從水庫建設的視角來看,關于土壩設計有必要將其中的防滲設計置于核心地位。對于平原水庫而言,應當能夠致力于綜合性的壩基防滲設計,針對其中的壩基型式與壩體結構也要予以靈活選擇。與防滲施工的傳統模式進行對比,可見土工膜防滲本身構成了全新的水平防滲技術。相比而言,該防滲手段具備簡便的獨特優勢,造價經濟為首選型式。在此前提下,關鍵舉措應當在于妥善確定鋪設防滲布的具體長度。這主要是由于,防滲效果以及工程造價都決定于上述的防滲性能。通過對已建喀什地區葉城縣蘇依提勒克水庫防滲膜鋪蓋長度的分析研究,提出壩基水平鋪蓋合理長度的選定。
一、引言
土壩設計不能夠欠缺壩基防滲作為其中必要的保障。在目前的現狀下,很多地區都在著眼于修建平原水庫,因此就要緊密結合多種多樣的防滲結構來完成相應的土壩結構設計。具體而言,關于垂直防滲以及水平防滲都要將其歸入壩基防滲的范圍內。但是相比來講,運用懸掛結構建造而成的垂直防滲更加有助維持壩基本身的堅固性與完整度,而水平防滲手段有助于節省資金并且簡化了施工流程。在此前提下,對于建造平原水庫有必要優先選擇水平防滲的手段。然而在涉及到較高的堤壩加固過程中,通常都需要鋪設特定長度的水平防滲布,這是由于水庫無法在施工階段中徹底排干現存的全部水。由此可見,對于鋪蓋土工膜的相關施工措施有必要妥善選擇相應的鋪設長度,據此達到了優良的水庫防滲實效性。
二、蘇依提勒克水庫擴建工程概況
蘇依提勒克水庫位于葉城縣境內,屬提孜那甫河流域,水庫距葉城縣東北約 12km,地理座標在東徑 77”26’~7730’,北緯 37”54’~37”58’,是一座灌注式平原水庫,水源主要來自提孜那甫河,通過吐古其干渠吐古其分水閘分水,然后經引水渠入庫。對于該壩基與壩體而言,土工膜構成了其中全部的防滲構造。同時,施工人員選擇了水平鋪蓋的方式來構建壩基防滲。對于上游壩坡而言,針對其中的綜合護坡結構選擇了礎板與砌石的結合體予以完成。
三、壩基防滲設計
1.選擇適當的防滲型式與防滲結構
從水庫施工的全過程視角來看,關于壩基防滲應當能夠緊密結合現存的現場施工條件以及施工人員安排。在此前提下,關于上述的防滲施工最好能夠選擇鋪蓋土工膜的措施。與此同時,應當能夠將聚乙烯材料適當噴灑于壩體與土工膜的相應位置上,并且確保聚乙烯不會超出 0.2mm的層次厚度。此外,關于防滲施工還需借助滅草劑予以完成,確保能夠徹底清除蘆葦根,進而杜絕了蘆葦穿孔的情形出現。
2.對于水力坡降以及壩基滲透型式予以靈活選擇
在目前的現狀下,整個淺層壩體都覆蓋著均勻性較強的壤土與沙壤土。因此對于淺層的壩基部位而言,其中主要包含了 10 以內不均系數的細粉砂層。由此可見,滲透變形現象很可能會由此而產生,尤其是受到滲流作用的顯著影響。因此如果能夠測得 35%以內的細砂顆??偭勘壤?,則可以據此判斷為管涌或者流動土層構成了最為突顯的破壞作用力。除此以外,應當限定于 0.25 以內的最大水力坡降。
3.妥善確定鋪蓋長度
具體在設計鋪蓋長度時,最好能夠將滲透比降限定于適當的幅度內。唯有如此,才能保障下游地基符合應有的堅固度與安全性。與此同時,應當在準許的經濟范圍內妥善控制壩基滲漏,確保因地制宜實現針對技術經濟比的判斷與設定。
(1) 對于最小的鋪蓋長度予以妥善選擇在確定最小的鋪蓋長度時,應當能緊密結合壩體當前具備的防滲性特征,其中包含如下公式:
式中:
H -H下一在設計情況下的壩上下游水位差。因 H下~0故即為設計壩前水深 (m);L一為透水壩體的地下輪廓線近似取壩底水平投影長。即 L=b+4.5H (H 為壩高,b 為壩頂寬,以下計算 b 均取 4m); J 一下游地基允許水力坡降,取 0.25
對不同擋水高度下鋪蓋長計算均得 Smin 0,即說明壩基長就可滿足抗滲穩定性的要求,為安全計,取壩前水頭的 5倍長作為 Smin 設計采用值,詳見表 1。
(2) 鋪蓋長度與滲流量的關系
針對 a 的前方鋪蓋滲流區域而言,應當能夠運用如下算式來全面判定鋪蓋長度以及滲流量之間的相互關系,進而給出了與滲流量密切相關的鋪蓋長度。因此經過分析可見,在鋪蓋增大的前提下,壩基本身將會呈現相對較小的滲流量。在此基礎上,針對滲流比降以及鋪蓋防滲的實效性之間也要構建相應的比例關系。依照從大到小的數值變化趨勢,即可歸納出總體上的鋪蓋長度變更規律。與此同時,如果繼續增大現有的鋪蓋長度,那么將會表現為逐漸穩定的滲流量。據此就可以表征,如果能限定于特定的鋪蓋長度,那么針對鋪蓋增長相關的額外資金投入就能予以全方位的考量。由此可見,如果鋪設了過長的鋪蓋,則會耗費較高資金并且呈現了較差的經濟性。

不同鋪蓋長度的關系曲線
(3)根據經濟性確定鋪蓋最大長度計算式:
式中:q—壩基單寬 1m 的滲流水量(m3/s·m);k—
壩基綜合滲透系數。
經試算反求得 7+650 前的高壩段 K=2.9×10-3
cm/s。
7+650 后的低壩段 K=4.1×10-3
cm/s。
由壩基滲漏計算圖 2 可知 X=a+L a=3L
圖 2 壩基滲流計算示意圖
經計算求得的不同鋪蓋長度的壩基滲流量及節水率見表2。
四、防滲效果分析
依照當前現存的水庫觀測結論,可以得知防滲土工布當前已經能夠達到最優的綜合防滲效果。在此前提下,為了保障達到穩定的壩基滲流效果,那么需要妥善確定壩體浸潤線這是由于,通過靈活調整現有的壩體浸潤線措施,應當能致力于滲水量的全面減少
經過分析可見,相比于理論上的浸潤線而言,當前測得的壩基水位線呈現相對較低的趨勢。從溢出的實際水量來看,對于其中的浸潤線應當能夠著眼于精確進行觀測,從而歸納出逐漸遞減的基本水位波動趨向。由此可見,運用上述措施在根本上有助于保障土壩安全,因此可見優良的防滲土壩防滲實效性
參考文獻
[1] 華東水利學院,水工設計手冊第三卷結構計算[M].北京:水利水電出版社,1992.
2] 華東水利學院,水工設計手冊第四卷土石壩[M].北京: 水利水電出版社,1992.
3] 白永年,中國堤壩防滲加固新技術[M.北京: 水利水電出版社,2001.
[4] 水利水電工程地質手冊[MI.北京: 水利水電出版社