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1、四川大学 硕士学位论文 土工膜用于喀斯特库区防渗应用研究 姓名：陈维国 申请学位级别：硕士 专业：水利工程 指导教师：何昌荣;保华富 20030901 四删厶望! ：摧亟上皇些：茎位迨塞 土工膜用于喀斯特库区防渗应用研究 水利工程领域 研究生陈维国指导教师何昌荣保华富 喀斯特岩溶地区水利工程渗漏是普遍存在的问题。喀斯特地区 粘性土稀缺。混凝土铺盖防渗造价高，适应变形差，土工膜抗渗性 好，伸跃性强，施工方便造价低。近年来在越来越多的水利工程 中得到广泛采用，但在喀斯特岩溶库区，应用较少。 云南省罗平县大麦圈水库补漏加固工程，首先比选出土工膜的型号 和规格，进行常规物理化学性能试验，通过大型水压击
2、穿、垫层、过渡 层与士工膜整体抗渗。以及大型眶缩等试验进步验证了所选材料的合 理性。挚层料要求颗粒绂配良好，过渡层土料要求细粒含量较高的粘性 土。施工过程中铺设方式、搭接工艺。库区落洞、软弱地基处理排水 网的布置、土工膜与其它构筑物的连接等问题也进行了试验研究，通过 工程实际应用验证了本课题研究成果的科学合理性。 土工膜在喀斯特岩溶地区水利工程防渗补漏试验研究及成功应用 为类似工程积累了经验，大中型水利工程的防渗问题电可以此借鉴。 关键词：喀斯特库区防渗土j E 膜 程特性试验施工工艺 必必厶生1 攫亟f 二兰些堂位途塞 T h eA p p l i c a t i o nA n dS t u
3、 d yO nA n t i - S e e p a g eO f G e o m e m b r a n eW h e nI tI SU s e dI nK a r s tR e s e r v o i r R e g i o n M a j o r ：h y d r a u l i ce n g i n e e r i n g P o s t g r a d u a t e ：C h e nW e i g u o T u t o r ：H eC h a n g r o n g 、B a o h u n f u T h eg e o m e m b r a n eh a sg o o dc
4、a p a b i l i t yf o ra n t i s e e p a g ea n da d j u s t i n gt ot h e f o u n d a t i o nt r a n s f o r m ，w h a t sm o r ei ti sc h e e pa n dc o n v e n i e n tf o ra p p l i c a t i o n ，s oi t h a sb e e nu s e dm o r ea n dm o r ei nt h eh y d r a u l i ce n g i n e e r i n g B u ti ta l s
5、 oh a ss o m e n a t u r e st h a ta r eh a r m f u lt ot h ep r o j e c t s T h e s ei I ln a t u r e sh i n d e rt h ea p p l i c a t i o no f g e o m e m b r a n e ，e s p e c i a l l yi nK a r s tr e g i o n B e c a u s eo ft h es p e c i a lg e o l o g i cs t r u c t u r e o fK a r s tr e g i o
6、n ，c o n v e n t i o n a lt r e a t m e n tf o rt h es e e p a g ei se x p e n s i v ea n dt h er e s u l t i sn o tp e r f e c t - S oi ti sn e c e s s a r yt or e s e a r c ht h ea p p l i c a t i o no fg e o m e m b r a n ei n K a r s tr e g i o n T or e s e a r c han e wm e t h o dt oc u t et h
7、er e s e r v o i rs e e p a g ei nK a r s tr e g i o n ， a c c o r d i n gt o “t h er e s e a r c ho fr e s e r v o i ra n t i s e e p a g em e t h o di nK a r s tr e g i o n ， w h i c hw a su n d e r t o o kb yN a t i o n a lP o w e rC o m p a n y sK u n m i n gI n v e s t i g a t i o n D e s i g n
8、a n dR e s e a r c hi n s t i t u t e ，a n dt h el e a k a g em e n d i n ga n dr e i n f o r c e m e n tp r o j e c t o f D a m a i t i a nr e s e r v o i ri nL u o P i n gc o u n t yo fY u n n a np r o v i n c e ，t h i sp a p e rp r e s e n t s t h en e wm e t h o do fu s i n gg e o m e m b r a n
9、et oc u r et h er e s e r v o i rs e e p a g ei nK a r s t 酉蛐厶兰：! ：醚亟! ：童些鲎j 立迨童 1 e g l o r I B ys y s t e mt e s ts t u d ya n de n g i n e e r i n gp r a c t i c ef r o m2 0 0 0t o2 0 0 3 ，t h em o d e l n u m b e ra n ds p e c i f i c a t i o no ft h eg e o m e m b r a n eh a sb e e ns e l e c t
10、 e d A n d t h e r a t i o n a l i t yw a sp r o v e df u r t h e rb yas e r i e so ft e s t s T oe n s u r et h er e l i a b i l i t yo ft h e g e o m e m b r a n e ，t h eg r a d u a t i o no ft h eb e d d i n gc u s h i o nm a t e r i a la n db u f f e r i s d e t e r m i n e d A n dm e a n t i m
11、e ，b yc o n s t r u c ta n a l o ge x p e r i m e n t ，s o m et e c h n i c a l m a t t e r sw e r es o l v e d B e c a u s eo fs u p e r i o r i t yo ft h ea n t i s e e p a g e ，c o n s t r u c t i o na n di n v e s t ，t h e a p p l i c a t i o no ft h eg e o m e m b r a n ew i l lb e c o m eag o
12、o dm e t h o dt oc u r et h el e a k a g eo f t h es i m i l a rp r o j e c t I ta l s oh a st h ev a l u eo fp o p u l a r i z ei nl a r g e s i z e dp r o j e c t s K e y w o r d ：D am a i t i a n r e s e r v o i EA n t i s e e p a g eo fr e s e r v o i ri nK a r s tr e g i o n G e o m e m b r a n
13、 ep r o j e c tp r o p e r t i e s M o d e l i n gr e a l i t yt e s t 四刖厶芏! ：l ! 亟堂位论塞 第一章概述 1 1 课题研究内容和达到的目的 纵观目前国内外土工膜应用研究发展状况【卜6 1 ，土工膜无论是在工程应 用，还是在基础研究方面都取得了可喜成绩，但大多集中在工程实例的报导和 基本常规特性试验研究方面，在应用房面主要集中于土石坝、碾压混凝土坝、 渠道、池塘、库区、隧道的防渗及垃圾、有害废物的处理。而应用于岩溶库区 防渗虽有不少实例，比如我省岩溶地形十分发育，近年来先后有一些兴建和补 漏加固工程使用了土工膜防渗
14、，但山于这种新技术使用时问不长，积累的经验 十分有限，目前仍存在许多问题急待解决，如岩溶库区地基沉降差异较大而带 来的土工膜受力变形与渗透的关系问题，接缝浸水条件下受力是否会被拉丌的 问题，大面积铺盖土工膜的损伤问题，特殊地质条件( 如落洞等) 及边界条件 的处理问题，合理的挚层、过渡层选择问题、排水排气设计问题，以及岩溶的 后续发展带来的一系列不良后果问题等。鉴于上述原因。本课题结合国家电力 公司昆明勘测设计院水科所的“喀斯特库区防渗的研究”专题，提出一种科 学、可行和经济的喀斯特岩溶库区防渗处鲤方法，根据大麦刚水库岩溶库区地 质构造特点和土工膜目目口应用研究发展状况，主要集中探讨以下问题：
15、 1 ) 适合大麦田水库工程防渗要求的膜材料、型号优化及物理力学特性的 研究。 2 )膜的搭接和锚固方法的研究。 3 ) 挚层、过渡层及保护层材料的优选发施工中的有关问题探讨。 4 ) 土工膜现场施工工艺的综合研究及工程应用防渗效果评价。 通过上述内容的研究，主要达到以下目标： 1 ) 解决罗平县大麦嗣水库因严重渗漏而无法蓄水的问题： 2 ) 解决富乐镇所在地1 5 0 0 0 余人的人蓄饮水、该镇铅锌矿厂的工业用水 及6 0 0 0 多亩农罔灌溉问题。 3 ) 在前人已有的研究基础上力争对士工膜有关工程特性研究有新发 展，并为今后类似工程防渗处理提供有益的经验和指导。 四刖厶生! ：摧殛堂位
16、论窑 1 2 工程概况 大麦田水库位于罗平县境内的南盘江支流的块泽河上游，距罗平县城1 0 0 公里，距富乐镇3 公里。该水库始建于1 9 5 8 年，坝高1 1 2 5 米，坝顶长1 1 2 米，为一风化料均质坝。水库最高蓄水深l O 米，设计库容2 6 0 2 万立方米。 由于水库建在典型的石灰岩岩溶发育区，多年来发现大小落洞多处，库区漏水 较严重，虽经多次处理，因难度太大，都未能成功。故自建库以来，历年都是 干库，不能蓄水，4 0 多年来未发挥应有的作用。 为了解决富乐镇所在地1 5 0 0 0 余人的人蓄饮水、该镇铅锌矿的工业用水及 6 0 0 0 多亩农田灌溉问题，进一步发展地方经济，决定对该水库的渗漏进行彻 底治理。 。 1 3 水库渗漏原因分析及处理方案选择 大麦田水库地处块泽河右岸的山f 8 J 谷地中，坝址高程1 9 3 3 7 米水库所 在地地形呈西南高东北低，三面环山。通过有关地质勘察得出：库区咒灰 岩体是主要漏水源，主要分布于坝体附近及库区；库区有F 2 、
