如果用粘接劑將膜牢牢粘貼在瀝青混凝土斜墻或混凝土面板上,膜斷裂時(shí)都不會(huì)滑移,斜墻限制了它的伸長變形。給斜墻上鋪膜時(shí)斜墻上是沒有裂縫的,當(dāng)水庫蓄水斜墻受水壓力作用,在水壓力足夠大時(shí),因斜墻堆石基礎(chǔ)沉陷變形,斜墻抗拉強(qiáng)度低,伸長變形小,允許拉應(yīng)變僅為1%,當(dāng)斜墻變形超過瀝青混凝土斜墻或混凝土面板的允許變形時(shí),斜墻開裂,產(chǎn)生裂縫。由于在裂縫處,膜的初始長度為零,因而在斜墻裂縫處膜的應(yīng)變和應(yīng)力是比較大的,應(yīng)該設(shè)法避免這種情況發(fā)生。
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復(fù)合土工膜如果用噴射混凝土或現(xiàn)澆混凝土,約束嵌固了膜,從理論上來說只要混凝土保護(hù)層出現(xiàn)裂縫,膜就可能斷裂。與瀝青混凝土斜墻不同的是,混凝土受拉和適應(yīng)變形能力差,混凝土保護(hù)層更易出現(xiàn)裂縫,再則膜在保護(hù)層下面,對(duì)膜更不利。但根據(jù)有關(guān)規(guī)定,復(fù)合土工膜保護(hù)層可采用噴射混凝土或現(xiàn)澆混凝土,中間不需設(shè)其它墊層。對(duì)于較高的堆石壩,經(jīng)研究表明,斜墻上的復(fù)合土工膜承受的拉力較大,安全系數(shù)偏低,需選較厚的復(fù)合土工膜,也可以根據(jù)不同的部位選擇不同厚度的復(fù)合土工膜。
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復(fù)合土工膜與斜墻間排氣:
為了適應(yīng)壩體不均勻沉陷,避免薄膜破裂,鋪膜時(shí)膜要松弛,由于混凝土面板或?yàn)r青混凝土斜墻密封不透氣,所以膜下空間被空氣占據(jù)。當(dāng)水庫蓄水后,水從膜施工缺陷的地方滲入膜下面,一部分空氣可能從復(fù)合土工膜的缺陷中跑出,另一部分仍存在膜下并被壓縮,完好部分膜下面的空氣亦被壓縮。水庫水位降落時(shí),如果復(fù)合土工膜背后排水管排水不暢,則膜后水位將高出庫水位,水壓力有可能將膜頂起或頂破,解決此問題一方面要加強(qiáng)排水,另一方面要排氣。
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一般在壩坡上沿壩軸線方向每隔20m留一排1m寬排氣道,排氣道處復(fù)合土工膜與斜墻不用粘接劑粘貼,并將復(fù)合土工膜有意拱起,以形成通道。當(dāng)水庫蓄水時(shí),庫水位抬高,水壓力作用在復(fù)合土工膜上,壓縮復(fù)合土工膜下的空氣,空氣向上跑,通過排氣通道,經(jīng)“煙窗”排到大氣中。“煙窗”緊貼防浪墻內(nèi)邊布置,高出洪水位,為防雨水倒灌,煙窗頂端裝設(shè)向下的彎頭,“煙窗正對(duì)排氣道”,沿壩軸線間距亦為20m。
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一般防滲工程中的復(fù)合土工膜都是鋪設(shè)在散粒土體上,而堆石壩在瀝青混凝土斜墻或混凝土面板上鋪設(shè)復(fù)合土工膜有自己的特點(diǎn),既有其有利的一面也有其不利的一面,在設(shè)計(jì)中盡量揚(yáng)長避短,發(fā)揮利用其有利因素,盡量減少不利方面的影響。
(1)瀝青混凝土斜墻或混凝土面板是鋪膜的難得的好基面,它表面平整、光滑、較之散粒土體粒徑小,不易墊破復(fù)合土工膜。
(2)如果將復(fù)合土工膜不用粘接劑粘接而直接鋪設(shè)在斜墻上,土工膜在一定范圍可伸長變形,這一點(diǎn)無異于將膜鋪在散粒土基上。但因膜上水壓力大,膜與基面摩擦力對(duì)膜的變形范圍有一定限制。有一點(diǎn)不同的是斜墻既有均勻變形也有集中變形(裂縫塌坑),而土基一般是緩變的。
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(3)如用粘接劑將復(fù)合土工膜牢牢粘貼在瀝青混凝土或混凝土面板上,此時(shí)粘接力大于或等于復(fù)合土工膜的拉力,膜的伸長變形受到斜墻的約束和限制,此時(shí)復(fù)合土工膜伸長變形大的優(yōu)勢(shì)將不能充分發(fā)揮,這一點(diǎn)對(duì)工程非常不利,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求避免,即盡量不用粘接劑,如果必需則應(yīng)使粘接劑的粘結(jié)力小于膜本身的拉力,當(dāng)膜即將拉斷破壞時(shí),膜能沿著斜墻滑移錯(cuò)動(dòng)。
(4)目前瀝青混凝土斜墻或混凝土面板的設(shè)計(jì),主要從控制滲透流量和抵抗水壓力的抗彎強(qiáng)度兩個(gè)方面考慮,對(duì)于承受較高水頭的斜墻其厚度主要受后者控制。復(fù)合土工膜只能受拉而不能抗彎,即鋪膜不能提高斜墻承載力,所以將來斜墻仍可能產(chǎn)生裂縫。但如處理得當(dāng),復(fù)合土工膜可在斜墻一定寬度裂縫處不斷裂,這樣就可以起到防滲作用。
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