土工膜在水池防渗材料设计中的抗浮问题
在水池施工和使用过程中,由于地下水的存在,当作用于膜下的渗透压力大于膜上的水压和保护层的自重之和时,膜会在渗透压力下局部隆起或大面积浮起失稳。因此,在土工膜作为水池防渗材料的设计中,抗浮问题是需要慎重考虑的一个方面,在一定程度上决定了整个方案的成败。
常用的抗浮措施有配重法、锚桩(筋)锚固法、逆止阀法和排水降压法。前两种方法是被动抗浮法,逆止阀法是受使用条件限制,排水降压法是主动抗浮法。考虑到使用的便利性,经常使用被动抗浮措施或排水降压法作为辅助措施。但被动抗浮方法投资较高。水池正常使用时,一般不存在抗浮稳定性问题,只有在维护或排空时,最不利,土工膜锚固法的使用仍存在技术困难。本工程为备用水池,利用率不高。在排渗降压的可能条件下,排水降压是一种技术可行、经济合理的方法。
排水降压法是通过膜下布置一定距离的盲沟系统,形成膜下排水网格,有组织地将地下水引入池边集井,根据集水井设计的运行要求,用水泵控制水位,达到排水降压、控制膜下渗透压力的目的,即主动控制浮力。
排水降压系统的布局有棋盘型、鱼刺型和不规则型。根据其特点选择工程。对于土工膜防渗的大型储液池,由于土工膜本身具有很大的塑性,即使膜下反力局部出现,也不会造成很大的损坏。此外,棋盘类型排列整齐,施工方便,排水效果好,管理方便。
在本工程中,根据初步计算和分析比较,估计水池两个排水井的最大渗透量在0.02m3/s~0.1m3/s之间,水池底部不是所有的粉砂层,而是水池壁的土层大多是粉土,所以实际渗透量可能更小。在此设计中,采用膜下盲沟排水系统,最后汇集到两个排水井中,只在水池中排空,井内水位超过水位位线时,必须抽水,以消除可能的反向水压,确保土工膜保护层的抗浮稳定性。