羅瑞坤
(西豐縣水利勘測設計院,遼寧 西豐 112400)
誠信水庫位于遼寧省西豐縣振興鎮(zhèn)誠信屯上游200 m處寇河干流上,壩址以上流域面積142.86 km2,壩址距西豐縣城 16 km,西(豐)—東(豐)縣級公路在壩址右端通過。壩址處右岸陡峻,山頂距河床高差約為70 m;左岸相對平緩,山頂距河床高差約為40 m。壩址處河床(包括灘地)寬約480 m,地面高程在241~244 m之間。誠信水庫是一座以防洪、城鎮(zhèn)供水、灌溉為主兼顧養(yǎng)魚等綜合利用的中型水庫,水庫最大庫容為3294萬m3。工程樞紐建筑物由土壩、溢洪道、輸水洞三部分組成,該水庫大壩為粘土心墻壩。庫區(qū)全年降水集中在7月中、下旬和8月上旬,11月末至翌年的3月末為封凍期,此時徑流最小。降雨、徑流年際變化較大。
土工織物材料作為一種新材料,逐漸被運用在水利工程中。組成土工織物材料的主要原材料有聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、高密度聚乙烯和聚氯乙烯等。土工織物材料是一種新型的工程材料,它以人工合成的聚合物制成各種類型的產(chǎn)品,置于土體內(nèi)部、表面或各層土體之間,發(fā)揮加強或保護土體的作用。土工織物材料不僅具有較高的抗拉強度,在防滲、防洪工程使用中具有整體性強、搶險速度快、適應性強、儲運及施工方便、造價低、經(jīng)久耐用、可重復利用等特點。
土工織物材料除具有較高的強度外,同時它還具有以下幾方面的功能和作用。截匯功能:1)土工膜能截斷與匯集土體中的滲水,并能將滲水沿垂直織物平面或平行織物平面排出土體。2)反濾功能:由于土工膜織物構(gòu)造上的水力學特性,在它排出滲水的同時,能攔阻土體顆粒不被帶出。3)隔離作用:土工膜能把不同性質(zhì)或不同級配的土石料隔開,以免互相摻雜,從而可以保證施工質(zhì)量。4)加筋作用:土工膜有較高的抗拉強度,在土體中可以約束土體的應變,提高土體的綜合變形模量,減小土體變形,改善土體的受力狀況。
土工織物材料是近年來發(fā)展起來的一門新材料。1991年開始,國家防汛抗旱總指揮部將土工合成材料作為防汛搶險物料下達生產(chǎn)儲備任務,各流域都分別儲存了編織袋、復合布、土工織物、防浪布(即編織布覆膜)等。防洪工程搶險所用材料要求重量輕、便于運輸、不易腐爛,施工簡單、快捷、見效快,而土工合成材料所具有的特點正好能滿足防汛搶險的要求。據(jù)統(tǒng)計1998年防汛搶險中使用的土工合成材料總量達到1億多平方米。實踐證明,土工織物材料應用于防汛搶險有著其他材料不可比擬的優(yōu)點。此外,土工織物施工工藝簡單,易保證工程質(zhì)量,施工速度快,工程造價低。因此對于防洪工程搶險這種時間性非常緊迫的工程,土工織物將成為一種十分理想的新材料。
誠信水庫的施工圍堰以沙礫筑成,在考慮防滲的同時還要考慮汛期防洪,因此在圍堰的防滲防洪施工中采用人工鋪設土工織物技術。2008年汛前鋪設施工結(jié)束,達到一期圍堰設計防洪標準。
1)鋪設土工膜。鋪設土工膜之前,監(jiān)理工程師先驗槽,達到設計要求后鋪膜。土工膜鋪設采用人工鋪設,土工膜采用焊接相連,焊接寬度不小于10cm;土工膜沿堰體軸線方向也采用焊接,焊接長度不小于10 cm。焊接部位施工時設專人負責施工質(zhì)量,接縫間不得有雜物以防滲水。
2)為保護回填時土工膜不被堅銳東西刺破,槽內(nèi)回填厚50 cm砂礫料。
3)運輸及儲存,若采用折疊裝箱運輸土工膜,不得使用帶釘子的木箱,以防途中運輸受損;若采用卷材運輸,應注意防止在裝卸過程中造成卷材表面損害。土工膜貨包或卷材,必須貼有標簽,標有該膜的制造廠家名稱,制造號、類型、厚度、尺寸及重量。并附有專門的裝卸和使用說明書。土工膜運輸過程中和運抵工地后應妥為保管,避免日曬,防止粘結(jié)成塊,并應將其儲存在不受損壞和方便取用的地方,盡量減少裝卸次數(shù)。
4)拼接。土工膜拼接方式采用焊接(接縫時搭接寬度不小于10 cm)。土工膜接頭施工前應先做工藝實驗,并做接頭的抗拉強度、延伸率、滲透性以及施工工藝等試驗,若采用粘結(jié)方式,還須進行粘結(jié)劑比較。拼接前必須對粘結(jié)面進行清掃,粘結(jié)面上不得有油污、灰塵。陰雨天應在雨棚下作業(yè),以保持粘結(jié)面干燥。土工膜的接頭應確保其具有可靠的防滲效果。在涂膠時,必須使其均勻布滿粘結(jié)面,不過厚,不漏涂。在粘結(jié)過程中和粘結(jié)后2 h內(nèi),粘結(jié)面不得承受任何壓力,嚴禁粘結(jié)后發(fā)生錯動,土工膜粘結(jié)后強度不低于母材的80%。土工膜應剪裁整齊保證足夠的粘結(jié)寬度,當施工中出現(xiàn)脫空、收縮起皺及扭曲鼓包等現(xiàn)象時,應將其剔除后重新進行粘結(jié)。在施工過程中,若氣溫低于0℃時,必須對粘結(jié)劑和粘結(jié)面進行加熱處理以保證粘結(jié)質(zhì)量。粘結(jié)強度必須符合施工圖紙要求。土工膜粘結(jié)好后,必須妥善保護,避免陽光直曬,以免受損。
誠信水庫圍堰采用土工膜防滲防洪施工取得了很好的效果,成功地完成了防滲防洪任務,經(jīng)受了幾次較大洪水的考驗,取得了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。結(jié)合誠信水庫圍堰防滲防洪工程,對一些防滲防洪工程險情搶護時應根據(jù)土壤條件選擇保土、防止管涌、防止淤堵、保證透水的土工織物。選用時應該根據(jù)應用要求和被保護土體的顆粒大小與級配來確定。搶護管涌、下游坡散浸、開溝導滲等險情搶護,排體透水編織布效果較好。用土工織物防洪搶險,汛前必須縫制好各種搶險排體。根據(jù)可能出現(xiàn)的各種險情,相應備好搶險排體,一旦遇險就可立即搶護,否則會貽誤時機,造成不必要的損失。防汛備用土工織物材料,應按險情種類的需要去準備。土工織物用于防滲防洪搶險新技術,在確保堤壩安全渡汛方面有著重要意義。
[1]鐵嶺市水利勘測設計院鐵嶺市水利勘測設計院.西豐縣誠信水庫工程施工設計[R].2004.
[2]南京水利科學研究院主編.土工合成材料測試手冊[M].北京:水利電力出版社,1991,03.