消除库底土工膜防渗铺盖反向渗透压力的结构及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种消除库底土工膜防渗铺盖反向渗透压力的结构及施工方法。适用于浸没于死水位以下库底，采用土工膜局部防渗，存在库岸反向渗水压力且不宜设置膜下排水系统的防渗工程，尤其适用于抽水蓄能电站库盆。
【背景技术】
[0002]当库底采用土工膜防渗作为主要防渗体系时规范规定当存在反向渗压时，应设置排水系统，并通过廊道排出库外。但是有下列情况存在时，并不适宜设置排水系统:采用土工膜处理库底局部渗透通道，同时防渗区形态不好造成土工膜周边帷幕封闭长度与防渗面积不对称(防渗线长，而防渗面积小)，沿周边绕渗情况比较突出。当出现上述情况时可能出现人为设置排水通道增加渗漏量的风险。因此无论该防渗体系是否作为主防渗体系均不适宜设置排水体系。当遇到上述情况时，如果遭遇水位骤降、持续降雨导致周边的库岸地下水位相对库水位相差较大时，靠近库岸的土工膜也易出现库岸地下水造成的反向渗水，局部形成顶托现象，对土工膜安全运行构成威胁。尤其是存在断层将库岸与防渗区库底连同时风险更大。因此在这种情况下，需要一种不增加排水通道的反向渗压消除方法。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:针对上述存在问题，提供一种消除库底土工膜防渗铺盖反向渗透压力的结构及施工方法，旨在不增加土工膜防膜下排水通道，提高土工膜防渗效果;消除库岸地下水造成的反向渗压，保证土工膜安全运行。
[0004]本发明所采用的技术方案是:一种消除库底土工膜防渗铺盖反向渗透压力的结构，包括具备防渗能力的天然库岸以及存在渗漏通道的库底，库底之上覆盖有土工膜防渗层，其特征在于:在土工膜防渗层的四周通过周边连接板或齿墙设置帷幕灌浆或固结灌浆；同时，在土工膜防渗层周边靠近库岸一侧沿线的山体通过钻孔埋设排水管。
[0005]所述排水管采用不锈钢管，排水管包括插入钻孔内的花管段、钻孔外的外露段和出口部位的弯头段，花管段的长度即为钻孔的孔深，花管段上布满孔眼。
[0006]所述钻孔的孔口与排水管之间由混凝土封堵。
[0007]—种消除库底土工膜防渗铺盖反向渗透压力的结构的施工方法，步骤如下:
[0008]1、经勘察，具备防渗能力的天然库岸之间的库底下面存在渗漏通道，库底上面覆盖有土工膜防渗层，沿土工膜防渗层的周边设有与土工膜相连接的周边连接板或齿墙，并在周边连接板或齿墙的下面设置帷幕灌浆或固结灌浆，以形成相对封闭的防渗体系；
[0009]2、在土工膜防渗层外侧周边与天然库岸之间按照设计参数进行排水管的定位，并将通过钻孔的方式埋设排水管，排水管包括插入钻孔内的花管段、钻孔外的外露段和出口部位的弯头段，花管段上布满孔眼；相邻排水管的间距为1.5 — 2m，排水管管径50 — 80mm;
[0010]3、按照施工期临时稳定边坡、挖除钻孔孔口部位天然地面线和强风化岩石表面之间的覆盖层；
[0011]4、架设钻孔设备进行钻孔，钻孔的深度略大于排水管的花管段，钻孔(7)的孔径80 —100mm;
[0012]5、洗孔，保证孔内清洁，孔底沉渣量以不影响排水管的安装深度为限；
[0013]6、在钻孔内放置事先制作好的排水管，花管段基本与钻孔齐平，外露段伸出钻孔，弯头段设置高程应满足不被泥沙淤积，并低于死水位，弯头段具有一定的圆弧且孔口朝下；
[0014]7、钻孔孔口与排水管管壁之间用混凝土或砂浆封堵。
[0015]所述花管段上的孔眼的面积大于排水管管壁面积的5%，孔眼呈梅花形布置。
[0016]本发明的有益效果是:本发明结构简单，投资低，可解决存在反向渗压顶托风险，却不适宜设置排水系统的库底土工膜防渗铺盖;进一步扩宽了土工膜的使用范围。同时，将库岸地下水补给土工膜下方的部分通过排水管引排的方式排入库内，增加了库岸地下水补给库盆的量，进一步减小了整个库盆的渗漏量，提高了库盆整体防渗效果。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的平面布置图。
[0018]图2是本发明的剖面图。
[0019]图3是本发明的排水管安装图。
[0020]图4是本发明的排水管结构图。
【具体实施方式】
[0021]如图1、图2所示，本实施例为一种消除库底土工膜防渗铺盖反向渗透压力的结构及施工方法，具有具备防渗能力的天然库岸1、存在渗漏通道的库底2和库底2上部覆盖有土工膜防渗层3;对存在渗漏通道的库底2进行适当的平整开挖、回填形成土工膜防渗层的下支持层，并将土工膜防渗层3与周边连接板4(或齿墙)封闭连接，周边连接板4下部设置帷幕灌浆5(或固结灌浆)，在库底渗透通道外围形成一个相对封闭的防渗体系；同时，在土工膜防渗层3周边靠近库岸一侧沿线的山体通过钻孔7埋设排水管6;通过帷幕灌浆5和排水管6达到消除库岸地下水反向渗压造成土工膜顶托破坏的风险，从而实现在土工膜下部无排水系统的条件下，土工膜的安全运行。
[0022]帷幕灌浆5(或固结灌浆)可采用普通水泥或超细水泥，其灌浆孔孔距和深度根据地质条件和防渗要求设置，一般孔距为2?3m。
[0023]如图3所示，按照施工期临时稳定边坡、挖除钻孔7孔口部位天然地面线和强风化岩石表面之间的覆盖层9，根据钻孔7孔径的大小和深度采用手风钻、地质钻机等目前工程中常用钻机钻设，钻孔7的孔径不宜小于80mm，孔深和孔距根据水文地质条件计算确定;钻孔7按设计要求钻设、清洗后放置排水管6，钻孔7孔底沉渣的极限厚度以不影响排水管6安装进行控制，为保证钻孔7孔口封堵的可靠性，钻孔7的孔口与排水管6管壁之间采用混凝土8或砂浆封堵和固定。
[0024]如图4所示，排水管6采用不锈钢管，排水管6包括插入钻孔7内的花管段6— 1、钻孔外的外露段6 — 2和出口部位的弯头段6 — 3(弯头段具有一定的圆弧且孔口朝下，可以采用机械弯制、配套的成品弯头焊接或采用法兰连接)，花管段的长度即为钻孔7的孔深，花管段上采用钢管钻孔设备按照梅花形布置要求钻设孔眼6 — 1 -1;且孔眼6 — 1 一 1在保证钢管在施工外力作用下不变形的前提下布设，为保证排水效果，孔眼面积大于排水管6管壁面积的5% ;相邻排水管的间距为1.5?2m，排水管管径约为50?80mm(或更大)。
[0025]本实施例利用帷幕灌浆5或固结灌浆延长库岸地下水至土工膜防渗区之间的渗径和防渗区外围排水管减小库岸地下水与库盆之间的渗径的作用，达到消除库岸地下反向渗压对土工膜造成顶托破坏的风险。具体施工方法如下:
[0026]1、经勘察，具备防渗能力的天然库岸1之间的库底2下面存在渗漏通道，库底上面覆盖有土工膜防渗层3，沿土工膜防渗层的周边设有与土工膜相连接的周边连接板4(或齿墙)，并在周边连接板4的下面设置帷幕灌浆5(或固结灌浆)，以形成相对封闭的防渗体系；
[0027]2、在土工膜防渗层3外侧周边与天然库岸1之间按照设计参数进行排水管6的定位，并将通过