土工膜作為臨B,-t性或除險加固工程中的防滲材料是有效的．已被廣泛使用。但由于土工膜鋪筑和焊接中可能存在的某些缺陷、接頭部位處理及長期耐久性、沒有形成一個成熟的設計施工技術體系等原因，使得人們對土工膜作為永久性建筑物的防滲材料仍有擔憂?？偨Y1999年湖北省某座Ⅱ等水電站工程土壩下閘蓄水后，土工膜心墻土石壩壩后曾發(fā)生滲漏及管涌破壞的教訓，SL 274—2001《碾壓式土石壩設計規(guī)范》第3．3．3條規(guī)定：3級低壩經(jīng)過論證可采用土工膜防滲體壩。時隔十多年，由于土工膜的經(jīng)濟性及其施工的便利性，特別是隨著土工膜設計施工技術體系的逐步完善，人們在3級及3級以上的永久建筑物中，逐步把土工膜作為永久防滲材料使用，其中有成功的經(jīng)驗也有不甚成功的教訓?，F(xiàn)通過西北某水電站不同部位土工膜實際運行狀況，探討土工膜作為永久性建筑物防滲材料的條件。
1。工程簡介
某水電站由低壩引水樞紐、6．4 km的引水發(fā)電系統(tǒng)和岸邊式地面廠房等三大部分組成。引水樞紐從右到左沿壩軸線依次布置有：壩頂公路、土工膜斜墻砂礫石壩、引水涵管、1孑L進水閘、l孔泄洪沖沙閘、3孔表孔溢流壩、1孔溢流堰和重力壩壩段。該電站裝機容量70 MW，庫容260萬m。．重力壩最大壩高30．2 m，砂礫石土壩最大壩高10．2 m。壩軸線由112 m長的混凝土閘壩直線段和143．92 m長的土壩弧線段組成，全長255．92 ITI。壩址位于河流彎段后，右岸為凸岸．為保證右岸引水及“門前清”引水的要求，電站進水口布置于混凝土閘壩右側(cè)．與閘壩軸線呈61。夾角，后在二級階地上沿砂礫石土壩前布置引水涵管，涵管高6 m寬5 m：引至右岸．穿過公路，接隧洞。
該工程的重力壩及溢流堰的壩基均置于新鮮前震旦系花崗片麻巖上，巖石致密堅硬。溢流壩段部分地基為基巖，大部分地基為第四系全新統(tǒng)含漂石砂卵礫石。泄洪沖沙閘地基也為第四系全新統(tǒng)含漂石砂卵礫石層，厚度約20～23 m。進水閘及土壩和引水涵洞布置于二級階地上，地基為全新統(tǒng)沖洪積和坡積層，該層厚度變化較大，結構疏松，多具架空結構，最大塊石直徑5-6 m，存在層間滲流破壞可能。
該工程為Ⅲ等工程，主要建筑物為3級建筑物。場地地震烈度7度，工程設防烈度7度。樞紐工程設計和校核洪水重現(xiàn)期分別為50年和500年．相應的洪峰流量分別為1 670 m3／s及2 440 m3／s．正常蓄水位2 166．9 m。該工程由私營企業(yè)投資建設．后被國營企業(yè)收購。未進行可行性研究階段，一步進行初步設計，2004年2月開工，2007年3月蓄水發(fā)電。
2?；A處理
鑒于重力壩及溢流堰建于弱一微透水的花崗巖基巖上．混凝土閘壩建筑于20～30 m厚覆蓋層上，土壩及引水涵洞建于二級階地上．故樞紐工程采取下述防滲處理：
(1)左岸岸坡內(nèi)未設灌漿廊道，也未進行相應防滲灌漿處理。
(2)左岸重力壩、溢流堰及部分溢流壩段地基為巖基，壩基防滲設計采用固結灌漿，與岸坡基巖連接處采用接縫灌漿處理。但實際施工時并未進行固結灌漿與接縫灌漿。
(3)溢流壩、泄洪沖沙閘和進水閘地基均為深20～23 m的覆蓋層，采用以水平防滲鋪蓋為主，以截水齒墻為輔的防滲方案。即．溢流壩及進水閘底板下設寬1 m深6 m C15淺混凝土齒墻，齒墻前接5 m長C20混凝土防滲鋪蓋(連接板)，再接65 m長2．3 m厚壤土鋪蓋。壤土鋪蓋由三層組成，最下層為細砂層(粒徑1～5 mm)，厚25 cm；第二層為壤土層，厚60 cm，夾復合土工膜；第三層為壤土鋪蓋層．厚150 cm。復合土工膜為兩布一膜。規(guī)格200／0．65／200．膜厚0．65 mm，土工膜左側(cè)與左岸基巖相連，右側(cè)延伸至進水閘右邊界相連。土工膜與閘壩前混凝土防滲鋪蓋間壓實連接：混凝土防滲鋪蓋與閘室底板間用止水連接。
(4)砂礫石土石壩最大壩高10．2 m，長143．92m，壩頂高程2 169．2 m，壩頂寬5 m，上游壩坡1：2．0，下游壩坡1：2，基礎開挖深度為I m。壩體防滲體布置在上游壩坡，采用復合土工膜(200 g)防滲．土工膜上下層鋪設細砂礫石墊層，分別厚25elTI，壩坡表面護M10漿砌石厚30 cm。土工膜下與土壩腳前的鋼筋混凝土涵管相連接．以形成一個封閉的防滲體系。壩體下游為干砌石護坡，厚30 cm，壩腳處設貼坡排水和排水溝。土壩前0+000～0+065m壩段防滲，采用土工膜壤土鋪蓋，壤土鋪蓋長70m厚2．30 m，自下而上為細砂層厚25 cm、壤土厚60 em夾復合土工膜、上再鋪壤土鋪蓋，厚150 em。
復合土工膜為兩布一膜，規(guī)格200／0．65／200。土壩前0+065～0+143．92 m壩段的二級階地未作防滲處理。蓄水后發(fā)生嚴重滲流破壞后．增加65 110-長厚2．3 ITI壤土鋪蓋。
(5)右岸山體裂隙較發(fā)育，存在F，斷裂及卸荷裂隙，但未進行防滲灌漿處理。
3。蓄水后滲流破壞及處理
2006年12月底該水電站工程下閘蓄水，蓄水至2 158 ITI高程時．壩后有微量滲水．蓄水至2 167．2 113時(淹過二級階地)，土壩后幾乎是一個水坑，泄洪沖沙閘消力池右側(cè)擋墻處滲水量較大。2007年2月，檢查中發(fā)現(xiàn)土壩上游鋪蓋十多處漏斗狀滲漏點，滲漏點部位壤土底部復合土工膜已破損，造成該處水流集中滲漏。該水電站土壩靠近右岸公路側(cè)水流從上述滲漏部位繞過輸水涵洞底部后從下游坡腳流出。2007年3月，對土壩上游鋪蓋滲漏點土工膜進行修補，并在修補部位回填壤土，利用壤土中顆粒隨水自淤封堵滲漏通道。經(jīng)過此次處理后，壩后坡腳部位滲水流量明顯減少，但庫區(qū)蓄水水位升高至二級階地后，始終有少量滲漏，但壩后水流清澈，滲漏量比較穩(wěn)定。水電站仍正常蓄水，發(fā)電運行。
2011年5月。降低庫區(qū)水位后發(fā)現(xiàn)，除泄洪沖沙閘消力池右側(cè)擋墻處滲水外，再次發(fā)現(xiàn)土壩上游有9處漏斗狀滲水點(見圖1)。其中，1號點位于土壩上游坡面同進水閘右側(cè)漿砌石邊墻連接部位．2號點位于土壩上游坡腳土工膜壤土鋪蓋處，1號、2號點土工膜均被撕裂(見圖2)，其余7處位于0+065～0+143．92 1TI未鋪壤土鋪蓋的二級階地上。根據(jù)檢查情況．土壩上游坡面破損處回填80 em厚級配砂礫石，然后回填20 cm壤土，修補土工膜．土工膜上回填1 m厚壤土。其余7處滲水點處理均將滲漏水坑穴開挖至原狀砂礫石層，然后分層回填壤土至地表。2011年7月份再次進行檢查．土壩上游坡面處兩個滲水點修復效果較好，其余滲水點處理效果不明顯。土壩右端壩后坡腳部位滲水流量減少，但始終有水流滲出。
2012年4月，施工單位進行土壩右岸繞滲漏處理。施工中在土壩上游右側(cè)緊臨公路擋墻的8號點發(fā)現(xiàn)：公路路基底部存在沖蝕空洞，空洞體積約為20 m3，滲流水流從此空洞內(nèi)流至土壩下游坡腳。因此，施工單位對空洞用C20混凝土進行了回填．并在空洞進口澆筑混凝土擋墻進行封堵。此次處理完成后，土壩前壩基滲漏處理效果較為理想，土壩右岸下游坡腳處滲水量明顯減少，約1．2 L／s；但泄洪沖沙閘消力池右側(cè)擋墻處滲水量仍較大．約20～30L／s，且為渾水，水質(zhì)略清于洪水，需進一步檢查，并采取相應處理。
4。分析與結論
該水電站為Ⅲ等工程，分別在土壩及引水涵管前采用土工膜壤土鋪蓋防滲，在進水閘、泄洪沖沙閘、表孔溢流壩、溢流堰泄水閘前采用混凝土鋪蓋加土工膜防滲．從蓄水后滲流破壞情況可見：
(1)河床覆蓋上的進水閘、泄洪沖沙閘、表孔溢流壩、溢流堰泄水閘前混凝土土工膜鋪蓋，防滲效果較好，未見明顯滲流破壞現(xiàn)象。
(2)二級階地沖洪積和坡積層，0+065～O+143．92 m土壩前。未采取任何防滲措施，滲流破壞嚴重，特別是右岸公路出現(xiàn)20 m3空洞。這說明在結構疏松、多具架空結構且有層間滲流破壞的洪積坡積上，土壩壩基不采取任何防滲處理，是導致該段發(fā)生嚴重滲流破壞的直接原因。
(3)0+000～0+065土壩前，在同樣的二級階地上，采用65 m長厚2．3 m壤土土工膜水平鋪蓋防滲，原則可行。但由于土工膜與進水閘混凝土擋墻間產(chǎn)生較大變位．1號點土工膜撕裂，產(chǎn)生較為嚴重的滲流破壞：由于土工膜焊接質(zhì)量等問題，土壩前2號點出現(xiàn)滲水漏斗，同時目前泄洪沖沙閘消力池右側(cè)擋墻處滲水量仍較大，且為渾水．約20～30lJs，其原因待查并應進行相應處理。
綜合考慮南水北調(diào)中線一期工程(I等工程)巨大的輸水渠道采取混凝土面板加土工膜防滲以及西霞院水電站(II等工程)土壩采用混凝土連鎖板
加土工膜斜墻式防滲等的成功經(jīng)驗，筆者認為：土工膜是否可用于永久性建筑物．原則上不取決于低壩的等級；而取決于是否有相對較為密實和較為穩(wěn)定的地基、是否有較為可靠的上部保護、是否能處理好土工膜本身接頭的焊接質(zhì)量，取決于土工膜與其他建筑物連接處是否能有適應變形且可靠的連接方式。
