摘要：文章以上村海小（一）型水库除险加固为例，重点写土工膜在防渗功能上的运用效果，上村海水库工程施工后防渗效果得到当地政府和群众一致好评，之后土工膜防渗技术得以大量运用在我县小型水库除险加固工程中。
关键词：土工膜 水库 防渗
1 前言
上村海水库位于弥渡县苴力镇苴力村委会东部，属红河流域沅江水系，流域属滇西南亚热带润湿气候区，夏季湿热多雨，冬季干燥少雨，四季分明，受西南季风环流控制。雨季主要受西南季风环流控制，年平均气温16.7℃，最热月平均气温23.5℃，最冷月平均气温11.1℃，极端最高气温34.0℃，极端最低气温－5.9℃，多年平均降雨量788.5mm，最多年降雨量1105.0mm（1986年），最少年降水量512.9.mm（石牌村水库，1988年）。暴雨多集中在7-10月，最大一日降水量104.6mm。多年平均相对湿度68%；多年平均蒸发量2162.3mm。多年平均风速2.2m/s，常年最多风向为西南风，瞬间最大风速为14.6m/s。
1 水库概况
上村海水库总库容25.67万m3，规模为小（2）型，枢纽工程主要建筑物为大坝、输水涵洞及溢洪道，级别均为Ⅴ级。该水库大坝为均质土坝，现状实测坝顶高程1658.80米，库区淤积高程1649.2m，坝脚高程1646.07m，坝高13.8米，库区淤积层厚4.2m，坝顶长167.14米，坝顶宽5.75米。
1.1 水文
上村海水库位于毗雄河支流秧苴力小河中部，流域最高点高程为1800m，水库坝址位置河床高程为1645m，属红河流域，水库集水面积3.735km2，主河道长L=2.66km，主河道平均坡降J=0.02931。
水库地处亚热带气候区，雨季主要受西南季风环流控制，暴雨多集中在7-10月，最大一日降水量104.6mm。洪水由暴雨形成，与暴雨相应，洪水多发生7-10月，具有明显的季节性，由于流域面积小，主河道短，有利于洪水的汇集，加之山高坡陡，暴雨集中，发生的洪水一般为峰高、量小、历时短，呈单峰型的山区河流特性。
1.2 洪水
上村海水库无法进行洪水还原计算，故不能采用流量资料复核设计洪水。水库设计洪水的复核采用暴雨资料途径来进行。根据所采用暴雨资料来源的不同，水库设计洪水计算方法有两种：
⑴查2007年水利部审定的《云南省暴雨统计参数图集》计算；
⑵实测暴雨计算设计洪水。
经计算，上村海设计洪水成果比较见下表。
上村海设计洪水成果比较表
单位：Qmax(m3/s)、W24(万m3)
1.3 泥沙
上村海水库输沙量取查云南省土壤侵蚀图计算成果为设计成果，上村海多年平均输沙量为0.138万m3。
2. 工程地质
上村海水库地处云贵高原西部边缘，横断山脉南段。位于青、藏、滇、缅、印尼“歹”字型构造体系中部之北
北西向构造带，属红河水系；区内出露地层，主要为古生界二迭系上统、中生界三迭系上统罗家大山组、燕山区花岗斑岩。地貌形态为中高山构造剥蚀地貌；工程区地震动峰值加速度为0.2g，相应地震基本烈度为Ⅷ度，区域构造稳定性较差。库区库岸基本稳定；无邻谷渗漏；有淤积。
大坝座落于冲洪积层上，较松散，局部产生渗透变形现象。稳定性较差。
工程所用石料到青石湾石场采购，运距约8km。工程所用过渡料用量不大，可以到河东大桥采购河砂。其他用砂可以到青石湾石场采购机制砂。灌浆所用粘土料到青石湾石场附近取，运距约8 km。
3 工程规模和防洪安全复核
上村海水库工程任务以灌溉为主，兼有防洪等综合功能。本次设计的任务为除险加固，确保大坝安全。
上村海水库放水进口底板高程1647.47m，由于淤积层较厚，现状进口高程1649.5m，考虑淤积问题水库最低运行水位为1651.32m，上村海原正常蓄水位1657.54，除险加固后，正常蓄水位1656.80m，根据新测库容曲线，正常库容为17.80万m3，比原设计正常库容21.48万m3减少了3.68万m3，现有兴利库容为17.68万m3。
3.1 水库的病情
坝体主要病险：大坝上游无护坡，浸蚀、由于坝脚渗漏严重，导致坝脚部分倒塌，坝体渗漏；下游坝面未设排水沟、排水棱体等排水设施，上游无护坡，坡面冲刷严重，冲沟密布，残缺不全，已危及上游坝坡的稳定。输水涵洞主要病险：输水涵洞位于大坝右岸，为坝下涵洞，采用浆砌石城门洞型断面，断面尺寸0.6×1.2m，涵洞长68.37m，底坡i=1/200，涵洞进口底板高程1647.47m，涵洞出口底板高程1645.27m。为浆砌石衬砌，砌体所用砂浆较杂，有水泥砂浆、石灰浆，边墙及拱顶砂浆脱落，大面积出现钙化、潮湿及浸水现象，涵洞底板结构完好，未发现渗漏及变形，涵洞闸门为转盖闸，老化、锈蚀、漏水严重，不能正常运行，威胁大坝安全。溢洪道主要病险：现状溢洪道和大坝同期建成，布置在左坝肩，为开敞式，采用浆砌石衬砌，断面尺寸为2.0×1.6m，全长155.7m，其中：衬砌段长74.3m，其余未衬砌。溢洪道已衬砌段倒塌严重，结构不稳定，由于溢洪道无尾水渠，未能与下游河岸连接，下游冲刷严重，如遇特大暴雨，在水流向源侵蚀的情况下，容易产生滑坡及蹦塌，从而会使河道阻塞，危及大坝安全，不能正常运行。
3.2 除险加固的工程设计
坝体除险加固工程设计：大坝坝顶高程1658.80米，库区淤积高程1649.2m，坝脚高程1646.07m，经坝坡抗滑稳定分析，上游坝坡为1:2.5，下游坡比为1:2.25，坝体采用土工膜斜墙防渗，上游护坡从里至外铺设方式依次为：老坝土（或风化料）—粘土（厚10cm）—土工膜—粘土（厚10cm）—混合砂（厚20cm）—干砌块石（厚20cm），下游坝坡进行植草护坡，下游左右岸坡设排水沟，坝脚设排水沟。涵洞除险加固工程设计：对涵洞进行内衬处理，内衬φ400mm的铸铁管，铸铁管进口为弯管，转弯半径R=3m，铸铁管每段长5m，采用承插式，底部为C15砼底座，并回填C15砼；涵洞为有压管，出口采用φ=400mm的标准闸阀控制岀流。溢洪道除险加固措施为：溢洪道为开敞式溢洪道，根据水文水利分析计算，20年一遇校核洪水位为1658.77m，最大下泄流量为17.30m3/s。溢洪道改道同时废弃老溢洪道，修建尾水渠与河道相连，溢洪道设计长度70.4m，其中进口段长7.5m，宽顶堰长5m，陡槽段长42.5m，坡比分别为11%和54%，消力池长15.4m，溢洪道衬砌材料为C20钢筋砼，陡槽段底部设纵横向排水沟，消力池底部设梅花型排水孔，消力池砍深1.4m。修建尾水渠长25m，衬砌材料选用M7.5浆砌块石。
3.3 除险加固后的工程效果
上村海水库经过除险加固处理后，坝面整齐，坝脚坝体均无渗漏，土工膜防渗效果较好，输水涵洞放水方便，溢洪道能够正常运行，工程处理五年以来，坝脚处的菜地由于没有漏水而改变了种植结构！工程防渗效果得到当地政府和群众的一致好评。
4 结束语
从土工膜防渗技术成功运用在上村海水库，不难发现斜墙土工膜防渗技术具有施工工艺不复杂，坝体扰动小，防渗效果好的特点。通过上村海水库的实践，浅谈下土工膜在施工过程中应注意的几个问题：
①土工膜上下保护层土料选用不含杂质的粘土料，厚度分别为10cm；②禁止施工人员在膜上行走，严禁带火烟蒂与膜接触；③土工膜的搭接宽度不小于10cm，并且焊接要由经过训练的专人操作；④发现渗漏隐患要追查原因，并及时修补处理。
参考文献
【1】张卫东.浅谈小型水库的除险加固中土膜防渗技术的应用.工程技术.2015.5
【2】 刘毅.温明东，土膜防渗技术在水库加固中的应用，水利工程建设, 2012.3.6
论文作者:唐华1,罗桂萍2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/28
标签：溢洪道论文; 涵洞论文; 高程论文; 水库论文; 洪水论文; 大坝论文; 海水论文; 《建筑学研究前沿》2017年第28期论文;