[发明专利]一种水库防渗土工膜分层结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水库防渗土工膜分层结构及其施工方法。主要适用于水利水电以及市政、环保土工膜防渗工程。

背景技术

抽水蓄能电站上水库一般地势高，天然水源与径流无或很少，从低处抽到高处存蓄在上水库的水体是电能转换的载体，因此对水库防渗要求高，国内已建蓄能电站采用的水库防渗形式有钢筋混凝土面板、沥青混凝土面板以及垂直帷幕灌浆防渗，在水电工程中还没有采用膜薄质轻的土工膜防渗先例。在水利、市政环保工程中已有防渗土工膜分层结构的工程应用，但其防渗要求以及布置限制条件没有水电工程特别是抽水蓄能电站工程的要求严格。

根据水利、市政环保工程中防渗土工膜的应用经验，这些工程防渗土工膜一般采用“一布一膜”或“两布一膜”直接复合形式，由于水头小、防渗工程等级低，防渗膜较薄，一般均小于1mm，并均被覆盖在素土、沙砾石、预制或现浇的素混凝土板、铁丝网混凝土板、浆砌块石、干砌块石等保护层以下，防止其漂浮与冰冻、紫外线辐射等因素所引起的老化，提高其耐久性。为了保护土工膜不被戳穿损坏并确保良好的排水减压效果，其下部垫层一般采用粗砂层或砾径小于1.0cm的碎石层以及小于2.0cm的砾卵石层。对于要严格保证高标准防渗要求的抽蓄上水库，在缺少粗砂与细颗粒砾卵石材料的工程区，并且需要采用厚度大于1mm的土工膜情况下，要兼顾防渗土工膜的快速大规模施工、防漂、防戳穿损坏、方便检修以及膜下排水减压等因素，专门研究一种新颖的防渗土工膜分层结构型式是非常必要和具有实用价值的。

目前存在的工程实际难题有：1、在工程等级高、使用年限长、防渗要求严格的土工膜防渗水电工程中，所选择的HDPE土工膜厚度一般超过1mm。由于HDPE厚膜材料较硬，目前厚度超过1mm以上的HDPE复合土工膜，无论是采用吹塑法还是压延法生产工艺，均不能实现土工膜与土工布良好的复合质量，而土工布因对土工膜具有良好的辅助保护、防渗反滤等功能而宜设置。2、在没有粗砂或细卵砾石料源的工程地区，若专门生产粒径小于1.0cm的碎石或粗砂作为土工膜的下部垫层，则工程投资巨大而且影响施工进度。若采用常规堆石坝的垫层料级配石渣作为垫层，可以实现膜下排水减压功能，但是由于颗粒粒径一般大于2cm，对于膜薄量轻的土工膜而言属于超径石，而且考虑到大面积铺设土工膜下垫层的施工过程中，难免存在尖锐物体和杂物等，在具有较大水深的水库水压力作用下，土工膜发生刺破损坏的概率很高。3、土工膜常规的预制或现浇的素混凝土板、铁丝网混凝土板、浆砌块石等上保护层形式使得上库在初期蓄水和永久运行后的检修基本无法进行，而且这种形式的上覆保护层容易损坏土工膜。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：根据水电工程特别是抽水蓄能电站水库防渗的需要，配合具有适应地基变形能力强、防渗效果好、施工设备投入少、施工速度快、修补便利、造价低、工程投资省等优点的土工膜防渗方案，提出一种结构简单、工程量少、施工及检修方便、安全可靠性好、防渗效果优、耐久性能好、土工膜不易损坏的水库防渗土工膜分层结构及其施工方法。

本发明所采用的技术方案是：一种水库防渗土工膜分层结构，具有库底填渣层，其上依次铺设下支持过渡层、下支持垫层、土工膜防渗层和上保护层，其特征在于：所述下支持垫层与土工膜防渗层之间铺设土工席垫。

所述土工席垫为一种在热熔状态下高密度聚乙烯塑料丝条自行粘结成的三维网状材料制作而成。

所述土工膜防渗层采用厚度超过1mm的HDPE复合土工膜，并采用膜布分离的布置方式在土工膜防渗层上下分别铺设上覆土工布防护层和下卧土工布垫层。

所述上保护层为一组均匀压覆在上覆土工布防护层上方的土工布沙袋，其压覆密度为1.4m×1.4m。

所述土工布沙袋重量为30kg，沙袋用布为250g/m²涤纶针刺无纺土工布，且土工布沙袋四周封口采用不少于两道的高强纤维涤纶丝线缝合，缝合针距不大于6mm。

一种水库防渗土工膜分层结构的施工方法，其特征在于具体步骤包括：

a、库底填渣层施工，施工碾压层厚80cm，每层采用20T振动拖碾碾压6-10遍，洒水量为8％-12％，碾压后填渣干密度≥20.0kN/m³、孔隙率≤23％；