复合土工膜存在下沉变形影响水库安全

复(fu)合土工(gong)膜作(zuo)为(wei)一种新型(xing)防(fang)渗(shen)材(cai)料(liao)(liao)，相比于(yu)传统(tong)防(fang)渗(shen)材(cai)料(liao)(liao)（沥青(qing)混(hun)凝(ning)土和黏土等(deng)）更能适(shi)应(ying)地(di)基的(de)不均匀沉降(jiang)变形和更优良的(de)防(fang)渗(shen)性能，并且具有(you)良好(hao)的(de)抗拉能力、使用成本(ben)低、容易施工(gong)等(deng)优点(dian)，目前在水利(li)工(gong)程中(zhong)广泛应(ying)用于(yu)土石坝防(fang)渗(shen)和水库防(fang)渗(shen)等(deng)工(gong)程中(zhong)。

水(shui)(shui)(shui)(shui)库采(cai)用(yong)复(fu)(fu)(fu)合(he)(he)土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)(mo)(mo)进(jin)(jin)(jin)行(xing)防渗(shen)处理，阻(zu)断了库水(shui)(shui)(shui)(shui)对(dui)(dui)地下(xia)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)补给(ji)作(zuo)用(yong)，导(dao)(dao)致地下(xia)水(shui)(shui)(shui)(shui)位下(xia)降。蓄水(shui)(shui)(shui)(shui)后(hou)，在库水(shui)(shui)(shui)(shui)压力(li)及(ji)地下(xia)水(shui)(shui)(shui)(shui)位变(bian)(bian)动作(zuo)用(yong)下(xia)，库盆及(ji)库岸地基土(tu)(tu)体(ti)会(hui)发生(sheng)一定的(de)(de)下(xia)沉变(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)，使(shi)得(de)复(fu)(fu)(fu)合(he)(he)土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)(mo)(mo)存(cun)在下(xia)沉变(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)以及(ji)与之相(xiang)关的(de)(de)横向拉伸(shen)变(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)。若变(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)量不大(da)，复(fu)(fu)(fu)合(he)(he)土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)(mo)(mo)能够适应(ying)(ying)(ying)，对(dui)(dui)水(shui)(shui)(shui)(shui)库安全(quan)没有影(ying)响，但是，若变(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)量过大(da)，可(ke)能导(dao)(dao)致复(fu)(fu)(fu)合(he)(he)土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)(mo)(mo)局部应(ying)(ying)(ying)力(li)变(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)过大(da)或受力(li)过大(da)而出(chu)现损坏(huai)，进(jin)(jin)(jin)而影(ying)响水(shui)(shui)(shui)(shui)库安全(quan)。因此，对(dui)(dui)复(fu)(fu)(fu)合(he)(he)土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)应(ying)(ying)(ying)力(li)应(ying)(ying)(ying)变(bian)(bian)特性(xing)进(jin)(jin)(jin)行(xing)研究对(dui)(dui)实际工(gong)程的(de)(de)安全(quan)性(xing)具(ju)有重(zhong)要意义。对(dui)(dui)正常高(gao)水(shui)(shui)(shui)(shui)位情况下(xia)土(tu)(tu)石坝防渗(shen)复(fu)(fu)(fu)合(he)(he)土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)应(ying)(ying)(ying)力(li)应(ying)(ying)(ying)变(bian)(bian)特性(xing)进(jin)(jin)(jin)行(xing)了计算分析，指(zhi)出(chu)复(fu)(fu)(fu)合(he)(he)土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)(mo)(mo)对(dui)(dui)土(tu)(tu)石坝的(de)(de)应(ying)(ying)(ying)力(li)变(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)有一定的(de)(de)改善作(zuo)用(yong)。采(cai)用(yong)复(fu)(fu)(fu)合(he)(he)土(tu)(tu)工(gong)膜(mo)(mo)(mo)进(jin)(jin)(jin)行(xing)防渗(shen)处理后(hou)的(de)(de)坝体(ti)应(ying)(ying)(ying)力(li)变(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)要比不处理的(de)(de)小。

根据(ju)物(wu)探(tan)成(cheng)果(guo)与钻探(tan)成(cheng)果(guo)得知(zhi)库(ku)(ku)盆底(di)部(bu)溶蚀现象十分发育(yu)，存在库(ku)(ku)首(shou)及(ji)库(ku)(ku)底(di)渗漏问(wen)题。为解决(jue)这一问(wen)题，工程决(jue)定采(cai)用复(fu)合土(tu)工膜对库(ku)(ku)岸和库(ku)(ku)盆进行防(fang)渗处(chu)理，其防(fang)渗结构(gou)体自下而上主(zhu)要由支持层、下垫层、复(fu)合土(tu)工膜及(ji)保护层等四层组成(cheng)。

（1）复合(he)土工膜(mo)与水库(ku)剖(pou)面变形规律一(yi)致(zhi)，其变形量(liang)略小(xiao)于(yu)水库(ku)剖(pou)面的变形量(liang)，因此，在缺乏界面参(can)数资料时(shi)，可(ke)直接计(ji)算水库(ku)剖(pou)面的变形量(liang)来估(gu)算复合(he)土工膜(mo)的变形量(liang)。

（2）在库(ku)(ku)水位(wei)(wei)和地下水位(wei)(wei)变动作用下，库(ku)(ku)盆(pen)地基及(ji)库(ku)(ku)岸(an)土体会发(fa)生下沉变的(de)，此外，库(ku)(ku)岸(an)土体还(hai)会向库(ku)(ku)盆(pen)处发(fa)生横(heng)向变形。

（3）水库蓄(xu)水达到校核水位(wei)，地下(xia)水下(xia)降至基岩面(mian)时为(wei)最危险(xian)工况(kuang)(kuang)（工况(kuang)(kuang)3-2），此时水库剖面(mian)及复合土工膜的最大下(xia)沉变形分别(bie)为(wei)30.83和29.67cm，最大横向变形分别(bie)为(wei)9.92和8.58cm。

（4）在最危险工(gong)况下(xia)，复合土工(gong)膜的最大(da)单宽拉力为(wei)6.86kN/m，最大(da)拉应变(bian)为(wei)14.30%，通过(guo)计(ji)算(suan)得到(dao)拉力安(an)(an)全(quan)系(xi)数(shu)(shu)Fs为(wei)4.18，拉应变(bian)安(an)(an)全(quan)系(xi)数(shu)(shu)Fε为(wei)3.02，均(jun)小于允许安(an)(an)全(quan)系(xi)数(shu)(shu)5.0，复合土工(gong)膜适应库(ku)盆下(xia)部(bu)土体变(bian)形(xing)能力较差，不满(man)足(zu)允许安(an)(an)全(quan)系(xi)数(shu)(shu)要求。