CN103696397B - 一种人工坝的防渗处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明型公开了一种土石坝防渗结构，其设置在所述土石坝本体的侧面上，包括自上而上依次设置的：下垫层，其由5～10cm厚的筛制粉砂土和／或细颗粒砂质粘土构成；防渗膜料层，其由防渗材料构成，用于防止水分渗入所述土石坝本体；反滤过渡层，其由10～20cm厚的砂砾石和／或碎石构成；以及护坡。本发明型所公开的土石坝防渗结构对大坝防渗起到显著的效果，且施工方便、施工周期短、操作简单；且使用寿命长、造价低。
Description
技术领域
本发明型涉及一种土石坝领域，尤其是一种土石坝防渗结构。
背景技术
土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。早期限于技术及资金的原因，粘土灌浆防渗结构一直以来都是大坝防渗处理的主要措施。粘土灌浆防渗结构的作用有：a.在灌浆过程中，因泥浆的比重和外界对坝体的挤压，当坝体的小主应力小于泥浆的灌浆压力时，将坝体劈裂，泥浆深入裂缝，是浆液与缝壁紧密结合在一起，构成一道防渗帷幕；b.粘土浆能充填土坝空隙，坝体吸收泥浆水分后湿陷，使坝体增加密实度，从而使坝体的防渗性能得到改善；c.灌浆能起到堵塞填方堵漏的作用。后期，随着静压灌浆和高压旋喷灌浆的发展，高压定向喷射灌浆防渗结构也运营而生，高压定向喷射灌浆防渗结构是利用置于钻孔中的喷射装置射出高压水束冲击破坏被灌土层结构，同时将浆液灌入，形成按设计方向、深度、厚度和结构形式，与地基紧密结合，构成连续的防渗帷幕体。然而，粘土灌浆防渗结构的使用周期短，在灌浆几年后需重新进行灌浆确保灌浆效果；高压旋喷灌浆的防渗结构造价很高，不适合大规模的推广应用。
因此，需要发明一种土石坝防渗结构。
发明内容
本发明型的主要目的在于，提供一种新型的土石坝防渗结构，从而解决大坝防渗造工程价过高或使用寿命短的问题。
本发明型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
通过一种土石坝防渗结构，其设置在所述土石坝本体的侧面上，包括自上而上依次设置的：下垫层，其由5～10cm厚的筛制粉砂土和/或细颗粒砂质粘土构成；防渗膜料层，其由防渗材料构成，用于防止水分渗入所述土石坝本体；反滤过渡层，其由10～20cm厚的砂砾石和/或碎石构成；以及护坡。
优选地，所述的土石坝防渗结构还包括上垫层，其设置在所述防渗膜料层之上，用于保护所述防渗膜料层，其由5～10cm厚的筛制粉砂土和/或细颗粒砂质粘土构成。
优选地，所述的土石坝防渗结构还包括保护层，其设置在所述反滤过渡层之下，其由黏壤土和/或砂壤土构成，其夯实后垂直坝坡的厚度为0.3～0.50m。
优选地，所述粉砂土最大粒径不超过5mm；
优选地，所述细颗粒砂质粘土最大粒径不超过5mm。
优选地，所述防渗膜料层为一布一膜土工膜或两布一膜土工膜。
优选地，在所述防渗膜料层上设有排水通道。
优选地，所述护坡由干砌石块构成。
优选地，所述护坡由混凝土板或水泥土板构成。
优选地，在所述护坡上设有至少一条纵向伸缩缝和至少一条横向伸缩缝。
优选地，所述护坡还包括底脚，所述底脚伸入所述土石坝本体的坝基内。
借由上述技术方案，本发明型提出的一种土石坝防渗结构至少具有下列优点：
1)土石坝防渗结构对大坝防渗起到显著的效果，且施工方便、施工周期短、操作简单。
2)使用寿命长、造价低。
上述说明仅是本发明型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明型土石坝防渗结构的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本新型为达成预定发明型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明型提出的一种土石坝防渗结构的具体实施方式、结实用构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
一种土石坝防渗结构，其设置在所述土石坝本体10的侧面上，包括自上而上依次设置的：下垫层1，其由5～10cm厚的筛制粉砂土和细颗粒砂质粘土构成；防渗膜料层2，其由防渗材料构成，用于防止水分渗入所述土石坝本体10；反滤过渡层3，其由10～20cm厚的砂砾石和碎石构成；以及护坡4。
所述下垫层1用于保护所述防渗膜料层2。下垫层1防止膜料被刺破，并使膜料受力均匀。具体的，由于所述土石坝本体10上有可能还有大量尖锐石块，会导致防渗膜料层2破损，通过增加下垫层1，可以使所述防渗膜料层2的下表面与所述下垫层1接触，从而减少破损几率。
常用的防渗膜料有PE、PVC及其改性、新型塑膜，所述的防渗膜料具有防渗效果好，质轻、延伸性强、造价低，抗老性的特点，能满足工程要求。所述防渗膜料层2应当结合工程实际，根据防渗工程的环境条件，考虑各种膜料的性能、单价、产品质量等因素，比选确定。
所述防渗膜料层2还可以选择一般的土工膜或复合土工膜。而所述复合土工膜又包括一布一膜土工膜和两布一膜土工膜。其中，所述复合土工膜以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺布复合而成的土工防渗材料，它的防渗性能主要取决于塑料薄膜的防渗性能。其中以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道，以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形；而无纺布亦是一种高分子纤维化学材料，通过针刺或热粘成形，具有较高的抗拉强度和延伸性。国内外防渗应用的塑料薄膜，主要有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、乙烯/醋酸乙烯共聚物(EVA)，它们是一种高分子化学柔性材料，比重较小，延伸性较强，适应变形能力高，耐腐蚀，耐低温，抗冻性能好。本实施例中，所述防渗膜料层2采用两布一膜复合土工膜，从而能够直接在复合土工膜上面铺设砂砾石或碎石反滤过渡层3。所述两布一膜土工膜中的两布很好了解决了对一膜的保护作用。
所述反滤过渡层3能够大大增强所述土石坝防渗结构的强度。
由于所述反滤过渡层3是由砂石砾和碎石构成，由于所述反滤过渡层3的设置有一定的坡度，从而所述护坡4能够使所述反滤过渡层3形成层状整体。本实施例中，所述护坡4由干砌石块构成。正常水位以上所述护坡4应用砂浆勾缝或用小石子填密空隙，以防淘刷所述土石坝防渗结构的内部。所述防渗膜料要与不透水地基和岸坡严密结合。
可选择地，所述下垫层1可以仅由筛制粉砂土或细颗粒砂质粘土构成，所述下垫层1的材料的选择，并不影响本发明型的实施。
可选择地，所述反滤过渡层3可以仅由砂砾石或碎石组成，所述反滤过渡层3的材料的选择，并不影响本发明型的实施。
可选择地，所述护坡4由混凝土板或水泥土板构成。具体地，还可以根据当地建筑材料情况用5～8cm厚、C10混凝土板或10cm厚水泥土板护坡4。
优选地，在所述护坡4上设有一条纵向伸缩缝和一条横向伸缩缝。但在所述纵向伸缩缝和横向伸缩缝中设有沥青砂浆或胶泥填缝。从而使所述护坡4在遇到温度骤然变化使，不会导致整体护坡4的破裂，从而增加所述护坡4的使用寿命。
优选地，所述纵向伸缩缝至少每隔3m设置一条，所述纵向伸缩缝的数目根据所述土石坝防渗结构的长度进行确定；所述横向伸缩缝至少每隔3m设置一条，所述纵向伸缩缝的数目根据所述土石坝防渗结构的高度度进行确定。
优选地，所述护坡4还包括底脚，所述底脚伸入所述土石坝本体10的坝基内。从而使所述土石坝防渗结构与所述土石坝本体10更加牢固的结合在一起。
优选地，所述土石坝防渗结构还包括上垫层5，其设置在所述防渗膜料层2之上，用于保护所述防渗膜料层2，上垫层5使膜料在水中不被漂起并防止膜料老化，其由5～10cm厚的筛制粉砂土和细颗粒砂质粘土构成。在所述防渗膜料层2为一布一膜土工膜时，由于所述防渗膜料层2的上部容易破碎，因此所述上垫层5的设置能够避免此情况的发生。
可选择地，所述上垫层5可以仅由筛制粉砂土或细颗粒砂质粘土构成，所述上垫层5的材料的选择，并不影响本新型的实施。
具体实施时，所述下垫层1和上垫层5中粉砂土最大粒径不超过5mm；所述下垫层1和上垫层5中细颗粒砂质粘土实用最大粒径不超过5mm。从而能够确保对所述防渗膜料层2起到较好的保护作用。
优选地，所述土石坝防渗结构还包括保护层6，其设置在所述反滤过渡层3之下，其由黏壤土和砂壤土构成，其夯实后垂直坝坡的厚度为0.3～0.50m。
在设有上垫层5的结构中，所述保护层6设置在所述上垫层5和所述反滤过渡层3之间。
可选择地，所述保护层6可以仅由黏壤土或砂壤土构成，所述保护层6的材料的选择，并不影响本发明型的实施。
优选地，所述保护层6土料可用库区附近黏壤土和砂壤土，但要除去石子、杂草、树根和其它可能穿透膜料的杂物，干容重xd>1.50t/m3，含水量约为20％。保护层6土质不宜过粘，回填时每层松土不超过20cm，便于人工夯实。
在对保护层6施工时，要注意对所述防渗膜料层2的保护，要在所述防渗膜料层2上做好临时保护措施，严防戳破所述防渗膜料层2，所述防渗膜料层2铺设完毕应及早进行下道施工工序，不宜间隔时间过长，以防止所述防渗膜料层2材质损坏。
在所述防渗膜料层2上设有排水通道。
所述土石坝防渗结构周边设压重齿槽，同时做好整体性防渗处理。
所述土石坝防渗结构的施工工艺：调整土石坝本体10的侧边坡度→基础开挖→铺膜基面开挖清理并夯实→防滑齿槽开挖→周边固埋沟开挖→砌重力墩→铺下垫层1→铺设土工膜料、薄膜连接→铺上垫层5→回填夯实齿槽及保护层6→周边固埋沟回填→铺反滤过渡层3→砌护坡4→验收。
其中对铺膜基层清理，要求做到基面平整，无尖锐物，按设计坝坡削坡翻松整修并严格整平坡面，夯实基面。同时妥善处理好坝坡塌坑、裂缝、岩及上调洞穴裂隙、地下泉涌等。开挖坝、截流槽、锯齿槽和坝肩固埋沟，排水清基至岩面或不透水层，设重力墩或挡土墙将膜料压入基底。
现场连接防渗膜的方法主要有粘结法、热焊接法。施工中应严格按照施工工艺标准等施工规范要求、施工工艺流程进行，铺贴方向、两幅卷材和卷材层与层间，其搭接的宽度与长度要符合要求。卷材冷黏施工时，胶接材料要依据卷材性能配套选用胶粘剂调配要专人进行，及时采样化验，不得错用、混用，在这方面要严加控制。塑膜与复合柔毡一般用粘接法。薄膜接头粘接宽度要保证10cm。施工时土工膜下面垫一块长2m，宽20-30cm刨光木板，用布把需粘接的土工膜上污物、水分、尘土等擦干净后，将粘合剂均匀地涂在土工膜上，接着将另外一幅(两布一膜可直接按一定宽度进行搭接，简化施工工艺)。
所述防渗膜料层2的铺设过程中，铺设所述防渗膜料层2不宜张拉太紧，要预留5％伸缩长度置成波纹状折皱，以适应基体变形。两层膜间不得夹带泥土、杂物，不得有充气现象。从所述防渗膜料层2铺设到所述上垫层5及所述保护层6回填应避免石块、重物、尖锐物体直接砸击和接触所述防渗膜料层2，以免薄膜刺穿破坏。
周边接触边界处理，目的是防止坝基和绕坝渗漏。两侧周边固埋沟至新鲜基岩或坚实不透水层，固埋沟底宽30cm，深50cm，边坡1∶0.3，梯形断面，固埋沟中铺上厚5cm，M10水泥砂浆，将所述防渗膜料层2铺在上面一半的位置，垫上厚5cm，M10水泥砂浆，然后浇筑混凝土截水墙固埋薄膜。下端固埋则采用重力防滑墩，膜料嵌入其下，以防膜料和保护层6滑动。上端嵌入坝体0.50m固埋。
保护层6回填，所述防渗膜料层2铺好后应尽快铺土填，防止长时间暴晒使薄膜老化。回填土要轻放，山一边向另一边依次回填，严防损坏薄膜。施工时先填锯齿槽、下垫层1、上垫层5、再分层填筑保护层6。
以上所述，仅是本发明型的较佳实施例而已，并非对本发明型作任何形式上的限制，依据本发明型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明型技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种土石坝防渗结构，其设置在所述土石坝本体的侧面上，其特征在于，包括自下而上依次设置的：
下垫层，其由5～10cm厚的筛制粉砂土和/或细颗粒砂质粘土构成；
防渗膜料层，其由防渗材料构成，用于防止水分渗入所述土石坝本体；
反滤过渡层，其由10～20cm厚的砂砾石和/或碎石构成；
以及护坡；在所述护坡上设有至少一条纵向伸缩缝和至少一条横向伸缩缝；所述纵向伸缩缝和横向伸缩缝中设有沥青砂砾或胶泥填缝。
2.根据权利要求1所述的土石坝防渗结构，其特征在于，还包括上垫层，其设置在所述防渗膜料层之上，用于保护所述防渗膜料层，其由5～10cm厚的筛制粉砂土和/或细颗粒砂质粘土构成。
3.根据权利要求1或2所述的土石坝防渗结构，其特征在于，还包括保护层，其设置在所述反滤过渡层之下，其由黏壤土和/或砂壤土构成，其夯实后垂直坝坡的厚度为0.3～0.50m。
4.根据权利要求1或2所述的土石坝防渗结构，其特征在于，所述粉砂土最大粒径不超过5mm；所述细颗粒砂质粘土最大粒径不超过5mm。
5.根据权利要求1所述的土石坝防渗结构，其特征在于，所述防渗膜料层为一布一膜土工膜或两布一膜土工膜。
6.根据权利要求1所述的土石坝防渗结构，其特征在于，在所述防渗膜料层上设有排水通道。
7.根据权利要求1所述的土石坝防渗结构，其特征在于，所述护坡由干砌石块构成。
8.根据权利要求1所述的土石坝防渗结构，其特征在于，所述护坡由混凝土板或水泥土板构成。
9.根据权利要求1所述的土石坝防渗结构，其特征在于，所述护坡还包括底脚，所述底脚伸入所述土石坝本体的坝基内。
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