土工膜施工现场其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道,以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形;而无纺布亦是一种高分子短纤维化学材料。
鉴于复合土工膜部分现场观测成果合成材料在工程应用中具有一定的抗老化能力,故有些国家的某些文件中对其使用年限作了较为宽限的规定,如前苏联BCH07-74《土石坝应用聚乙烯防渗结构须知》中规定,聚乙烯土工膜可用于使用年限不**过50年的建筑物。奥地利林茨公司发表的'聚丙烯复合土工膜土工合成材料的长期性状'一文中的结论写道:'对聚丙烯的15年以上的现场应用经验表明,哪里的土工膜好,它们的化学和生物稳定性高;织物的损坏是在施工中;铺设以后没有大变化;……可预期**过*的稳定性。
复合土工膜的防渗效果取决于施工中和运行过程中塑料膜的完好程度,为了防止人畜践踏,动植物破坏以及减少光热作用,由于它们是高分子化纤聚合物,优质土工膜,故应特别避免阳光的直接照射,所以复合土工膜上应铺保护层。
保护层的颗粒直径不能太大,否则会刺破复合土工膜,一般对保护层的颗粒直径大小要按下式进行近似估算。
d--保护层土料的大颗粒直径;
k--安全系数,本工程取k=5;
[σ]--复合土工膜的抗拉允许强度[σ]=5.5Mpa;
p--承受水头,取P=0.1Mpa;
--复合土工膜厚度,取 =0.2mm(为塑膜厚度)。
将上述各数据代入上式得:
为了安全起见,南昌土工膜,要求实际土料大颗粒直径d不大于6mm,故本工程采用筛制的粉质粘土,其它要求与坝体土料填筑要求一样。保护层取200mm,下面100mm用筛制土,上面100mm用非筛制土。对非筛制土,应挑出较大石块等其它杂物。
因为坝坡面是挡水建筑物,要承受风浪压力,所以必须要有护面措施,本工程设计采用干砌大块石护面。
护面块石必须坚硬、密实、能长期耐风化,并有一定有重量个体,能够承受风浪压力及水流冲刷力的作用。
护面块石的重量及Q及护面厚度参照《堤防工程设计规范》GB50286-98)中附录D.3的方法确定。
计算公式:
式中:Q--主要护面层护面块石个体质量(t)
rb--人工块石的重度(KN/m3) rb=24KN/m3
r--水的重度 r=10KN/m3
H--设计坡高 H=
KD--稳定系数,KD=5.5
t--块石护面层厚度
n--护面块石层数n=1
c--系数 c=1.4
m--斜坡坡度
经计算:Q=48kg,t=0.29m,取干砌块石护面厚度t=0.3m。
为防止风浪水流将坝壳保护层粘土颗粒带走,在块石护面下铺设厚度为0.1m的碎石(砂砾石)作垫层兼反滤层。