復(fù)合土工膜在汾河灌區(qū)節(jié)水續(xù)建配套工程中的應(yīng)用

韓素麗

（山西省水利水電科學(xué)研究院 山西太原 030002）

復(fù)合土工膜是通過對聚乙烯或聚氯乙烯的增強改性、熱復(fù)合或壓延成膜的同時與滌綸針刺土工織物一次組合而成，其抗拉、抗頂破、抗撕裂強度高，延伸性能好,且有很好的不透水性、彈性、耐久性，適應(yīng)變形能力強，具有防滲和平面導(dǎo)水的綜合功能。復(fù)合土工膜防滲技術(shù)在水利水電工程、鐵路、公路工程、隧道工程、垃圾處理廠、建筑工程等現(xiàn)代建設(shè)工程中廣泛運用。由于具有上述特點，復(fù)合土工膜在堤防工程、灌區(qū)節(jié)水改造渠道防滲工程中得到了推廣應(yīng)用。本文結(jié)合汾河灌區(qū)節(jié)水續(xù)建配套渠道防滲工程中復(fù)合土工膜的實際施工情況，介紹復(fù)合土工膜在灌區(qū)渠道防滲工程中的應(yīng)用。

1 工程概況

汾河灌區(qū)位于山西省中部的太原盆地，灌區(qū)跨三市、十一個縣（市、區(qū)）。全灌區(qū)控制土地面積13.7萬hm2，其中耕地面積13.7萬hm2，其中耕地面積10.46萬hm2，設(shè)計灌溉面積10萬hm2，是山西省最大的自流灌區(qū)。灌區(qū)位于汾河沖積平原區(qū)，地層主要以壤土、砂壤土為主，局部有粉細(xì)砂及砂礫巖，按含水層巖性，地下埋深及動力特征結(jié)合本區(qū)實際開采深度，分為淺層潛水和中層承壓水，地下水可開采總量為9358萬m3。流向地面坡度基本一致，淺層地下水埋深2～3m。

全汾河灌區(qū)分為四個灌排區(qū)系相對獨立的灌區(qū)，即一壩灌區(qū)、二壩的汾東灌區(qū)、汾西灌區(qū)、三壩灌區(qū)。灌區(qū)面積主要分布于汾河兩岸。本次汾河灌區(qū)節(jié)水續(xù)建配套2008年項目工程，位于一壩東一支渠（樁號10+134-11+619），長1485m。本渠道防滲工程采用復(fù)合土工膜加漿砌石的形式進(jìn)行防滲改造。

2 復(fù)合土工膜設(shè)計情況及工藝流程

2.1 設(shè)計情況

汾河灌區(qū)渠道防滲工程采用漿砌石梯形渠結(jié)合復(fù)合土工膜的防滲形式，M5水泥砂漿墊層為邊坡5cm厚，M7.5漿砌石護(hù)坡砌筑。斷面迎水側(cè)邊坡為1：1，渠深1.5m，底寬3m。渠坡、底板每50m設(shè)橫向伸縮縫一道，縫寬20mm，縫內(nèi)填充聚乙烯閉孔泡沫塑料板，迎水面50mm用瀝青砂漿填縫。渠頂做400mm×120mm混凝土壓頂。

2.2 工藝流程

在復(fù)合土工膜鋪設(shè)前，渠道底板和坡面修整完成，地下排水系統(tǒng)和渠道防凍脹沙礫料填鋪工程完成，換填后的坡面平整度、壓實度均達(dá)到設(shè)計要求，并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗收合格后方可進(jìn)行土工膜的鋪設(shè)，本工程復(fù)合土工膜鋪設(shè)流程為：準(zhǔn)備工作——對正、搭齊——縫底層布——擦拭主膜塵土——主膜焊接——連接質(zhì)量檢測——縫上層布——驗收。

3 復(fù)合土工膜施工方法

3.1 施工準(zhǔn)備

1）原材料購進(jìn)

根據(jù)設(shè)計要求和施工條件制定一套完整的施工質(zhì)量管理辦法和嚴(yán)格的操作規(guī)程，進(jìn)場的復(fù)合土工膜必須有廠家提供的產(chǎn)品合格證書、性能及特性指標(biāo)和使用說明書，方可進(jìn)場用于本工程。

2）復(fù)合土工膜原材料質(zhì)量檢測

本工程采用山東中易土工材料有限公司生產(chǎn)的規(guī)格為SN2/PE-7.5-300-0.2的兩布一膜短纖針刺復(fù)合土工膜，材料進(jìn)場后，即作抽樣檢查。委托太原理工大學(xué)土木工程檢測中心對產(chǎn)品的單位面積質(zhì)量、厚度、斷裂強力、撕裂強力、斷裂伸長率、頂破強力、滲透系數(shù)等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測，其各項指標(biāo)均滿足GB-T17638-1998《土工合成材料短纖針刺非織造土工布》的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和設(shè)計要求。

3）基面進(jìn)行清理平整

渠堤及渠底開挖后，清除草根和樹根及瓦礫、石子等尖棱雜物,防止穿破、刺破土工膜,然后進(jìn)行夯實,土方壓實系數(shù)達(dá)到設(shè)計要求并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗收批準(zhǔn)后,方可進(jìn)行土工膜的鋪設(shè)。

4 復(fù)合土工膜的鋪設(shè)方法及拼接

4.1 復(fù)合土工膜鋪設(shè)方法

本工程中復(fù)合土工膜的鋪設(shè)分為渠底鋪設(shè)和渠道兩側(cè)邊坡鋪設(shè)兩個部分。根據(jù)施工組織設(shè)計的安排，先進(jìn)行渠坡復(fù)合土工膜的鋪設(shè)，渠坡復(fù)合土工膜鋪設(shè)時頂端預(yù)留30cm,底端預(yù)留20cm。頂端預(yù)留的復(fù)合土工膜埋進(jìn)路緣石坑內(nèi)；底端預(yù)留部分與渠底土工膜連接。

由于施工時，土工膜面積大，渠內(nèi)平整度問題，難免會出現(xiàn)溫度過高造成部分焊接破壞。出現(xiàn)這種情況時，監(jiān)理同意后，也可以采用KS膠粘接，但必須保證KS膠涂抹均勻。采用KS膠粘接，將受損部位清理干凈，在該部位外鋪一層合格的土工膜，其各邊長度應(yīng)至少大于破壞部位10cm以上，并將兩者拼接處理。渠底土工膜與渠坡土工膜“丁”字形相接。

4.2 復(fù)合土工膜鋪設(shè)要求

渠底復(fù)合土工膜鋪設(shè)時，由于渠道淤積嚴(yán)重，渠底開挖后，必須將渠坡預(yù)留的土工膜接口處清理干凈再與渠底土工膜焊接，否則焊接質(zhì)量難以保證。土工膜頂部應(yīng)錨固于渠堤邊坡以上，以形成整體防滲作用。除渠堤邊坡以上可以錨固，其他部位杜絕破壞。待漿砌石施工完畢后進(jìn)行土方回填。

復(fù)合土工膜鋪設(shè)前必須清除渠底的一切雜物、雜草和尖石，土工膜攤開后要及時拉平、拉展，不允許出現(xiàn)凸出及凹陷的部位，一次鋪設(shè)長度宜控制在30～50m，鋪好后成松弛狀，以適應(yīng)部位變形防止破壞，并與支持面貼實，嚴(yán)禁出現(xiàn)褶皺、懸空現(xiàn)象，土工膜下空氣應(yīng)完全排出。施工人員應(yīng)穿平底布鞋或軟底膠鞋，嚴(yán)禁穿釘鞋，以免踩壞土工膜。施工時一旦發(fā)現(xiàn)土工膜損壞，必須及時進(jìn)行修補。鋪設(shè)完成后進(jìn)行覆土，覆土質(zhì)量必須符合設(shè)計要求，清除草根、樹根及其它硬雜物。

4.3 復(fù)合土工膜的拼接方法

目前，土工膜的現(xiàn)場拼接方法有膠粘法和熱熔法兩種，本工程采用HT-1型土工膜焊說明進(jìn)行熱熔法焊接施工，為保證土工膜的焊接質(zhì)量，兩側(cè)預(yù)留20cm寬光膜面，垂直于水流方向鋪設(shè)，接縫寬度10cm，拼接方式為上游壓下游。

5 復(fù)合土工膜焊接的控制措施

5.1 參數(shù)控制

復(fù)合土工膜焊接質(zhì)量的好壞是渠道防滲工程成敗的關(guān)鍵，所以在土工膜焊接上一定要嚴(yán)格把關(guān)，在施工前要做好焊接試驗，確定合理的施工參數(shù)并編報《復(fù)合土工膜焊接施工技術(shù)方案》，經(jīng)監(jiān)理工程師審批后，嚴(yán)格遵照執(zhí)行。施焊時,焊接部分的底下墊一條長木板，以便焊機在平整的基面上行走，一般掌握行走速度1.5～2.5m/s,施焊溫度為220～300℃。保證焊接質(zhì)量，因為焊接溫度要傳至膜片，受氣溫影響較大，要及時進(jìn)行參數(shù)調(diào)整,嚴(yán)禁正焊或欠焊。

5.2 膜面清理

焊接前，用電吹風(fēng)吹去膜面上的砂子、泥土等臟物，焊縫搭接處不得有污垢、積水和砂土等臟物，保證膜面干凈。

5.3 焊縫檢測

1）現(xiàn)場檢測

復(fù)合土工膜焊縫質(zhì)量是拼接的關(guān)鍵，施工中尤其要加強接縫的檢查。檢測方法有兩種，（1）目測法：復(fù)合土工膜焊接好后，主要觀察有無漏接，接縫處是否燙損，復(fù)合土工膜應(yīng)熔為一體，并且兩條焊縫要光滑平順，沒有褶皺，厚度要均勻，目測認(rèn)為沒有問題后再進(jìn)行現(xiàn)場檢漏。（2）現(xiàn)場檢漏法：現(xiàn)場檢漏有兩種方法:充氣法和充水法，充氣法的優(yōu)點是直觀性好，便于及時發(fā)現(xiàn)問題。設(shè)備簡便，操作簡單，可在現(xiàn)場隨時隨地檢查和抽查，所以汾河灌區(qū)節(jié)水工程采用充氣法對全部焊縫進(jìn)行檢測，兩條焊縫之間留有約10mm的空腔，將待測段兩端封死，插人氣針，充氣至0.05～0.20MPa,靜觀0.5min，觀察真空表，如氣壓無下降，表明不漏，焊縫合格，否則要查找原因及時修補。

2）抽樣檢測

施工完質(zhì)量檢測主要是抽樣檢測，施工每約1000m2取一組試件，做拉伸強度試驗，要求強度不低于母材的80%，且試樣斷裂不得在接縫處，否則接縫質(zhì)量不合格。本標(biāo)段工程共使用復(fù)合土工膜1.7萬m2,現(xiàn)場共抽取焊縫試樣17組，作拉伸強度試驗，經(jīng)檢測合格率100%，焊縫質(zhì)量合格。

6 應(yīng)用效果

在汾河灌區(qū)渠道防滲工程復(fù)合土工膜的施工過程中，嚴(yán)格按照上述方法進(jìn)行施工和質(zhì)量控制，嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)，經(jīng)取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗，其各項性能指標(biāo)全部符合設(shè)計要求，工程質(zhì)量得到保證，提高了灌溉水的利用率，節(jié)約的水可擴大灌概面積，從而保證了灌區(qū)節(jié)水改造工程目標(biāo)的實現(xiàn)。