[发明专利]一种坝面土工膜防渗堆石坝、施工方法和缺陷定位方法

说明书

本发明公开了一种坝面土工膜防渗堆石坝、施工方法和缺陷定位方法，包括沿坝体轴线方向依次布设的若干个独立坝段；每个独立坝段均包括支墩、堆石体、防渗体和缺陷渗漏监测系统；各独立坝段上游面呈倾向上游的拱形，且上游坝坡比为1:0.2；防渗体包括土工席垫、复合土工膜和现浇混凝土保护层；缺陷渗漏监测系统包括多组排水管组和流量计。本发明解决了制约土工膜防渗堆石坝发展的两个关键技术问题：（1）复合土工膜分坝段铺设于拱形坝面上能有效避免土工膜在坝面受拉变形及周边锚固处产生夹具效应。（2）利用分坝段分区域设置的缺陷渗漏监测系统，能快速准确定位复合土工膜的缺陷渗漏，解决了现有土石坝防渗土工膜缺陷难以准确定位的问题。

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，特别是一种坝面土工膜防渗堆石坝、施工方法和缺陷定位方法。

背景技术

土工膜是一种柔性薄膜防渗材料，已不断应用于土石坝等各类防渗工程。根据国际大坝委员会（ICOLD）2010年的统计资料，全球已有167座大型土石坝采用土工膜防渗。据不完全统计，我国已有40余座新建堆石坝和土石围堰采用土工膜防渗，例如浙江省的小岭头堆石坝、四川省的仁宗海堆石坝、青海省的温泉堆石坝、白鹤滩上游土石围堰等，均在上游坝面采用土工膜防渗。

与堆石坝常用防渗体混凝土面板和黏土心墙相比，土工膜具有防渗性能好、适应变形能力强、施工速度快和工程造价低等优点。但近几十年来，国内土工膜防渗土石坝发展滞后，其主要原因为：

（1）常见的坝面土工膜防渗土石坝蓄水后，在水压力作用下，土工膜跟随坝体向下游侧发生垂直于坝面的变形，原来平整的坝面变成凹向下游的锅底形状，坝面土工膜随之变形，使得土工膜处于坝坡向和坝轴线向的双向受力状态，一旦超过土工膜的抗拉强度，土工膜就会被拉坏。此外，在坝面周边土工膜锚固处附近区域，土工膜受夹具效应作用明显，易发生拉伸破坏，形成孔状或缝状缺陷，导致土工膜防渗失效，对工程安全造成威胁。

（2）用于土石坝防渗的土工膜厚度很薄，一般为0.5~1.5mm，因此土工膜在生产、施工和运行等环节容易产生破损，大坝蓄水后，库水会直接通过土工膜破损处产生缺陷渗漏，渗漏水进入膜后坝体，对大坝防渗安全造成隐患。但是，目前在技术上尚无有效方法快速发现和准确定位大坝中防渗土工膜的一些潜在缺陷。

因此，为了避免土工膜在坝面及周边锚固处发生拉伸破坏，准确定位坝面土工膜的缺陷渗漏位置，解决制约土工膜在较高土石坝防渗工程中应用的问题，有必要提供一种坝面土工膜防渗堆石坝、施工方法和缺陷定位方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种坝面土工膜防渗堆石坝、施工方法和缺陷定位方法，该坝面土工膜防渗堆石坝、施工方法和缺陷定位方法解决了制约土工膜防渗堆石坝发展的两个关键技术问题：（1）将复合土工膜分坝段铺设于拱形坝面上，能有效避免复合土工膜在坝面受拉变形及周边锚固处产生夹具效应。（2）利用分坝段分区域设置的缺陷渗漏监测系统，能快速准确定位复合土工膜的缺陷渗漏，解决了现有土石坝防渗土工膜缺陷难以准确定位的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种坝面土工膜防渗堆石坝，包括沿坝体轴线方向依次布设的若干个独立坝段，每个独立坝段均具有唯一编号。

每个独立坝段均包括支墩、堆石体、防渗体和缺陷渗漏监测系统。

支墩位于堆石体两侧，相邻两个独立坝段共用一个支墩，支墩均采用钢筋混凝土浇筑形成。

堆石体位于相邻支墩间，采用堆石料或砂砾石料填筑而成；堆石体的上游坝坡比为1:0.2，堆石体上游面为迎水面，采用干砌块石砌筑，形成向上游拱起的拱形的干砌块石支护层。

防渗体包括依次铺设在干砌块石支护层表面的土工席垫、复合土工膜和现浇混凝土保护层。