利用GSE土工膜修建防渗土石坝

由于GSE土工膜生产水平和施工技术的提高，近年来利用GSE土工膜防渗土石坝得到了很大发展。这种新型防渗材料和技术已得到国内外的普遍认可[ 1] 。GSE土工膜防渗主要具有变形适应能力强、防渗性能好、节能等项目投资省、建设周期短等特点 [2] 。由于这些突出的特点，GSE土工膜近年来在抽水蓄能水库中也得到了广泛的应用作为防渗层。例如，我国在建的泰安抽水蓄能、沉阳抽水蓄能、洪水抽水蓄能以及句容抽水蓄能均采用水库底部蓄能。

GSE土工膜作为防渗层。由于工程规模、投资、防渗性能要求、变形协调要求等差异，国外抽水蓄能电站更倾向于各水库流域均采用GSE土工膜进行防渗，如日本今市抽蓄上水库、以色列吉尔博亚抽蓄上下水库等工程。 GSE土工膜暴露在阳光下的抗紫外线能力和抗老化性能较差，国内抽水蓄能电站基本将GSE土工膜安装在水库底部。该子工程也采用了覆盖保护层，国内抽水蓄能电站水库尚无采用全库盆GSE土工膜的案例。据国际大型水坝协会称，国外约有156个水库工程采用PVCGSE土工膜作为防渗层，其中80个工程采用裸露GSE土工膜，占全部约60%的水库[3] 。以色列K抽水蓄能电站位于以色列北部、约旦河以西。电站枢纽主要由上部水库、输水系统、地下厂房系统组成系统、下水库及开关站等，总装机容量344MW。上水库地面海拔179 ？ 216m，半挖半填建设形成的水库最大库容320万立方米。上水库为均质土坝，坝顶高程209. lm，库底高程184. 6m，最大坝高 30m，上游坝坡比1：3。 5、下游坡比为1：2。 5/1：3。 3、整个库池采用PVC外露GSE土工膜防渗、边坡排水排气层为TENAXHD401土工格栅，库底排水层为碎石排水层。

防渗膜材料选择随着技术的进步，工程项目中使用的GSE土工膜种类越来越多，目前水利工程中使用的GSE土工膜种类类别有PVC、PE、EPDM、LLDPE、CSPE等，应用最广泛的GSE土工膜材料主要是PVCGSE土工膜和PEGSE土工膜。两种类型的胶片 [2] 。从现有工程案例中GSE土工膜经过多年使用后物理性能变化的试验数据可以看出，只要适当工程措施，或者在制造过程中添加炭黑或其他抗老化剂，可以增强抵抗紫外线的能力，高分子GSE土工膜有使用寿命长。

根据国际大型水坝协会的统计，截至 2010 年，在 106 个使用裸露GSE土工膜的水库中，有 80 个项目使用了 PVC 土。作品影片[3] 。 PVCGSE土工膜具有以下优点：①由于添加了增塑剂，具有较好的柔韧性，铺设施工方便，对复杂形状的适应性强。 ②PVCGSE土工膜采用特种增塑剂和抗紫外线表面涂层后，可大大提高GSE土工膜的耐久性。 ③ PVCGSE土工膜延伸膨胀性能好，铺设后平整度好，不易形成皱纹，受水库水位影响较小。鉴于以上特点，PVCGSE土工膜适用于合作在水库工程中应用裸露GSE土工膜作为防渗层。以色列K抽水蓄能电站选用的GSE土工膜为PVC复合GSE土工膜，膜厚2毫米，与500克/平方米无纺土工布混纺。应该 GSE土工膜采用特殊增塑剂和抗紫外线表面涂层，在暴晒的情况下也能获得GSE土工膜的抗紫外线能力和抗老化性能。已经有了很大的改善。根据ASTM规定，在干湿交替循环过程中，其加速老化试验符合要求，其使用寿命可达至40多年。经测试，GSE土工膜的峰值抗拉强度>22kN/m，极限伸长率>250%。

3 防风锚固抽水蓄能电站库池裸露的GSE土工膜除了材料本身的抗老化、抗紫外线能力外，还需要考虑GSE土工膜的防风锚固和卷材采取排水、排气措施。当水库排空或水位较低时，在风速较大的情况下，风吸力可能会导致边坡GSE土工膜鼓起，因此，对于裸露GSE土工膜来说，锚固结构非常重要。

GSE土工膜常规锚固有机械锚固、压力锚固、焊接锚固等。以色列K抽水蓄能电站库盆坝顶位置GSE土工膜及防水防浪墙采用机械锚固，坡面采用锚固槽道抗压锚固，库底GSE土工膜为1m深死水位抗压锚固。 GSE土工膜锚固在防波墙垂直面的底部，并尽可能靠近墙角，避免GSE土工膜因热膨胀而膨胀。 GSE土工膜边缘采用50mm×3mm不锈钢扁钢压盖覆盖膜表面，并通过M10膨胀螺栓固定在防波墙混凝土上上图，膨胀螺栓间距为21cm，机械锚固如图1所示。坡面GSE土工膜采用压盖锚固，GSE土工膜压盖条压盖于坡面预挖槽内，然后裸露作为防渗层 GSE土工膜通过热熔焊接到覆层带上。由于水库土坡上开挖的锚槽侧壁凹凸不平、不规则，需要在槽内一侧壁设有砂浆找平层，压覆GSE土工膜条铺装在罐底和砂浆找平层上比较光滑，不易空鼓。压力覆盖GSE土工膜带材的施工过程可分为坡面开挖和锚固槽—— 槽边现浇砂浆找平层— 沿槽铺设GSE土工膜压缩条 — 找平GSE土工膜紧凑带 - 回填和分层紧凑 - 平整和清晰的坡度 6 个步骤，