適用于土工膜防滲的膜后排水裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于土工膜防滲的膜后排水裝置，包括設(shè)置于壩體上的第一土工膜，所述第一土工膜上設(shè)有開孔，在所述開孔下方設(shè)有反濾土工布，所述反濾土工布的尺寸大于所述開孔，所述開孔上方覆蓋有第二土工膜，所述第二土工膜的尺寸大于所述開孔，且頂端與所述第一土工膜連接，所述第二土工膜上放置有蓋板。本發(fā)明的膜后排水裝置防滲效果良好，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，具有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】適用于土工膜防滲的膜后排水裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水利工程領(lǐng)域，具體涉及一種適用于土工膜防滲的膜后排水裝置，以及適用于土工膜防滲的膜后排水方法。

【背景技術(shù)】
[0002]一般來說，已建水庫的滲漏處理原則是“上堵下排”。“上堵”措施可分為三大類:水平防滲、迎水坡斜坡防滲和壩身垂直防滲。水平防滲包括粘土水平鋪蓋和水下拋土等；迎水坡斜坡防滲包括粘土貼坡、坡面鋼筋網(wǎng)混凝土防滲等；垂直防滲包括壩體灌漿、混凝土防滲墻、高壓定向噴射板墻、粘土截水墻、壩頂開槽并鋪設(shè)土工膜直立防滲等。這些防滲方案的工程投資較大，相比而言，土工膜防滲技術(shù)具有造價(jià)低、施工工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備少、施工速度快、防滲性能好且能適應(yīng)壩體變形、耐腐蝕、不怕鼠、白蟻破壞等優(yōu)點(diǎn)，因此，近60年來，土工膜已在渠道防滲、病險(xiǎn)水庫防滲加固、庫盤防滲、施工圍堰、堤圍等數(shù)萬座不同類型的水利工程及抗洪搶險(xiǎn)中獲得廣泛應(yīng)用。
[0003]土工膜是具有高阻水防滲功能(滲透系數(shù)k彡I X 10_lclcm/s)的土工合成材料，采用壩坡鋪設(shè)土工膜防滲投資較少，防滲效果良好，但在滲透系數(shù)lX10_4cm/s的均質(zhì)土壩或曾進(jìn)行過灌漿加固的土壩中，采用壩坡鋪設(shè)土工膜防滲方案時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)土工膜膜下或膜后滲透水排水困難的問題，當(dāng)庫水位下降時(shí)會(huì)引起膜鼓脹甚至脹破由此引起護(hù)坡失穩(wěn)和防滲失效的危險(xiǎn)。正因如此，嚴(yán)重制約了土工膜在土壩防滲中的應(yīng)用。
[0004]根據(jù)土工膜防滲工程技術(shù)的相關(guān)規(guī)范，一般采用兩種方法解決，第一種是采用膜上加蓋重的方法，這種方法簡(jiǎn)便易行，但一方面增加了護(hù)坡投資，另一方面掩蓋了土工膜脹破的隱患；另一種是設(shè)置排水管道或采用一種類似“逆止閥”結(jié)構(gòu)的裝置。排水管道效果較好，但布置上工程投資較大。而實(shí)踐證明逆止閥造價(jià)高，長(zhǎng)期效果也欠佳。
[0005]因此，迫切需要尋求一種簡(jiǎn)單、穩(wěn)妥又經(jīng)濟(jì)可行的膜后排水方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、防滲排水效果好的膜后排水裝置，該膜后排水裝置適用于土工膜防滲。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種適用于土工膜防滲的膜后排水方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]一種適用于土工膜防滲的膜后排水裝置，包括設(shè)置于壩體上的第一土工膜，所述第一土工膜上設(shè)有開孔，在所述開孔下方設(shè)有反濾土工布，所述反濾土工布的尺寸大于所述開孔，所述開孔上方覆蓋有第二土工膜，所述第二土工膜的尺寸大于所述開孔，且頂端與所述第一土工膜連接，所述第二土工膜上放置有蓋板。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的膜后排水裝置，優(yōu)選地，所述第二土工膜為復(fù)合土工膜，更優(yōu)選地，所述復(fù)合土工膜為兩布一膜。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的膜后排水裝置，優(yōu)選地，所述第二土工膜的頂端通過焊接與所述第一土工膜連接。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的膜后排水裝置，優(yōu)選地，所述第二土工膜的底端和兩側(cè)邊不與所述第一土工膜連接。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的膜后排水裝置，優(yōu)選地，所述蓋板為混凝土預(yù)制塊蓋板。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的膜后排水裝置，優(yōu)選地，所述膜后排水裝置設(shè)置于壩前坡。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的膜后排水裝置，優(yōu)選地，所述膜后排水裝置設(shè)置于壩前坡的中下部位置。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的膜后排水裝置，優(yōu)選地，所述開孔為圓孔。
[0017]我們?cè)陂L(zhǎng)期的實(shí)踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn):
[0018](I) 土工膜連接以及土工膜和周邊接觸邊界的處理是土工膜防滲技術(shù)的關(guān)鍵工序，但一般難以完全天衣無縫，不可避免會(huì)存在瑕疵，由此，會(huì)帶來一定量的膜后滲水；
[0019](2)壩頂及兩側(cè)也有部分滲水沿土壩壩體滲漏至膜下；
[0020](3)當(dāng)水庫水位驟降時(shí)，壩體中部分水量將流向上游，會(huì)沿土工膜順流至壩坡中下游位置，當(dāng)壩體疏松或布設(shè)有水平排水時(shí)，這些滲水可以排除至壩后，但當(dāng)壩體滲透系數(shù)k ( I X 10_4cm/s或曾進(jìn)行過灌漿加固的土壩，此時(shí)，這些滲水就在壩前坡中下部位置的膜下積聚，并出現(xiàn)土工膜鼓脹的問題。如果此時(shí)含有少量氣體時(shí)，鼓脹的影響會(huì)更大。
[0021](4) 土工膜鼓脹后會(huì)撐裂護(hù)坡混凝土，土工膜脹破后如不及時(shí)修復(fù)，土工膜整體防滲效果就受到嚴(yán)重的影響。
[0022]經(jīng)綜合分析，本發(fā)明采用了膜后排水的方法，正常情況下蓋板(優(yōu)選混凝土預(yù)制塊蓋板)壓住第二土工膜覆蓋住開孔，和防滲第一土工膜緊貼，使外面的水難以進(jìn)入壩體；當(dāng)膜下水壓力高于膜上外水壓力時(shí)，第二土工膜在水壓作用下，以縫隙方式打開，膜下滲水及氣體排出。
[0023]本發(fā)明的膜后排水裝置尤其適用于解決滲透系數(shù)k彡lX10_4cm/s的均質(zhì)土壩或曾進(jìn)行過灌漿加固的土壩中，采用壩坡鋪設(shè)土工膜防滲方案的膜后排水問題。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的膜后排水裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，防滲排水效果好，使用安全方便，成本低廉。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明的膜后排水裝置安裝在大壩上的位置示意圖。
[0026]圖2是本發(fā)明的膜后排水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
[0028]如圖1和圖2所示，本發(fā)明將結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行說明，本發(fā)明的適用于土工膜防滲的膜后排水裝置10通常設(shè)置于壩體上，特別是設(shè)置于壩前坡的中下部位置(滲水往往在壩前坡中下部位置的膜下積聚，如圖1所示)。根據(jù)實(shí)際需要，本發(fā)明的膜后排水裝置10可以采用多個(gè)聯(lián)用，提高防滲效果。
[0029]本發(fā)明的膜后排水裝置10包括第一土工膜2，第一土工膜2設(shè)置于壩體3上，該第一土工膜2可以是適用于土工防滲領(lǐng)域的任何土工膜。第一土工膜2上設(shè)有開孔4，在開孔4的下方設(shè)有反濾土工布5，反濾土工布5的尺寸大于開孔4，開孔4的上方覆蓋有第二土工膜6，該第二土工膜6的尺寸大于開孔4，且第二土工膜6的頂端(即水平位置較高的一端)與第一土工膜2相連接，從而形成可開啟的門狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)膜下水壓力高于膜上外水壓力時(shí)，第二土工膜在水壓作用下，以縫隙方式打開，膜下滲水及氣體排出。
[0030]優(yōu)選地，第二土工膜的底端和兩側(cè)邊不與所述第一土工膜連接，第二土工膜6的頂端通過焊接與第一土工膜2連接。優(yōu)選地，所述第二土工膜為復(fù)合土工膜，更優(yōu)選地，所述復(fù)合土工膜為兩布一膜(一種以塑料薄膜作為防滲基材，與無紡布復(fù)合而成的土工防滲材料，結(jié)構(gòu)為外層為土工布，中間為防滲膜)。
[0031]第二土工膜6上還放置有蓋板7，在正常情況下蓋板7由于自身重量，壓住第二土工膜6，使其覆蓋住開孔4，和鋪設(shè)在壩體上防滲的第一土工膜2緊貼，使外面的水難以進(jìn)入壩體。蓋板7可優(yōu)選為混凝土預(yù)制塊蓋板。
[0032]通常情況下，壩體3上鋪設(shè)有土工膜，土工膜上再鋪設(shè)護(hù)坡體1，當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明的膜后排水裝置10時(shí)，由于第一土工膜2有開孔4以及蓋板，則護(hù)坡體I上優(yōu)選相應(yīng)留出比蓋板7稍大的孔位，使護(hù)坡體I與蓋板7保留有適當(dāng)空隙，利于水分或氣體排出。
[0033]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，開孔4為圓孔，直徑為10cm，第二土工膜6的大小為30cmX 30cm,蓋板的大小為40cmX 40cm,護(hù)坡體I上的孔位大小為45cmX45cm。
[0034]本發(fā)明的膜后排水裝置尤其適用于解決滲透系數(shù)k彡lX10_4cm/s的均質(zhì)土壩或曾進(jìn)行過灌漿加固的土壩中，采用壩坡鋪設(shè)土工膜防滲方案的膜后排水問題。
[0035]實(shí)際應(yīng)用效果表明，本發(fā)明的膜后排水裝置防滲效果良好，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，具有廣泛的應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于土工膜防滲的膜后排水裝置，包括設(shè)置于壩體上的第一土工膜，其特征在于:所述第一土工膜上設(shè)有開孔，在所述開孔下方設(shè)有反濾土工布，所述反濾土工布的尺寸大于所述開孔，所述開孔上方覆蓋有第二土工膜，所述第二土工膜的尺寸大于所述開孔，且頂端與所述第一土工膜連接，所述第二土工膜上放置有蓋板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的膜后排水裝置，其特征在于:所述第二土工膜為復(fù)合土工膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的膜后排水裝置，其特征在于:所述復(fù)合土工膜為兩布一膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的膜后排水裝置，其特征在于:所述第二土工膜的頂端通過焊接與所述第一土工膜連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的膜后排水裝置，其特征在于:所述第二土工膜的底端和兩側(cè)邊不與所述第一土工膜連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的膜后排水裝置，其特征在于:所述蓋板為混凝土預(yù)制塊蓋板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的膜后排水裝置，其特征在于:所述膜后排水裝置設(shè)置于壩前坡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的膜后排水裝置，其特征在于:所述膜后排水裝置設(shè)置于壩前坡的中下部位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的膜后排水裝置，其特征在于:所述開孔為圓孔。
【文檔編號(hào)】E02B3/16GK104389298SQ201410632888
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】賴翼峰 申請(qǐng)人:廣東省水利水電科學(xué)研究院, 廣東水科院勘測(cè)設(shè)計(jì)院