲流水量(m3/s·m);k—
壩基綜合滲透系數(shù)。
經(jīng)試算反求得 7+650 前的高壩段 K=2.9×10-3
cm/s。
7+650 后的低壩段 K=4.1×10-3
cm/s。
由壩基滲漏計算圖 2 可知 X=a+L a=3L
圖 2 壩基滲流計算示意圖
經(jīng)計算求得的不同鋪蓋長度的壩基滲流量及節(jié)水率見表2。
四、防滲效果分析
依照當(dāng)前現(xiàn)存的水庫觀測結(jié)論,可以得知防滲土工布當(dāng)前已經(jīng)能夠達(dá)到最優(yōu)的綜合防滲效果。在此前提下,為了保障達(dá)到穩(wěn)定的壩基滲流效果,那么需要妥善確定壩體浸潤線這是由于,通過靈活調(diào)整現(xiàn)有的壩體浸潤線措施,應(yīng)當(dāng)能致力于滲水量的全面減少
經(jīng)過分析可見,相比于理論上的浸潤線而言,當(dāng)前測得的壩基水位線呈現(xiàn)相對較低的趨勢。從溢出的實際水量來看,對于其中的浸潤線應(yīng)當(dāng)能夠著眼于精確進(jìn)行觀測,從而歸納出逐漸遞減的基本水位波動趨向。由此可見,運用上述措施在根本上有助于保障土壩安全,因此可見優(yōu)良的防滲土壩防滲實效性
參考文獻(xiàn)
[1] 華東水利學(xué)院,水工設(shè)計手冊第三卷結(jié)構(gòu)計算[M].北京:水利水電出版社,1992.
2] 華東水利學(xué)院,水工設(shè)計手冊第四卷土石壩[M].北京: 水利水電出版社,1992.
3] 白永年,中國堤壩防滲加固新技術(shù)[M.北京: 水利水電出版社,2001.
[4] 水利水電工程地質(zhì)手冊[MI.北京: 水利水電出版社