永鎮(zhèn)水庫工程垂直鋪塑防滲深度淺析

永鎮(zhèn)水庫工程垂直鋪塑防滲深度淺析

1促進(jìn)區(qū)域發(fā)展,進(jìn)一步加強(qiáng)黃河三角洲地區(qū)的農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)三角洲地區(qū)的農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)三角洲地區(qū)的開發(fā)與建設(shè)永鎮(zhèn)水庫位于山東省嘉利縣以東約20公里的永安市和下鎮(zhèn)水庫附近的鹽堿洼地。該水庫是山東省黃河三角洲農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項(xiàng)目的重點(diǎn)工程。水庫建設(shè)將解決永安和夏市兩個(gè)城市的生活、屠宰和灌溉問題，進(jìn)一步促進(jìn)淡水養(yǎng)殖的發(fā)展，促進(jìn)該縣農(nóng)產(chǎn)品加工和農(nóng)地整理，有利于整個(gè)黃河三角洲地區(qū)的全面發(fā)展和建設(shè)。永鎮(zhèn)水庫于1988年進(jìn)行設(shè)計(jì)、建設(shè),為中型水庫,庫區(qū)面積9.2km2,圍壩軸線長16.288km,設(shè)計(jì)最高蓄水位7.28m,總庫容3084萬m3,死庫容240萬m3,此次擴(kuò)建設(shè)計(jì)總庫容3972萬m3,設(shè)計(jì)最高蓄水位9.12m,壩軸線長10.516km,壩頂高程10.4m,壩頂寬度8.0m。2地下水位高層基細(xì)砂壩砂壩圍壩勘探深度內(nèi),壩基下伏地層均為第四系全新統(tǒng)松散堆積層,自上而下分為四大層,七個(gè)亞層:(1)-1為第四系全新統(tǒng)黃泛沖積堆積層,可分為三個(gè)亞層,以(1)-1砂壤土為主,該層分部廣泛而穩(wěn)定,層厚3.7~4.7m;(1)-2層為裂隙黏土,該層分部較廣泛,層厚0.4~1m;(1)-3層軟黏土呈透鏡體狀穿插于(1)-1層中,該層分布在地下水位附近,層厚0.7~1.5m,不連續(xù)分布。(2)層為第四系全新統(tǒng)海相堆積層,分為兩個(gè)亞層,以(2)-1層粉細(xì)砂為主,層厚8.5~10.2m,(2)-2層為淤泥質(zhì)黏土廣泛穿插于(2)-1層粉細(xì)砂中,該層層厚2.5~6.1m。(3)層為淤泥質(zhì)壤土,該層埋深在13.0m以下,厚度1.5~2.5m。(4)層為粉細(xì)砂,深灰色,稍密~中密狀態(tài),含少量貝殼碎片,加有砂壤土薄層。(1)—1層砂壤土、(2)—1層粉細(xì)砂透水性接近,滲透系數(shù)約為3.8m/d;(1)—2層裂隙黏土起著串通上下含水層的作用,可將它們轉(zhuǎn)化為均質(zhì)透水體,經(jīng)計(jì)算壩基年滲漏量472萬m3,占總庫容的15.3%。滲漏較嚴(yán)重,需進(jìn)行防滲處理。設(shè)計(jì)采用垂直鋪塑進(jìn)行壩基防滲,復(fù)合土工膜進(jìn)行壩體防滲。3垂直地板防滲技術(shù)3.1鋪設(shè)塑膜和鋪設(shè)塑料的鋪設(shè),確保了壓壓垂直鋪塑是利用開槽機(jī)械,在壩基或壩體中順壩軸線方向形成一條連續(xù)的寬180~300mm,深數(shù)米的溝槽,然后在溝槽內(nèi)垂直鋪設(shè)塑膜,最后回填松軟干凈的粉質(zhì)土,靠塑料的極低滲透性,形成連續(xù)完整的防滲體系,減少滲漏量的一種防滲技術(shù)。3.2垂直地板層析成像設(shè)計(jì)3.2.1表面考慮到本工程為舊壩加寬、加高和施工機(jī)械行走寬度等因素,鋪塑位置設(shè)計(jì)在庫內(nèi)靠上游壩角5m處。3.2.2表面填充設(shè)計(jì)防滲深度為14.7~16.2m,鋪膜底高程為-11.5m,塑膜插入不透水層0.5~0.8m。3.2.3強(qiáng)度與斷裂強(qiáng)度本工程設(shè)計(jì)防滲塑膜為PE,設(shè)計(jì)厚度為0.3mm,密度不低于900kg/m3,破壞拉應(yīng)力不低于12MPa,斷裂伸長率不低于300%,彈性模量在5℃不低于70MPa,抗凍性(脆性溫度)不低于-60℃,連接強(qiáng)度應(yīng)大于母材強(qiáng)度,撕裂強(qiáng)度大于或等于40N/mm,抗?jié)B強(qiáng)度在1.05MPa水壓下48h不滲水,滲透系數(shù)小于10-11cm/s。鋪塑搭接寬度1.0m,塑膜焊接寬度10cm,鋪塑頂預(yù)留長度1.0m。3.3壓漿塑機(jī)的鋪設(shè)本工程所用的機(jī)械有往復(fù)水沖鋸割式和鏈條循環(huán)刮刀式兩種設(shè)備,兩種設(shè)備共同特點(diǎn)是均采用泥漿固壁,開槽與鋪塑同步作業(yè)。a.往復(fù)水沖鋸割式鋪塑機(jī),靠開槽機(jī)桿臂的往復(fù)運(yùn)動,利用水力沖割和刀具切割土體成槽,通過聯(lián)動卷簾裝置鋪塑,這種機(jī)械效率高、施工快,適用于粉土、粉質(zhì)壤土,槽寬18~30cm,機(jī)械動力90~120kW。b.鏈條循環(huán)刮刀式鋪塑機(jī),靠鏈條循環(huán)運(yùn)動帶動刮斗切割土體成槽,泥漿護(hù)壁,槽寬20~30cm,通過聯(lián)動裝置卷簾鋪塑,適用于不含較大塊石及樹根的各種土層,該種設(shè)備槽口外移土方量大,機(jī)械動力120~160kW。3.4施工方法3.4.1垂直地板施工垂直鋪塑施工工藝流程見下圖。3.4.2開槽機(jī)灌漿鋪設(shè)a.開槽機(jī)就位前對鋪塑基面進(jìn)行放線、清基、整平,放出鋪塑中心線,對設(shè)備進(jìn)行精心組裝、檢查,確保施工的正常進(jìn)行,對易損壞的零部件要求現(xiàn)場備足,以便于損壞后及時(shí)更換。b.開槽機(jī)就位,前后打入地錨并備好牽引鋼絲繩,啟動開槽機(jī)和水泵,緩慢放下刀架,利用車載電動機(jī)帶動刀架做往復(fù)運(yùn)動切割土體,加上刮片間噴頭噴水沖刷土體,形成溝槽,開槽過程中隨時(shí)檢測槽深是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的深度,并采用泥漿泵造漿進(jìn)行泥漿護(hù)壁,防止槽壁坍塌。c.開槽機(jī)開槽至設(shè)計(jì)深度后,把大桿提出,將焊接好和驗(yàn)收合格的塑膜整齊地卷至滾桿上,將滾桿與大桿底部用螺母連接牢固,然后下入滾桿,放下大桿,并將滾桿拉成垂直狀態(tài),下至開槽深度,邊開槽,邊鋪塑,鋪膜深度可由卷膜滾桿長度和預(yù)留塑膜段確定是否滿足設(shè)計(jì)深度,為防止塑膜滑落槽中以及塑膜和水平鋪塑連接,鋪設(shè)塑膜時(shí),按設(shè)計(jì)要求在溝槽頂部預(yù)留1m左右的塑膜鋪設(shè)在地面上,然后用黏土或砂袋壓住。d.當(dāng)開槽深度達(dá)3.0m左右時(shí),即可開啟反循環(huán)泵,將槽內(nèi)破碎的泥土顆粒抽出,泵送回已鋪塑段(在開槽階段需開挖一沉淀池,用于儲存泵送回泥漿顆粒的沉淀)。泥漿回淤位置與鋪膜位置應(yīng)保持一定距離,以減少沉淀物對鋪塑的影響,同時(shí)又利于循環(huán)泥漿中顆粒在穩(wěn)定狀態(tài)下的沉淀淤積。e.當(dāng)一段溝槽鋪塑完畢并距離開槽機(jī)一定距離后,為防止槽壁塌方將塑膜滑入槽內(nèi),應(yīng)及時(shí)回填壤土或粉質(zhì)黏土。3.5垂直雕塑的質(zhì)量控制垂直鋪塑的施工質(zhì)量控制主要是控制塑膜、開槽、鋪塑、槽孔回填等施工環(huán)節(jié)。3.5.1檢驗(yàn)是否質(zhì)量不合格的問題塑膜應(yīng)選擇有生產(chǎn)許可證的正規(guī)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品,其物理性能、水力學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性能、耐久性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件或現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范要求,外觀不允許有針眼、疵點(diǎn)和厚薄不均現(xiàn)象,施工前應(yīng)按施工規(guī)范要求進(jìn)行檢驗(yàn),經(jīng)檢驗(yàn)質(zhì)量不合格或不符合設(shè)計(jì)要求的,不得投入使用。本工程所用的塑膜為聚乙烯土工膜,使用前對產(chǎn)品的出廠質(zhì)保書、產(chǎn)品合格證進(jìn)行了檢查,并按連續(xù)生產(chǎn)同一牌號、同一配方、同一規(guī)格、同一工藝的產(chǎn)品,以重量不大于5t為一批進(jìn)行了單位面積重量、厚度、抗?jié)B強(qiáng)度、滲透系數(shù)等的指標(biāo)檢驗(yàn),質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。3.5.2膨潤土豆?jié){roe壓壓法a.槽孔軸線偏差不超過10cm,槽寬按設(shè)計(jì)溝槽開挖寬度控制,寬度一般為20~30cm。b.實(shí)際開挖槽深應(yīng)超出設(shè)計(jì)深度10cm左右,用測繩測量,也可以通過測量開槽機(jī)桿臂的傾角來計(jì)算槽深。c.為防止槽壁塌方,開槽過程中泥漿固壁非常重要。可利用開槽機(jī)開槽過程中所形成的泥漿固壁,當(dāng)原地層土質(zhì)造漿性能指標(biāo)不能滿足要求時(shí),可采用一部分膨潤土造漿和原地層造漿兩者結(jié)合的辦法或在泥漿中摻入NaCO3(純堿)、氫氧化鈉(NaOH),以提高泥漿性能指標(biāo)。膨潤土泥漿具有相對密度低、黏度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、穩(wěn)定性強(qiáng)、固壁能力高、造漿能力大等特點(diǎn)。膨潤土質(zhì)量的優(yōu)劣,可按照下列標(biāo)準(zhǔn)控制:將膨潤土分散在100ml清水中,靜置24h觀察沉淀情況,判斷優(yōu)劣,決定取舍(見下表)。泥漿的性能可通過測量泥漿相對密度、黏度、含砂率、膠體率、失水量等判斷。開槽過程中,應(yīng)嚴(yán)格控制槽內(nèi)泥漿比重,一般為1.05~1.4g/cm3,比重過大,塑膜容易上浮。3.5.3孔眼等缺陷的補(bǔ)瘤、槽位的開挖和鋪設(shè)a.塑膜鋪設(shè)前,施工單位應(yīng)填寫塑膜驗(yàn)收申請,進(jìn)行塑膜驗(yàn)收。檢查膜的焊縫寬度和焊接質(zhì)量,外觀有無破損麻點(diǎn)孔眼等缺陷,發(fā)現(xiàn)膜面有孔眼等缺陷或損傷應(yīng)及時(shí)用新鮮母材修補(bǔ),補(bǔ)疤每邊應(yīng)超過破損部位10~20cm。b.槽段開挖后,應(yīng)檢查槽位,槽深、槽寬等指標(biāo),驗(yàn)收合格后方可鋪膜。c.塑膜的比重比水小,展鋪時(shí)容易引起浮膜,應(yīng)隨時(shí)向槽中填土以壓膜,確保塑膜平展度。d.采用鋪塑機(jī)進(jìn)行鋪塑,接頭采用搭接方式,搭接寬度控制為1m。3.5.4填土料相結(jié)合土料回填可利用開槽時(shí)泥漿泵抽出的泥漿進(jìn)行自然回淤,并與回填土料相結(jié)合,土料應(yīng)選用干凈的粉質(zhì)壤土?；靥钜皶r(shí),當(dāng)塑膜鋪設(shè)后應(yīng)及時(shí)回填1m左右土層,