土石壩中土工膜的缺陷包括細(xì)觀和宏觀兩類。其中，細(xì)觀缺陷多為生產(chǎn)過程中母材不均一性導(dǎo)致的細(xì)微孔眼，稱之為“魚眼”，其孔徑一般在微米級，遠(yuǎn)小于土工膜的厚度。在一定的受力條件下，這些“魚眼”會裂解擴(kuò)張，成為微小滲透通道。

 

 

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測定土工膜滲透系數(shù)時測得的滲流量是這種細(xì)觀缺陷滲漏量。對于土工膜防滲土石壩，并不需要關(guān)心土工膜的細(xì)觀缺陷滲漏，而是要重點(diǎn)考慮土工膜宏觀缺陷引起的滲漏。這些宏觀缺陷主要是產(chǎn)品制造、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行等原因造成的。

 

 

首先，產(chǎn)品制造質(zhì)量導(dǎo)致的宏觀缺陷主要表現(xiàn)為土工膜厚度局部變薄或損傷、局部夾雜異物等。只要控制好原材料的質(zhì)量及嚴(yán)格執(zhí)行生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，這類缺陷是可以避免的。其次，對于土工膜防滲土石壩，不正確的設(shè)計(jì)同樣會引起土工膜產(chǎn)生缺陷。這類缺陷主要發(fā)生在與岸坡、巖基、防滲墻、防浪墻等剛性建筑物的連接處。與這些結(jié)構(gòu)部位連接時需要給土工膜一定的變形空間，不能處于“緊繃”狀態(tài)，否則容易出現(xiàn)“夾具效應(yīng)”，引發(fā)土工膜受拉缺陷破損。第三，土工膜的宏觀缺陷更多的是在施工過程中產(chǎn)生，主要是土工膜拼接時脫焊、虛焊(或脫膠) 等導(dǎo)致的縫狀缺陷，以及施工人員或施工機(jī)械引起土工膜頂破和刺破的孔洞等，這類缺陷形狀和大小不一，分布也具有一定的隨機(jī)性。國外曾對某工程28 處共20萬m2的土工膜進(jìn)行質(zhì)量檢測，結(jié)果表明，平均每1萬m2中有26個漏水孔，其中69%出現(xiàn)在焊縫處，由此可見施工質(zhì)量的重要性。國內(nèi)因土工膜施工工藝研究起步較晚，同時缺乏有經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍，施工導(dǎo)致土工膜出現(xiàn)各種缺陷的數(shù)量和幾率要遠(yuǎn)大于上述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。第四，施工程序不當(dāng)或土工膜鋪設(shè)后未及時保護(hù)也會造成土工膜缺陷。

 

比如，江西婺源51m高的鐘呂復(fù)合土工膜堆石壩，土工膜的焊接由非專業(yè)人員施工和監(jiān)理，在壩面鋪膜未保護(hù)好的情況下爆破開挖溢洪道，導(dǎo)致復(fù)合土工膜出現(xiàn)1000多處脫焊、漏焊和飛石擊破孔洞。此外，土工膜防滲土石壩的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)也會使大壩在蓄水運(yùn)行期出現(xiàn)土工膜的宏觀缺陷。當(dāng)防滲土工膜布置于壩面時，由大壩結(jié)構(gòu)分析可知，蓄水后壩軸向河床中部土工膜受壓，兩岸區(qū)域土工膜受拉，順坡向河床頂部和底部區(qū)域土工膜受拉，中部受壓，呈雙向受拉特性。因此蓄水期壩面土工膜在順河向頂部和底部以及壩軸向兩岸區(qū)域有拉裂的可能。

 

雖然土工膜有一定的抗拉性能，但不足以抵抗壩體變形，一旦拉力超過極限強(qiáng)度，土工膜會出現(xiàn)破損。對于平原地區(qū)水庫全庫盤采用土工膜防滲的情況，初次蓄水時膜下地基內(nèi)氣體來不及排出，會頂托土工膜，可能引起土工膜的局部氣脹破損，如某水庫全庫鋪膜約1. 0km2，因氣脹破壞導(dǎo)致嚴(yán)重滲漏。當(dāng)水位降落過快時，由于膜下地基的滲透水排出需要時間，這期間較大的滲透壓力可能會引起土工膜液脹漂浮現(xiàn)象，尤其是鋪蓋中部。當(dāng)上托水壓力遠(yuǎn)大于膜上水壓力時可能引起土工膜的液脹破損。對于將土工膜用作防滲心墻布設(shè)在壩體中央的情況，由于土工膜沿壩高方向一般多鋪設(shè)成“之”字形，與壩體填筑協(xié)同進(jìn)行，因此高度方向土工膜出現(xiàn)破損的可能性較小，但壩軸向仍然存在與壩面鋪設(shè)土工膜一樣的受力情況，依然可能出現(xiàn)因與壩體變形不協(xié)調(diào)導(dǎo)致的兩岸拉伸破壞。

 

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