复合土工膜在山丘区水库除险加固设计中如何应用
小型水库除险加固工程初步设计的核心建设内容，主要涵盖挡水、泄水、输水等建筑物及其地基与边坡病险隐患处置，近坝库岸治理，闸门及启闭设备改造，上坝防汛道路维修改造，以及必要的雨水情测报、安全监测和管理设施完善等[2]。本次设计结合丁坑水库实际病险问题，针对性开展除险加固工作，其中核心措施为采用复合土工膜构建防渗体系，同步配套拆除重建放水涵洞、加固溢洪道护砌等工作，通过综合措施实现大坝防渗处理，提升坝体渗流稳定安全系数。
丁坑水库大坝为粘土心墙砂壳坝，坝体填土主要为①₁层碎石土（Qml），填筑质量较差；坝基为②₂层中风化砂岩（Z），属于弱透水层。该大坝经多年运行后，土体自重压密固结效果不佳，其中①层碎石土结构松散、碾压不密实，防渗性能薄弱；同时，坝体填土与坝基结合部位处理不到位，接触面已形成渗漏通道。安全鉴定结论明确，大坝下游坝脚及两侧山体与坝体结合部位存在渗漏现象，需对坝基实施防渗处理，因此，本次设计以复合土工膜为核心，同步开展坝身与坝基防渗处理，通过减小大坝渗漏量、降低坝体浸润线，防范渗透破坏及溃坝风险，全面提升大坝安全稳定性。
丁坑水库大坝最大坝高约16.20m，当前坝身结构存在诸多问题：坝顶道路坑洼不平，坝身断面不规则，上游侧无护坡设施，下游侧无排水系统。结合工程现状，本次针对大坝防渗处理提出三种技术方案并进行综合比选，最终确定以复合土工膜结合坝基混凝土截渗墙的综合防渗方案为最优方案。其余两种方案存在明显局限性：其一为结合上游坝坡改造，回填粘土形成斜墙防渗，该方案需大量粘土料源，而东至县山丘区水库周边无充足粘土，且斜墙底部与基岩结合施工难度大、质量难控制，不可行；其二为在坝顶上游侧布置垂直防渗墙，虽不受库水位影响，但受坝体填土条件复杂及施工场地限制，与两岸山体连接处理难度高，不适配本工程。而复合土工膜结合坝基混凝土截渗墙的方案，可充分发挥复合土工膜质量轻、施工便捷、防渗效果好的优势，结合坝基截渗墙构建完整防渗体系[3]，完全适配本工程实际需求。
复合土工膜结合坝基截渗墙的综合防渗方案，核心是通过复合土工膜与坝基截渗墙的协同作用，构建连续完整的防渗帷幕，实现坝身与坝基的同步防渗。该方案结合大坝护坡工程，先对上游坝坡及库底进行清基处理，优先施工坝前库底截渗墙，将复合土工膜嵌入截渗墙内，上部延伸至坝顶并嵌入混凝土压顶中，在上游侧形成连续完整的防渗帷幕，有效提升坝体防渗性能，使土工膜与岩基形成整体，进一步强化防渗效果。
作为本次防渗设计的核心材料，复合土工膜是新型土工合成材料，不仅防渗性能优良，还具备质量轻、抗变形能力强、抗拉强度高的物理特性；同时，其运输便捷、施工操作简单、施工周期短，能够有效降低施工难度与成本[5]，适配丁坑水库大坝的施工条件与防渗需求。
该方案具体布置如下：大坝坝顶至坝脚采用复合土工膜进行防渗处理，坝基采用混凝土截渗墙防渗，将表层强风化岩石按1∶1.5的坡度开挖至不透水层，截渗墙伸入岩基不透水层以下1.2m。大坝坝顶设置混凝土压顶，底部设置混凝土截渗墙，施工时需将复合土工膜嵌入压顶及截渗墙内再进行浇筑；复合土工膜与放水涵洞、溢洪道等建筑物采用物理连接方式，通过螺栓配合钢压条固定，钢压条与土工膜之间设置橡胶垫片，最终使整个大坝形成半封闭不透水防渗结构体[6]，确保防渗效果稳定可靠。
