復(fù)合土工膜在水利工程防滲系統(tǒng)中的應(yīng)用

潘永波

（山西省張峰水庫建設(shè)管理局，山西 晉城 048215）

復(fù)合土工膜由塑料薄膜與無紡布復(fù)合而成，主要應(yīng)用于土工防滲。塑料薄膜比重小、變形能力強(qiáng)，延伸性及抗凍性能良好，主要用來作復(fù)合土工膜的抗?jié)B基材；無紡布延伸性好、抗拉強(qiáng)度高且表面粗糙，有利于與塑料薄膜的復(fù)合。復(fù)合后膜布結(jié)合成為一體，不僅能夠提高塑料薄膜的抗穿刺和抗拉性能，而且能夠提高復(fù)合土工膜及保護(hù)層的工作穩(wěn)定性。

1 工程概況

張峰水庫輸水總干末端調(diào)蓄水池工程位于高平市西南，水池總深11m，工作水深9.5m，壩坡邊坡1∶3，水池外部開挖及回填邊坡 1∶2.5，占地 10.35hm2，容量48萬m3。工程防滲采用圓臺(tái)型PE復(fù)合土工膜，土工膜單位面積質(zhì)量為800g/m2，膜厚0.4mm。壩坡土工膜下為20cm厚粗砂墊層，膜上為20cm粗砂墊層，20cm碎石過渡層，10cm混凝土預(yù)制六棱塊防護(hù)層；池底土工膜下為30cm粗砂墊層，土工膜上為30cm夯實(shí)土，30cm干砌塊石防護(hù)層。復(fù)合土工膜通過膨脹螺栓錨固于混凝土和漿砌石中，形成整體防滲。

2 土工膜施工技術(shù)

2.1 施工準(zhǔn)備

土工膜鋪設(shè)在砂墊層上必須保證平整，砂墊層中不得含有雜物且應(yīng)碾壓密實(shí)平整，以免破壞土工膜的完整性。

2.2 土工膜鋪設(shè)

由于土工膜的主要作用為防滲，因此搭接要嚴(yán)格控制，特別是膜的焊接應(yīng)在濕度低、溫度較高的時(shí)間進(jìn)行，并在鋪設(shè)前進(jìn)行土工膜的檢查，確保無撕裂和褶皺，且表面要保持干凈。

土工膜采用20t自卸汽車運(yùn)至工作面附近，人工運(yùn)至作業(yè)面一次性自上而下滾鋪。采用這種方式鋪設(shè)時(shí)要注意土工膜變形的要求，保證自然平順，一張一弛，使得布膜能夠協(xié)調(diào)受力，避免應(yīng)力集中導(dǎo)致土工膜損壞。此外，鋪設(shè)時(shí)要保證膜的平整度，要求壓平，尤其膜底不能有氣泡及雜物存在。若遇到惡劣天氣時(shí)應(yīng)停止鋪設(shè)或做好防護(hù)措施，防止撕裂，特別是土工膜輕且薄，極易被大風(fēng)吹起，因此在未鋪好保護(hù)層前，不宜大面積鋪設(shè)。壩坡、池底土工膜留足褶皺及錨固長(zhǎng)度，最終錨固于周邊漿砌石和混凝土內(nèi)。

2.3 土工膜搭接

為了保證土工膜搭接面的干燥、清潔，土工膜鋪設(shè)完成后必須對(duì)即將粘結(jié)的位置進(jìn)行清掃，使粘接面保持清潔，確保沒有油污、灰塵等臟物。在焊接前，須用手提縫包機(jī)對(duì)土工膜底層的無紡布進(jìn)行縫合，然后對(duì)自走式熱熔雙縫焊機(jī)進(jìn)行焊前實(shí)驗(yàn)。通過小樣焊接實(shí)驗(yàn)，確定焊機(jī)的行走速度保持在1.5～2.5m/s之間，施焊溫度保持在220～300℃，并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)合格后進(jìn)行正式焊接。在正式焊接前，根據(jù)當(dāng)前氣溫將焊接設(shè)備調(diào)整到最佳狀態(tài)，用電吹風(fēng)吹凈膜面上的臟物，確保PE單膜清潔、平整、無褶皺，且搭接寬度為10cm，焊接雙縫寬度為2mm×10mm。將焊縫兩端封閉進(jìn)行密封性測(cè)試，在雙焊縫之間充氣至氣壓為0.15～0.2MPa，保持1～5min無壓降即為密封測(cè)試合格。檢測(cè)完成后用擠壓焊接法補(bǔ)填測(cè)試時(shí)充氣的針孔，并將復(fù)合土工膜表層的無紡布用手提縫包機(jī)進(jìn)行縫合。在焊接時(shí)焊接面不能受到任何拉力并保持2h，禁止搭接的兩焊接面相對(duì)移動(dòng)。土工膜要當(dāng)天鋪設(shè)當(dāng)天拼接完成，并及時(shí)覆蓋，避免土工膜長(zhǎng)期暴露受到劃破損傷。

3 質(zhì)量控制

3.1 原材料質(zhì)量控制

選擇正規(guī)土工膜生產(chǎn)廠家，復(fù)合土工膜進(jìn)場(chǎng)時(shí)要檢查其合格證書和使用說明書等是否齊全，必要時(shí)對(duì)其性能及特性指標(biāo)進(jìn)行抽樣檢查。此外，復(fù)合土工膜極易在運(yùn)輸過程中損壞，因此在裝卸、運(yùn)輸過程中要避免對(duì)土工膜卷材表層受損而影響其功能。

復(fù)合土工膜應(yīng)貯存在不易損壞和方便取用的場(chǎng)所，尤其在運(yùn)輸過程及運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后要妥善保管，避免日曬雨淋影響其使用壽命，且應(yīng)合理安排運(yùn)輸路徑，減少裝卸次數(shù)。

在鋪設(shè)土工膜前，應(yīng)根據(jù)方案和工藝要求，將其裁剪整齊，留有足夠的搭接寬度。若土工膜焊接后，焊接效果不佳，如出現(xiàn)脫空、扭曲、起皺或鼓包等問題時(shí)應(yīng)及時(shí)處理或重新焊接。

3.2 施工過程控制

第一，對(duì)墊層料進(jìn)行檢查。要求現(xiàn)場(chǎng)施工人員隨時(shí)對(duì)砂料進(jìn)行排查，若有不合格料應(yīng)及時(shí)處理，作為廢料清理出場(chǎng)。檢查重點(diǎn)是墊層料中不能含有碎石等尖銳物質(zhì)。

第二，鋪設(shè)要形成有序作業(yè)。為保證土工膜適應(yīng)變形能力，避免局部應(yīng)力集中或人為受損，鋪設(shè)要求張弛適度，循序漸進(jìn)。若在鋪設(shè)期間遭遇大風(fēng)天氣，對(duì)于保護(hù)層未施工的土工膜應(yīng)及時(shí)采取防風(fēng)措施，如用沙袋或軟性重物壓穩(wěn)，避免被吹起受損。

第三，避免任何可能引起土工膜損壞的行為。為了保證土工膜的拼接方式及搭接長(zhǎng)度滿足施工圖紙的要求，并按圖紙要求設(shè)褶皺，作業(yè)期間須穿軟膠底鞋或平底布鞋，且不準(zhǔn)直接在土工膜上卸放混凝土護(hù)坡預(yù)制塊，嚴(yán)禁在土工膜上敲打石料和一切可能引起材料損壞的施工作業(yè)。

第四，保證土工膜搭接處的干燥整潔。要求拼接前必須對(duì)粘接面進(jìn)行清掃，粘接面不得有油污、灰塵，以保持搭接面清潔、干燥。

第五，加強(qiáng)接縫檢測(cè)。復(fù)合土工膜焊縫質(zhì)量尤為關(guān)鍵，其檢測(cè)主要有2個(gè)。一是目測(cè)法：主要觀察有無漏接、燙損、褶皺及接縫拼接是否均勻等情況；二是采用雙焊縫加壓檢測(cè)法，即密封性測(cè)試，首先將待測(cè)段兩端密封，插進(jìn)氣針并充氣至0.15～0.2MPa，保持1～5min，真空表無壓降則表明不漏，焊縫合格，否則查找原因及時(shí)修補(bǔ)。

第六，覆蓋與碾壓。在完成復(fù)合土工膜鋪設(shè)和拼接后。當(dāng)回填覆蓋層厚度超過20cm后方可安排輕型機(jī)械進(jìn)行碾壓，且不允許使用重型或振動(dòng)碾壓機(jī)械，否則可能損壞已鋪設(shè)的土工膜。

4 結(jié)語

復(fù)合土工膜的防滲效果和耐久性均較好，其作為新型土工防滲材料已在多個(gè)水利工程中得到應(yīng)用。但其施工工藝復(fù)雜，施工質(zhì)量難以保證，因此在施工過程中要形成有序作業(yè)，嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)要求和步驟進(jìn)行，尤其應(yīng)控制好焊接質(zhì)量，避免接縫受損而影響防滲效果。