土工膜作為臨B,-t性或除險(xiǎn)加固工程中的防滲材料是有效的．已被廣泛使用。但由于土工膜鋪筑和焊接中可能存在的某些缺陷、接頭部位處理及長(zhǎng)期耐久性、沒(méi)有形成一個(gè)成熟的設(shè)計(jì)施工技術(shù)體系等原因，使得人們對(duì)土工膜作為永久性建筑物的防滲材料仍有擔(dān)憂?？偨Y(jié)1999年湖北省某座Ⅱ等水電站工程土壩下閘蓄水后，土工膜心墻土石壩壩后曾發(fā)生滲漏及管涌破壞的教訓(xùn)，SL 274—2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》第3．3．3條規(guī)定：3級(jí)低壩經(jīng)過(guò)論證可采用土工膜防滲體壩。時(shí)隔十多年，由于土工膜的經(jīng)濟(jì)性及其施工的便利性，特別是隨著土工膜設(shè)計(jì)施工技術(shù)體系的逐步完善，人們?cè)?級(jí)及3級(jí)以上的永久建筑物中，逐步把土工膜作為永久防滲材料使用，其中有成功的經(jīng)驗(yàn)也有不甚成功的教訓(xùn)?，F(xiàn)通過(guò)西北某水電站不同部位土工膜實(shí)際運(yùn)行狀況，探討土工膜作為永久性建筑物防滲材料的條件。
1。工程簡(jiǎn)介
某水電站由低壩引水樞紐、6．4 km的引水發(fā)電系統(tǒng)和岸邊式地面廠房等三大部分組成。引水樞紐從右到左沿壩軸線依次布置有：壩頂公路、土工膜斜墻砂礫石壩、引水涵管、1孑L進(jìn)水閘、l孔泄洪沖沙閘、3孔表孔溢流壩、1孔溢流堰和重力壩壩段。該電站裝機(jī)容量70 MW，庫(kù)容260萬(wàn)m。．重力壩最大壩高30．2 m，砂礫石土壩最大壩高10．2 m。壩軸線由112 m長(zhǎng)的混凝土閘壩直線段和143．92 m長(zhǎng)的土壩弧線段組成，全長(zhǎng)255．92 ITI。壩址位于河流彎段后，右岸為凸岸．為保證右岸引水及“門前清”引水的要求，電站進(jìn)水口布置于混凝土閘壩右側(cè)．與閘壩軸線呈61。夾角，后在二級(jí)階地上沿砂礫石土壩前布置引水涵管，涵管高6 m寬5 m：引至右岸．穿過(guò)公路，接隧洞。
該工程的重力壩及溢流堰的壩基均置于新鮮前震旦系花崗片麻巖上，巖石致密堅(jiān)硬。溢流壩段部分地基為基巖，大部分地基為第四系全新統(tǒng)含漂石砂卵礫石。泄洪沖沙閘地基也為第四系全新統(tǒng)含漂石砂卵礫石層，厚度約20～23 m。進(jìn)水閘及土壩和引水涵洞布置于二級(jí)階地上，地基為全新統(tǒng)沖洪積和坡積層，該層厚度變化較大，結(jié)構(gòu)疏松，多具架空結(jié)構(gòu)，最大塊石直徑5-6 m，存在層間滲流破壞可能。
該工程為Ⅲ等工程，主要建筑物為3級(jí)建筑物。場(chǎng)地地震烈度7度，工程設(shè)防烈度7度。樞紐工程設(shè)計(jì)和校核洪水重現(xiàn)期分別為50年和500年．相應(yīng)的洪峰流量分別為1 670 m3／s及2 440 m3／s．正常蓄水位2 166．9 m。該工程由私營(yíng)企業(yè)投資建設(shè)．后被國(guó)營(yíng)企業(yè)收購(gòu)。未進(jìn)行可行性研究階段，一步進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，2004年2月開(kāi)工，2007年3月蓄水發(fā)電。
2?；A(chǔ)處理
鑒于重力壩及溢流堰建于弱一微透水的花崗巖基巖上．混凝土閘壩建筑于20～30 m厚覆蓋層上，土壩及引水涵洞建于二級(jí)階地上．故樞紐工程采取下述防滲處理：
(1)左岸岸坡內(nèi)未設(shè)灌漿廊道，也未進(jìn)行相應(yīng)防滲灌漿處理。
(2)左岸重力壩、溢流堰及部分溢流壩段地基為巖基，壩基防滲設(shè)計(jì)采用固結(jié)灌漿，與岸坡基巖連接處采用接縫灌漿處理。但實(shí)際施工時(shí)并未進(jìn)行固結(jié)灌漿與接縫灌漿。
(3)溢流壩、泄洪沖沙閘和進(jìn)水閘地基均為深20～23 m的覆蓋層，采用以水平防滲鋪蓋為主，以截水齒墻為輔的防滲方案。即．溢流壩及進(jìn)水閘底板下設(shè)寬1 m深6 m C15淺混凝土齒墻，齒墻前接5 m長(zhǎng)C20混凝土防滲鋪蓋(連接板)，再接65 m長(zhǎng)2．3 m厚壤土鋪蓋。壤土鋪蓋由三層組成，最下層為細(xì)砂層(粒徑1～5 mm)，厚25 cm；第二層為壤土層，厚60 cm，夾復(fù)合土工膜；第三層為壤土鋪蓋層．厚150 cm。復(fù)合土工膜為兩布一膜。規(guī)格200／0．65／200．膜厚0．65 mm，土工膜左側(cè)與左岸基巖相連，右側(cè)延伸至進(jìn)水閘右邊界相連。土工膜與閘壩前混凝土防滲鋪蓋間壓實(shí)連接：混凝土防滲鋪蓋與閘室底板間用止水連接。
(4)砂礫石土石壩最大壩高10．2 m，長(zhǎng)143．92m，壩頂高程2 169．2 m，壩頂寬5 m，上游壩坡1：2．0，下游壩坡1：2，基礎(chǔ)開(kāi)挖深度為I m。壩體防滲體布置在上游壩坡，采用復(fù)合土工膜(200 g)防滲．土工膜上下層鋪設(shè)細(xì)砂礫石墊層，分別厚25elTI，壩坡表面護(hù)M10漿砌石厚30 cm。土工膜下與土壩腳前的鋼筋混凝土涵管相連接．以形成一個(gè)封閉的防滲體系。壩體下游為干砌石護(hù)坡，厚30 cm，壩腳處設(shè)貼坡排水和排水溝。土壩前0+000～0+065m壩段防滲，采用土工膜壤土鋪蓋，壤土鋪蓋長(zhǎng)70m厚2．30 m，自下而上為細(xì)砂層厚25 cm、壤土厚60 em夾復(fù)合土工膜、上再鋪壤土鋪蓋，厚150 em。
復(fù)合土工膜為兩布一膜，規(guī)格200／0．65／200。土壩前0+065～0+143．92 m壩段的二級(jí)階地未作防滲處理。蓄水后發(fā)生嚴(yán)重滲流破壞后．增加65 110-長(zhǎng)厚2．3 ITI壤土鋪蓋。
(5)右岸山體裂隙較發(fā)育，存在F，斷裂及卸荷裂隙，但未進(jìn)行防滲灌漿處理。
3。蓄水后滲流破壞及處理
2006年12月底該水電站工程下閘蓄水，蓄水至2 158 ITI高程時(shí)．壩后有微量滲水．蓄水至2 167．2 113時(shí)(淹過(guò)二級(jí)階地)，土壩后幾乎是一個(gè)水坑，泄洪沖沙閘消力池右側(cè)擋墻處滲水量較大。2007年2月，檢查中發(fā)現(xiàn)土壩上游鋪蓋十多處漏斗狀滲漏點(diǎn)，滲漏點(diǎn)部位壤土底部復(fù)合土工膜已破損，造成該處水流集中滲漏。該水電站土壩靠近右岸公路側(cè)水流從上述滲漏部位繞過(guò)輸水涵洞底部后從下游坡腳流出。2007年3月，對(duì)土壩上游鋪蓋滲漏點(diǎn)土工膜進(jìn)行修補(bǔ)，并在修補(bǔ)部位回填壤土，利用壤土中顆粒隨水自淤封堵滲漏通道。經(jīng)過(guò)此次處理后，壩后坡腳部位滲水流量明顯減少，但庫(kù)區(qū)蓄水水位升高至二級(jí)階地后，始終有少量滲漏，但壩后水流清澈，滲漏量比較穩(wěn)定。水電站仍正常蓄水，發(fā)電運(yùn)行。
2011年5月。降低庫(kù)區(qū)水位后發(fā)現(xiàn)，除泄洪沖沙閘消力池右側(cè)擋墻處滲水外，再次發(fā)現(xiàn)土壩上游有9處漏斗狀滲水點(diǎn)(見(jiàn)圖1)。其中，1號(hào)點(diǎn)位于土壩上游坡面同進(jìn)水閘右側(cè)漿砌石邊墻連接部位．2號(hào)點(diǎn)位于土壩上游坡腳土工膜壤土鋪蓋處，1號(hào)、2號(hào)點(diǎn)土工膜均被撕裂(見(jiàn)圖2)，其余7處位于0+065～0+143．92 1TI未鋪壤土鋪蓋的二級(jí)階地上。根據(jù)檢查情況．土壩上游坡面破損處回填80 em厚級(jí)配砂礫石，然后回填20 cm壤土，修補(bǔ)土工膜．土工膜上回填1 m厚壤土。其余7處滲水點(diǎn)處理均將滲漏水坑穴開(kāi)挖至原狀砂礫石層，然后分層回填壤土至地表。2011年7月份再次進(jìn)行檢查．土壩上游坡面處兩個(gè)滲水點(diǎn)修復(fù)效果較好，其余滲水點(diǎn)處理效果不明顯。土壩右端壩后坡腳部位滲水流量減少，但始終有水流滲出。
2012年4月，施工單位進(jìn)行土壩右岸繞滲漏處理。施工中在土壩上游右側(cè)緊臨公路擋墻的8號(hào)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)：公路路基底部存在沖蝕空洞，空洞體積約為20 m3，滲流水流從此空洞內(nèi)流至土壩下游坡腳。因此，施工單位對(duì)空洞用C20混凝土進(jìn)行了回填．并在空洞進(jìn)口澆筑混凝土擋墻進(jìn)行封堵。此次處理完成后，土壩前壩基滲漏處理效果較為理想，土壩右岸下游坡腳處滲水量明顯減少，約1．2 L／s；但泄洪沖沙閘消力池右側(cè)擋墻處滲水量仍較大．約20～30L／s，且為渾水，水質(zhì)略清于洪水，需進(jìn)一步檢查，并采取相應(yīng)處理。
4。分析與結(jié)論
該水電站為Ⅲ等工程，分別在土壩及引水涵管前采用土工膜壤土鋪蓋防滲，在進(jìn)水閘、泄洪沖沙閘、表孔溢流壩、溢流堰泄水閘前采用混凝土鋪蓋加土工膜防滲．從蓄水后滲流破壞情況可見(jiàn)：
(1)河床覆蓋上的進(jìn)水閘、泄洪沖沙閘、表孔溢流壩、溢流堰泄水閘前混凝土土工膜鋪蓋，防滲效果較好，未見(jiàn)明顯滲流破壞現(xiàn)象。
(2)二級(jí)階地沖洪積和坡積層，0+065～O+143．92 m土壩前。未采取任何防滲措施，滲流破壞嚴(yán)重，特別是右岸公路出現(xiàn)20 m3空洞。這說(shuō)明在結(jié)構(gòu)疏松、多具架空結(jié)構(gòu)且有層間滲流破壞的洪積坡積上，土壩壩基不采取任何防滲處理，是導(dǎo)致該段發(fā)生嚴(yán)重滲流破壞的直接原因。
(3)0+000～0+065土壩前，在同樣的二級(jí)階地上，采用65 m長(zhǎng)厚2．3 m壤土土工膜水平鋪蓋防滲，原則可行。但由于土工膜與進(jìn)水閘混凝土擋墻間產(chǎn)生較大變位．1號(hào)點(diǎn)土工膜撕裂，產(chǎn)生較為嚴(yán)重的滲流破壞：由于土工膜焊接質(zhì)量等問(wèn)題，土壩前2號(hào)點(diǎn)出現(xiàn)滲水漏斗，同時(shí)目前泄洪沖沙閘消力池右側(cè)擋墻處滲水量仍較大，且為渾水．約20～30lJs，其原因待查并應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)處理。
綜合考慮南水北調(diào)中線一期工程(I等工程)巨大的輸水渠道采取混凝土面板加土工膜防滲以及西霞院水電站(II等工程)土壩采用混凝土連鎖板
加土工膜斜墻式防滲等的成功經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為：土工膜是否可用于永久性建筑物．原則上不取決于低壩的等級(jí)；而取決于是否有相對(duì)較為密實(shí)和較為穩(wěn)定的地基、是否有較為可靠的上部保護(hù)、是否能處理好土工膜本身接頭的焊接質(zhì)量，取決于土工膜與其他建筑物連接處是否能有適應(yīng)變形且可靠的連接方式。
