在正常蓄水位41.0m的情况下,库区铺设土工膜防渗后,渗漏量仍很大,达3.7万m3/d。但是考虑到水库达到41.0m的情况较少,且持续时间很短。而库水位大多数情况下维持在40m以下。在库水位40.0m和39.0m时,渗漏量分别为1.74万m3/d和7438m3/d。库水位低于39.0m,渗漏量更小。库区铺设土工膜的防渗处理后,可满足蓄水运用要求。因此推荐处理范围为:高程40m以下,天然铺盖厚度小于3.0m的区域。对于局部水头较高的部位,适当扩大到天然铺盖厚度3.0~4.0m的区域。
5.3土工膜设计
5.3.1材料选择
选用聚乙烯(PE)膜,土工膜厚度选取为0.5mm。
选用材料物理力学性能指标应符合下列要求:密度不应低于900kg/m3,破坏拉应力不应低于12MPa,断裂伸长率不应低于300%,弹性模量(E)在5℃不应低于70MPa,抗冻性(脆性温度)不应低于-60℃,联接强度应大于母材强度;撕裂强度应大于等于40N/mm,抗渗强度应在1.05MPa水压下48h不渗水,渗透系数应小于10-11cm/s。
同时,根据环境保护要求,土工膜应满足饮水工程和其它卫生性能要求,其所用材料均符合国家现行有关环保标准的规定。
5.3.2结构设计
土工膜防渗结构设计,包括膜上保护层、支持层和土工膜防渗层。
膜上保护层的主要作用是减缓土工膜的老化、防御水流和波浪对土工膜的冲刷、人蓄破坏、冰冻损害以及作为压重抵抗膜下水气压力的浮起等。材料为原地壤土压实。同样要检查与膜直接接触的壤土中不能有尖锐材料。考虑水深、流速、日晒和冰冻等因素,选定膜上保护层厚度为60cm。靠近水面部位,考虑波浪冲刷,局部加厚为100cm。
膜下支持层为地基土,平整好场地后,上铺设土工膜,根据库区地质资料,膜下为黄土状壤土,没有尖锐的石子等物,所以可以直接铺设土工膜,但同时也要注意检查局部可能有的尖锐材料刺破土工膜;对于砂卵石出漏部位,在砂卵石上部要铺设10cm厚壤土,再铺设土工膜。
根据库区防渗的特点,采用埋压式PE土工膜防渗。根据土工膜与膜上保护层之间的摩擦系数,经过计算控制边坡系数为5。
5.3.3联接设计
土工膜联接好坏直接影响防渗的效果。土工膜周边与相对不透水的天然铺盖紧密联接,形成封闭的不透水结构体。因此,在周边设锚固槽,槽深度为膜下50cm,槽底宽50cm,将土工膜锚固于槽内。膜与膜之间搭接宽度应满足焊接工艺要求,取为10cm。
通过对瀑河水库除险加固工程初步设计,提出了土工膜水平防渗设计方案。通过论证分析该方案科学合理可行。