
一、工程概况
新华水库位于云南省屏边县新华乡,总库容275.95万m³,属小(1)型水利工程,主要功能为乡村供水和农业灌溉。大坝为土石坝,坝高43.0m,坝顶长238.10m,坝壳采用石渣料填筑。由于当地黏性土料多分布于基本农田与生态红线范围内,不宜大规模开采,经技术论证后确定采用土工膜作为坝体防渗材料。
二、保护层的必要性
为降低光照、流水、动植物破坏、施工坠物、风吹以及热氧老化、化学腐蚀等因素对土工膜的影响,需在其上层设置有效保护层。
三、保护层技术比选
1. 传统保护层
采用300mm厚砂垫层+120mm厚预制(或现浇)混凝土板结构。该方式施工依赖大量人工,搬运过程中砂石及混凝土块易坠落损伤土工膜。据统计,约73%的土工膜破损发生于保护层铺设阶段,修复困难且成本较高。
2. 模袋混凝土保护层
模袋混凝土是以土工模袋为模具,充填混凝土形成板状结构的新型保护层。具备适应性强、耐久性好、施工效率高、造价较低等优点。模袋分为简易模袋(丙纶编织物,人工灌填)和机织模袋(涤纶/丙纶长丝织物,机泵灌填)。对于永久工程,宜选用抗氧化、抗紫外线性能更优的长丝机织土工布作为基材。
模袋材料允许抗拉强度需考虑蠕变、施工损伤及长期老化等折减系数。本工程选用涤纶模袋,综合折减系数取3.5,并据此选定相应规格的长丝机织土工布(如标称断裂强度≥35kN/m等)。混凝土强度等级不低于C20。
四、技术经济对比
经对比分析:
- 传统方案:300mm砂垫层+120mm预制混凝土块,单价较高,施工风险大;
- 模袋混凝土:150mm厚C20模袋混凝土,单价降低约14.09元/m²,机械化程度高,材料运输对土工膜损伤小。
五、结论
综合安全性、经济性及施工可操作性,新华水库大坝土工膜防渗层最终选用模袋混凝土作为保护层。该技术不仅提升了防渗系统的可靠性,也为类似因地制宜、需兼顾生态约束的土石坝工程提供了可行的保护层解决方案。
