复合土工膜在引黄闸防渗中的应用

涵洞式水闸是黄河上常见的水工建筑物。 应包括门前、门室、涵洞的铺装。闸室前设有垫料 可以增加渗流路径的长度，减小坡度。它通常用混凝土和粘合剂覆盖。 土层有两种类型。在实际应用中，锁室本身质量较大， 再加上路堤填筑对闸室产生的推力，使闸室底板与闸室接触。 层理缝处常发生不均匀沉降。黄河涵闸建设 在疏浚检查中发现大部分涵闸存在不均匀沉降现象[1]。工程经验 试验表明，黄河上修建的涵洞闸室前20年来累计不均匀沉降 落差一般为10～20厘米，超过了规范的允许值。混凝土摊铺 刚度高，在不均匀沉降时能承受较大的弯矩，容易造成损坏。 粘土层理刚度低，变形协调能力强，但存在不均匀沉降问题。 由于底板沉降，会发生剪切破坏。混凝土或粘土铺装 盖板破裂损坏后，涵洞渗流路径会缩短，导致水力梯度增大。 大，在上游水头作用下，易引起突水和管涌，使闸室掏空， 涵洞的基础严重时还可能影响路堤的安全。因此，在工程 时机将考虑在底板下方设置混凝土摩擦桩或端承桩。在底部 在板下设置桩基可有效减少闸室沉降，但板下土体 本体不再受到上方重力的压实，并长期在渗透作用下 很容易出现空鼓现象。此外，不少工程盲目满足承载力要求。 需求，导致使用过多的桩基础进行地基处理，水泥桩成本较高，增加 增加了建设成本[2]。 土工膜防渗性能好，施工简单，成本低。人们对其进行了 30 多年的研究。 在研究和实践中，其应用越来越普遍，其构建方法也日趋成熟。 成熟[3-4]。例如：张马涵闸采用土工膜真空结合预压加固 软地基[5]；韩东庄、孙东涵门前的铺装采用了重建时的土。 工业膜是防渗的，敷设范围为原覆盖长度。经过结构分析后， 该土工膜解决方案经济、防渗效果好[6]；盛丰涵闸采用 400克/平方米 无纺土工布铺贴结合混凝土防渗墙防水 渗透性设计[7]。但在此类工程中，均采用复合土工膜作为防渗体。 设计中未考虑床层与闸室底板连接处的不均匀沉降。 闸门基板与覆盖物连接处复合土工膜应力的影响 变形状态是什么，最大应力变形在哪里，复合土工膜是否 能够安全运行，尚未进行系统分析。 本文重点研究引黄闸室底板与层理之间的不均匀沉降现象。 拟采用复合土工膜作为闸室底板和闸门前覆盖物。 简单介绍了土工膜与复合土工膜之间的防渗结构。 利用ABAQUS建立涵洞闸门三维模型。涵洞闸门采用复合土工膜制作。 + 以粘土毯作为防渗体研究复合土工膜的应力变形 的现状，为复合土工膜应用于铺面与闸基础的连接提供了可靠的基础。 可行性依据并提出相应的优化设计方法。

土工膜防渗体的优点 (1)土工膜的渗透系数为10-11厘米/秒，比粘土的渗透系数小得多。 渗透系数（10-8 cm/s）和混凝土渗透系数（10-7 cm/s），完整 完全可以满足普通涵洞闸室底板与上游路面的联合防护要求。 穿透力要求。 (2)复合土工膜+粘土铺贴组合结构阻力不均匀 沉降能力强。一方面，粘土可以起到防渗作用；另一方面， 作为缓冲垫，可以保护复合土工膜不被碎石尖角刺破。 双保险功能。同时复合土工膜的极限伸长率为300% 综上所述，其抗变形能力远远超过粘土和混凝土[4]。 (3)复合土工膜+粘土覆盖层组合防渗结构施工成本低。 门口处可开挖粘土，复合土工膜综合单价约为 30元/平方米 ，这比使用大量粘土和混凝土来防止渗漏的成本要高得多。 减少。 (4)施工方便。抽水蓄能电站路堤复合土工膜 广泛应用于堆石坝的面部防护和面罩。施工技术已比较成熟并得到广泛应用。 膜焊接保证率高。粘土复合土工膜在防渗施工中的应用 复合土工膜所需工程量小，仅连接上下游闸板底板。 位置铺设；复合土工膜与混凝土连接处不设置上垫层。 它可以简化土工膜的铺设过程。

土工膜防渗体结构设计 防渗体的结构设计充分考虑了盖板与闸门底板的连接。 不均匀沉降对防渗结构的影响，采用复合土工膜+粘合剂 覆土组合防渗结构形式。复合土工膜可用于垫层 因不均匀沉降而产生裂缝时，通常要防止渗水。 复合土工膜防渗体方案设计：上游复合土工膜 连接至粘土路面锚固槽，下游至混凝土底板膨胀螺栓 锚固连接形成局部密封防渗系统；以保证土工膜的运行 安全，土工膜垂直铺设在与砂浆石基层保护的连接处 铺装防渗结构包括0.4m厚砂浆砌体底层防护、0.2m厚 壤土，0.3m厚的粘土。 复合土工膜防渗结构：上游复合土工膜结合铺贴 防渗结构，0. 4m砂浆砌筑保护层，防止水对上部填料的侵蚀 层; 0.2m壤土作为垫层，防止施工过程中砂浆砌体对土壤的冲击。 工业膜损坏；下层为0.3m厚的粘土。下游复合土工膜 与混凝土地面直接接触，无上垫层，下垫层0.3m 细沙垫层。 土工膜防渗结构缝设计：复合土工膜与建筑物 接头被密封。用于连接预制混凝土门基板 连接时，采用膨胀螺栓进行锚固；上游与底层的连接采用开放式 挖锚固沟，然后浇注普通混凝土并固定复合土工膜。