高分子土工膜在水库大坝防渗工程中的应用

由(you)高(gao)分子聚合物制成的(de)土工(gong)膜(mo)(mo)因具有低(di)渗透性(xing)、适应变形能(neng)力强、施工(gong)便(bian)捷和(he)造价低(di)等优点在(zai)水库(ku)大坝防渗工(gong)程中广(guang)泛应用(yong),目前,国内大坝水库(ku)设计(ji)选(xuan)用(yong)的(de)土工(gong)膜(mo)(mo)绝大部分为PE/HDPE膜(mo)(mo),由(you)于此类(lei)厚度(du)大于1mm的(de)膜(mo)(mo)硬度(du)偏大,适应变形能(neng)力差(cha),其厚度(du)一般(ban)在(zai)1.0mm以下(xia)。

因膜(mo)厚度较薄,土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)制(zhi)品生产(chan)(chan)中易出(chu)现(xian)(xian)破(po)损(sun)孔洞,施工(gong)过(guo)程中受(shou)颗(ke)粒垫层(ceng)影响出(chu)现(xian)(xian)局(ju)部顶(ding)破(po),拼接过(guo)程中出(chu)现(xian)(xian)局(ju)部损(sun)坏(huai)等缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian),这些缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)是产(chan)(chan)生渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)流的(de)(de)(de)(de)主要通道;同(tong)类土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)等效(xiao)孔径下(xia)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)漏(lou)(lou)量(liang)与(yu)垫层(ceng)材料的(de)(de)(de)(de)渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)透系数有关(guan),渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)透系数大(da)的(de)(de)(de)(de)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)漏(lou)(lou)量(liang)亦大(da);水(shui)(shui)(shui)库水(shui)(shui)(shui)位高(gao)程降落至土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)破(po)损(sun)高(gao)程时(shi),存在(zai)(zai)浸润(run)线“突变”,稳定安(an)全系数变小,对(dui)(dui)大(da)坝安(an)全造成(cheng)隐患;平原水(shui)(shui)(shui)库缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)库盘防(fang)渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)在(zai)(zai)蓄水(shui)(shui)(shui)初期渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)漏(lou)(lou)水(shui)(shui)(shui)量(liang)会(hui)挤占土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)膜(mo)下(xia)非饱和土(tu)(tu)孔隙气(qi)(qi)体(ti)空间,易引起库区膜(mo)下(xia)气(qi)(qi)胀(zhang)现(xian)(xian)象,当气(qi)(qi)胀(zhang)变形达(da)到(dao)一(yi)定值时(shi)可(ke)能(neng)进一(yi)步产(chan)(chan)生新的(de)(de)(de)(de)气(qi)(qi)胀(zhang)顶(ding)破(po)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian);对(dui)(dui)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)坝面防(fang)渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)土(tu)(tu)石坝进行饱和-非饱和三维(wei)渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)流场(chang)有限元数值仿(fang)真计算,计算结(jie)果表明土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)漏(lou)(lou)仅(jin)对(dui)(dui)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)附近坝体(ti)局(ju)部渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)流场(chang)分布影响较大(da),膜(mo)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)位置(zhi)越低,缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)漏(lou)(lou)量(liang)增(zeng)加越明显(xian),并使(shi)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)处膜(mo)后的(de)(de)(de)(de)坝体(ti)浸润(run)线局(ju)部抬高(gao),随着水(shui)(shui)(shui)头的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)流量(liang)增(zeng)大(da);为解(jie)决(jue)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)性(xing)渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)漏(lou)(lou)问题,在(zai)(zai)圆形缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)下(xia)增(zeng)设(she)一(yi)层(ceng)土(tu)(tu)工(gong)织物进行了缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)漏(lou)(lou)试验(yan)研究(jiu)和数值模拟计算,指出(chu)土(tu)(tu)工(gong)织物能(neng)够改变膜(mo)与(yu)土(tu)(tu)之(zhi)间的(de)(de)(de)(de)接触渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)漏(lou)(lou)。大(da)部分选用(yong)增(zeng)强膜(mo)下(xia)排水(shui)(shui)(shui)能(neng)力措施,降低缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)性(xing)渗(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)漏(lou)(lou)存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)潜在(zai)(zai)安(an)全风险(xian),但尚(shang)未找(zhao)到(dao)修补土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)方(fang)法。