用于新建土坝及用于根治病险土坝的土工膜防渗排水系统的制作方法

本发明涉及水利技术领域，特别是用于新建土坝及用于根治病险土坝的土工膜防渗排水系统。

背景技术：

传统的用于新建土坝及用于根治病险土坝的土工膜防渗排水系统，其原理都是基于将坝体迎水面内设有土工膜的斜墙视为理想化的一堵整体的、不透水的截水斜墙，该斜墙把库水与原坝体隔开，从而阻止水库水渗入坝体，坝内的浸润线大幅度下降，坝后的渗流量极大的减少，完全是靠“堵”发挥着作用。

采用这样技术的用于新建土坝及用于根治病险土坝的土工膜防渗排水系统在土工膜完全隔水的理想化前提下当然可以使用，但因为水是无孔不入的，所以实际工程中这堵斜墙并不是绝对不透水的。在土工膜局部破孔渗水时，如无完善的膜下渗水的排水系统，现有技术的用于新建土坝及用于根治病险土坝的土工膜防渗排水系统使用效果还不够理想。

技术实现要素：

为克服现有的基于土工膜工艺的土坝防渗结构技术的不足，本发明提供一种结构更合理、具有完善的膜下渗水的排水系统，使用效果更理想的用于新建土坝及用于根治病险土坝的土工膜防渗排水系统。

本发明为达到上述技术目的所采用的技术方案是：用于根治病险土坝的土工膜防渗排水系统，包括铺设在土坝迎水坡面上的水泥土护层、铺设在水泥土护层上的砂垫层、铺设在砂垫层上的土工膜、铺设在土工膜上的土工布、铺设在土工布上的膜上防护层；土坝迎水坡面上间距设置有多道抗滑槽；所述的抗滑槽兼作排水槽；土坝迎水面沿坡脚设置有一道混凝土截水墙，截水墙体内的一侧部设置有集水池；排水槽与集水池上部连通，集水池下部通过水平设置的坝底排水管穿过土坝底部连通至土坝的排水棱体外；砂垫层包括铺设在水泥土护层上的粗砂垫层和铺设在粗砂垫层上的细砂垫层；膜上防护层包括从上到下依次设置的面护层、中护层、粘性土壤层。

所述的水泥土护层、砂垫层、土工膜、土工布四者均是沿土坝迎水坡面与各排水槽体共同构成的曲面铺设的；所述的排水槽的设置分布为每升高3m坝高设置一道排水槽；所述的排水槽沿土坝迎水坡面的横向设置有i＝0.6％的坡度，各排水槽的斜坡朝向设置有集水池的一侧下倾，各排水槽的斜坡末端处的排水槽底面与土工膜的下方间均设有三通接头，各三通接头的中间旁路口作为坡侧排水接头插设在对应的排水槽内，三通接头的两直通口通过对应直管依次串接后整体作为坡侧排水汇流管，坡侧排水汇流管的底端口与集水池上部连通；所述的粗砂垫层的铺设厚度是10cm；所述的细砂垫层的铺设厚度是10cm。

所述的面护层是干砌块石护坡层；所述的中护层是片石垫层。

所述的面护层是混凝土板护坡层，混凝土板护坡层所用混凝土板的规格是40×60×6cm；所述的中护层是砂卵石垫层，砂卵石垫层的厚度是10cm。

所述的坝底排水管的出口端上设有水表；所述的土坝迎水坡面的坡度是1∶2-2.25；所述的面护层上表面的坡度是1∶2-2.25。

用于新建土坝的土工膜防渗排水系统，包括铺设在粘性斜墙土坝迎水坡面上的水泥土护层、铺设在水泥土护层上的砂垫层、铺设在砂垫层上的土工膜、铺设在土工膜上的土工布、铺设在土工布上的膜上防护层；土坝迎水坡面上间距设置有多道抗滑槽；所述的抗滑槽兼作排水槽；土坝迎水面沿坡脚设置有一道混凝土截水墙，截水墙体内的一侧部设置有集水池；排水槽与集水池上部连通，集水池下部通过水平设置的坝底排水管穿过土坝底部连通至土坝的排水棱体外；砂垫层包括铺设在水泥土护层上的粗砂垫层和铺设在粗砂垫层上的细砂垫层；膜上防护层包括从上到下依次设置的面护层、中护层、粘性土壤层；所述的截水墙前与截水墙间距设置有坡角截渗墙；所述的面护层的坡脚设置在坡角截渗墙上，所述的面护层的表面坡度是1∶2-2.25；所述的水泥土护层的表面坡度是1∶1.5。

所述的水泥土护层、砂垫层、土工膜、土工布四者均是沿土坝迎水坡面与各排水槽体共同构成的曲面铺设的；所述的排水槽的设置分布为每升高3m坝高设置一道排水槽；所述的排水槽沿土坝迎水坡面的横向设置有i＝0.6％的坡度，各排水槽的斜坡朝向设置有集水池的一侧下倾，各排水槽的斜坡末端处的排水槽底面与土工膜的下方间均设有三通接头，各三通接头的中间旁路口作为坡侧排水接头插设在对应的排水槽内，三通接头的两直通口通过对应直管依次串接后整体作为坡侧排水汇流管，坡侧排水汇流管的底端口与集水池上部连通；所述的粗砂垫层的铺设厚度是10cm；所述的细砂垫层的铺设厚度是10cm。

所述的面护层是干砌块石护坡层；所述的中护层是片石垫层。

所述的面护层是混凝土板护坡层，混凝土板护坡层所用混凝土板的规格是40×60×6cm；所述的中护层是砂卵石垫层，砂卵石垫层的厚度是10cm。

所述的坝底排水管的出口端上设有水表。

本发明的有益效果是：

对于病险土坝由于所述的抗滑槽兼作排水槽；土坝迎水面沿坡脚设置有一道混凝土截水墙，截水墙体内的一侧部设置有集水池；排水槽与集水池上部连通，集水池下部通过水平设置的坝底排水管穿过土坝底部连通至土坝的排水棱体外；砂垫层包括铺设在水泥土护层上的粗砂垫层和铺设在粗砂垫层上的细砂垫层；膜上防护层包括从上到下依次设置的面护层、中护层、粘性土壤层。

对于新建土坝除了上述的结构，在所述的截水墙前与截水墙间距设置有坡角截渗墙；所述的面护层的坡脚设置在坡角截渗墙上，所述的面护层的表面坡度是1∶2-2.25；所述的水泥土护层的表面坡度是1∶1.5。

因此，当土工膜12施工时连接处有缺陷或使用过程中有破损造成库水渗入土工膜12的膜下时，会被设有横向坡度的各级排水槽4快速疏排至坡侧排水汇流管14，对应级排水槽4未被排尽的膜下渗水也会沿砂垫层7导流至下一级的排水槽4继续加以疏排，总之吃水线以下任何部位的膜下渗水都会被纵横向设置的排水系统快速地汇集到集水池2并通过坝底排水管3排出至坝的背水坡一方，这样就可确保土坝的浸润线低平乃至完全消除浸润线，通过“堵”与“疏”的结合，确保土坝的安全。使用效果更理想。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。其中：

图1是用于根治病险土坝的土工膜防渗排水系统的整体示意图；

图2是用于根治病险土坝的土工膜防渗排水系统中的一个视向的剖面示意图；

图3是图2中的局部放大示意图；

图4是用于新建土坝的土工膜防渗排水系统的示意图；

图5是用于新建土坝的土工膜防渗排水系统中的一个视向的局部剖面示意图；

图6是本发明中的膜下排水汇流示意图；

图7是本发明中的坡侧排水汇流管部分的示意图。

附图中的标记编号说明如下：截水墙1、集水池2、坝底排水管3、排水槽4、排水棱体5、水表6、砂垫层7、面护层8、中护层9、粘性土壤层10、土工布11、土工膜12、坡侧排水接头13、坡侧排水汇流管14、水泥土护层15、土坝迎水坡面16、坡角截渗墙17

具体实施方式

本发明的实施例1，如图1、图2、图3、图6、图7所示，用于根治病险土坝的土工膜防渗排水系统，包括铺设在土坝迎水坡面16上的水泥土护层15、铺设在水泥土护层15上的砂垫层7、铺设在砂垫层7上的土工膜12、铺设在土工膜12上的土工布11、铺设在土工布11上的膜上防护层；土坝迎水坡面16上间距设置有多道抗滑槽；所述的抗滑槽兼作排水槽4；土坝迎水面沿坡脚设置有一道混凝土截水墙1，截水墙1体内的一侧部设置有集水池2；排水槽4与集水池2上部连通，集水池2下部通过水平设置的坝底排水管3穿过土坝底部连通至土坝的排水棱体5外；砂垫层7包括铺设在水泥土护层15上的粗砂垫层和铺设在粗砂垫层上的细砂垫层；膜上防护层包括从上到下依次设置的面护层8、中护层9、粘性土壤层10。

所述的水泥土护层15、砂垫层7、土工膜12、土工布11四者均是沿土坝迎水坡面16与各排水槽4体共同构成的曲面铺设的；所述的排水槽4的设置分布为每升高3m坝高设置一道排水槽4；所述的排水槽4沿土坝迎水坡面16的横向设置有i＝0.6％的坡度，各排水槽4的斜坡朝向设置有集水池2的一侧下倾，各排水槽4的斜坡末端处的排水槽4底面与土工膜12的下方间均设有三通接头，各三通接头的中间旁路口作为坡侧排水接头13插设在对应的排水槽4内，三通接头的两直通口通过对应直管依次串接后整体作为坡侧排水汇流管14，坡侧排水汇流管14的底端口与集水池2上部连通；所述的粗砂垫层的铺设厚度是10cm；所述的细砂垫层的铺设厚度是10cm。

所述的面护层8是干砌块石护坡层；所述的中护层9是片石垫层。

所述的面护层8是混凝土板护坡层，混凝土板护坡层所用混凝土板的规格是40×60×6cm；所述的中护层9是砂卵石垫层，砂卵石垫层的厚度是10cm。

所述的坝底排水管3的出口端上设有水表6；所述的土坝迎水坡面16的坡度是1∶2-2.25；所述的面护层8上表面的坡度是1∶2-2.25。

本发明的实施例2，如图4、图5、图6、图7所示，用于新建土坝的土工膜防渗排水系统，包括铺设在粘性斜墙土坝迎水坡面16上的水泥土护层15、铺设在水泥土护层15上的砂垫层7、铺设在砂垫层7上的土工膜12、铺设在土工膜12上的土工布11、铺设在土工布11上的膜上防护层；土坝迎水坡面16上间距设置有多道抗滑槽；所述的抗滑槽兼作排水槽4；土坝迎水面沿坡脚设置有一道混凝土截水墙1，截水墙1体内的一侧部设置有集水池2；排水槽4与集水池2上部连通，集水池2下部通过水平设置的坝底排水管3穿过土坝底部连通至土坝的排水棱体5外；砂垫层7包括铺设在水泥土护层15上的粗砂垫层和铺设在粗砂垫层上的细砂垫层；膜上防护层包括从上到下依次设置的面护层8、中护层9、粘性土壤层10；所述的截水墙1前与截水墙1间距设置有坡角截渗墙17；所述的面护层8的坡脚设置在坡角截渗墙17上，所述的面护层8的表面坡度是1∶2-2.25；所述的水泥土护层15的表面坡度是1∶1.5。

所述的水泥土护层15、砂垫层7、土工膜12、土工布11四者均是沿土坝迎水坡面16与各排水槽4体共同构成的曲面铺设的；所述的排水槽4的设置分布为每升高3m坝高设置一道排水槽4；所述的排水槽4沿土坝迎水坡面16的横向设置有i＝0.6％的坡度，各排水槽4的斜坡朝向设置有集水池2的一侧下倾，各排水槽4的斜坡末端处的排水槽4底面与土工膜12的下方间均设有三通接头，各三通接头的中间旁路口作为坡侧排水接头13插设在对应的排水槽4内，三通接头的两直通口通过对应直管依次串接后整体作为坡侧排水汇流管14，坡侧排水汇流管14的底端口与集水池2上部连通；所述的粗砂垫层的铺设厚度是10cm；所述的细砂垫层的铺设厚度是10cm。

所述的面护层8是干砌块石护坡层；所述的中护层9是片石垫层。

所述的面护层8是混凝土板护坡层，混凝土板护坡层所用混凝土板的规格是40×60×6cm；所述的中护层9是砂卵石垫层，砂卵石垫层的厚度是10cm。

所述的坝底排水管3的出口端上设有水表6。

补充说明：本发明设计的新建土坝指的是粘土斜墙坝，在新建土坝的防渗加固工程中其土工膜12膜上防渗、膜下排水的防渗体结构是布设在坝内粘土斜墙背部。以往的土坝防渗工程，由于没有在防渗体中的土工膜12下设置一套完整的纵、横向排水体系，导致防渗工程竣工后，土坝坝体内仍存在高低不同的浸润线，也就是水库中的水仍渗入坝体，从而产生渗透破坏，威胁土坝安全。这种在土坝土工膜防渗加固工程中把抗滑槽和膜下纵横向排水槽4布置在一起使各排水槽4间分别形成各自独立的防渗排水子系统这就使得两槽间一旦出现膜破孔引起的渗漏也不会影响整个土坝的防渗效果，而且在工程管理中也能及时发现、及时处理。

本发明的设计可实现：当土工膜12施工时连接有缺陷或使用过程中有破损造成库水渗入土工膜12的膜下时，会被纵横向设置的排水系统快速地汇集到集水池2并通过坝底排水管3排出至坝的背水坡一方，可确保土坝的浸润线低平乃至完全消除浸润线，土坝浸润线的监控可通过在坝身的多个适当处设置浸润线观测管及配套装置来实现。本发明通过“堵”与“疏”的结合，确保土坝的安全。

本发明的技术机理既是根治病险土坝的纲，也是预防新建土坝产生新的病险库的纲。用于坝底排水管3的规格可用Φ100的排水管3，根治病险土坝时坝底排水管3的设置可用ZT-32型非开挖铺管钻机施工，新建土坝的坝底排水管3的设置则可采用岸边预埋。