土工膜防滲施工中應(yīng)注意的幾個問題

劉學(xué)明

（新疆哈密地區(qū)水利水電工程質(zhì)量監(jiān)督站，新疆 哈密 839000）

土工膜防滲施工中應(yīng)注意的幾個問題

劉學(xué)明

（新疆哈密地區(qū)水利水電工程質(zhì)量監(jiān)督站，新疆 哈密 839000）

文章對防滲土工膜（或復(fù)合土工膜）鋪設(shè)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題進行了分析，提出要重視土工膜基礎(chǔ)持力層破壞造成的破裂問題，施工機械造成的破裂問題，與建筑物的連接不當(dāng)造成的滲漏問題，并針對其成因提出了防治措施，供同類工程參考。

土工膜（或復(fù)合土工膜）；滲漏；通病防治

土工膜（或復(fù)合土工膜）（以下統(tǒng)稱“土工膜”）以其具有優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能、耐化學(xué)腐蝕性能、較小的滲透系數(shù)以及具有較大的使用溫度范圍和較長的使用壽命等優(yōu)點，加上運輸、保管、施工方便等，廣泛使用于垃圾填埋場、尾礦儲存場、渠道防滲、堤壩防滲工程等。近年來，在水利工程建設(shè)項目中大范圍地使用了土工膜，為水利工程建設(shè)、水利工程運行、抗旱防汛應(yīng)急救援等發(fā)揮了巨大作用。

1 土工膜使用現(xiàn)狀

“水是生命之源、水利是國民經(jīng)濟發(fā)展的命脈、基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)”，這在干旱的西部地區(qū)顯現(xiàn)的尤為突出。在降水只有30mm，蒸發(fā)量卻達3000mm，而又蘊含著豐富礦產(chǎn)資源的西部哈密地區(qū)，農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、礦產(chǎn)開發(fā)、能源建設(shè)等經(jīng)濟建設(shè)中，對水的渴望、對水的珍惜達到了“貴如油”的境界。為充分利用有效溯源，引輸水管網(wǎng)建設(shè)、防滲渠道等節(jié)水型水利工程遍布于哈密天山南北的戈壁和沙漠。在建的小型水庫基礎(chǔ)處理要求已達到5Lu的防滲標準。在生產(chǎn)實踐中，除調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、加強節(jié)水灌溉、降低工業(yè)耗水，加強節(jié)水型社會建設(shè)外，以防滲為主要內(nèi)容的水利工程項目建設(shè)占到了很大份量。

在這些水利工程建設(shè)中，防滲材料的選擇更為重要，在戈壁沙漠地質(zhì)條件下，土工膜無疑成為首選的防滲材料。

20世紀90年代至今，在哈密地區(qū)新建完成的5座小(Ⅰ)型山區(qū)水庫有2座使用了復(fù)合土工膜防滲材料；在新建的平原水庫、小塘壩等控制性工程中100%使用了土工膜材料進行防滲；在病險水庫除險加固工程中，哈密地區(qū)僅有的3座中型水庫除險加固有2座使用了復(fù)合土工膜，小型水庫除險加固工程100%采用土工膜進行防滲；在引水渠道防滲、應(yīng)急搶險工作中土工膜也是作為主要材料得到廣泛使用。土工膜在干旱缺水的哈密地區(qū)已成為不可或缺的重要防滲材料。

2 存在的問題

在水利工程中應(yīng)用土工膜出現(xiàn)問題的比例幾乎與其使用的比例差不多，主要問題就是破壞滲漏。防滲土工膜破壞滲漏造成的損失，除水的滲漏損失外，最為嚴重的是可能造成跨壩，給水庫下游地區(qū)和人民生命財產(chǎn)造成重大損失。因此，土工膜產(chǎn)品質(zhì)量和施工質(zhì)量的好壞，已成為水利工程安全運行和投資效益發(fā)揮好壞的重要指標。

截止目前，在哈密地區(qū)已建水利工程中，除以土工膜防滲渠道和以土工膜材料防滲的小塘壩工程運行基本正常外，應(yīng)用復(fù)合土工膜防滲的2座山區(qū)水庫中有1座水庫出現(xiàn)了滲漏破壞；采用復(fù)合土工膜防滲的平原水庫中，有80%出現(xiàn)過土工膜破壞滲漏現(xiàn)象，有1座小(Ⅱ)型水庫因復(fù)合土工膜與放水洞連接不當(dāng)造成破壞出現(xiàn)了險情。由此可見，利用土工膜防滲，為水利工程防滲體建設(shè)提供了較大的方便，但在工程運行安全中也存在很多問題。

3 應(yīng)用土工膜防滲應(yīng)重視的問題

在水利部2013年編制的“水利水電工程施工質(zhì)量通病防治導(dǎo)則”中，對防滲土工膜鋪設(shè)通常出現(xiàn)的土工膜損傷、土工膜拼接或修補質(zhì)量差、滲水、土工膜松脫或滑動等幾個方面問題進行了分析，并針對其成因提出了防治措施要點。

筆者根據(jù)從事水利工程防滲的經(jīng)驗認為，在水利工程應(yīng)用土工膜進行防滲中，除水利部編制的“水利水電工程施工質(zhì)量通病防治導(dǎo)則”中提到的幾個方面外，還應(yīng)該重視以下3個方面的問題。一是土工膜基礎(chǔ)持力層破壞造成土工膜的破裂。二是施工機械操作不當(dāng)造成土工膜的破裂。三是土工膜與建筑物的連接不當(dāng)造成的滲漏問題。

3.1 基礎(chǔ)持力層破壞造成的破裂

基礎(chǔ)持力層破壞造成土工膜破裂主要表現(xiàn)在土工膜破裂、膜下墊層大部分流失，基礎(chǔ)持力層沉陷。主要原因是破壞點周圍有滲水，隨著水壓力和滲流量的不斷增大，松散（或不密實）的基礎(chǔ)持力層細顆粒被帶走，同時土工膜下墊層料（一般為粒徑不大于20mm的細粒料）相繼被帶走，當(dāng)基礎(chǔ)持力層在水壓力作用下發(fā)生沉陷達到一定深度時，土工膜被撕裂或焊縫被拉開造成滲漏。這種情況多發(fā)生在山前水庫和平原水庫有大顆粒較集中的庫盤防滲中，如伊吾縣吐爾干溝水庫和巴里坤西黑溝水庫庫盤防滲復(fù)合土工膜破壞滲漏的情況。

此類情況防治的主要方法是，根據(jù)膜下地質(zhì)條件，對在滲水壓力作用下可能造成地基沉降處，先采用振動碾對原地基進行碾壓，使碾壓后的基礎(chǔ)持力層50cm范圍內(nèi)的相對密度大于0.8或達到設(shè)計中對大壩碾壓要求的相對密度，然后按反濾層形式設(shè)置膜下墊層或增鋪一層無紡布，增設(shè)的無紡布應(yīng)鋪設(shè)在下墊層之下，處理的范圍要超出應(yīng)處理邊界外約一幅膜的寬度。

3.2 施工機械造成的破裂

施工機械造成土工膜破裂的情況在施工中和處理水庫滲漏時發(fā)現(xiàn)的較多。破裂的土工膜多呈三角形開口，偶有較大的刺破口。主要原因除施工機械在已鋪好的膜上碾壓外（這種情況宜發(fā)現(xiàn)且能較好地控制），主要是采用反鏟鋪填鋪膜上墊層和蓋重料時抓斗放料離地面過低，起鏟時劃破土工膜；還有一種情況是抓斗卸料后，移動機械臂時，抓斗掛到已鋪好的膜上墊層或蓋重，造成土工膜破裂，這種情況多發(fā)生在坡面處。

此類情況防治的主要方法是：首先制定施工機械不得在已鋪好的土工膜上行走的規(guī)定，并嚴格執(zhí)行。二是機械手要有熟練的操作技術(shù)和正確操作技巧。最主要的是在機械鋪設(shè)時，施工單位要派1～2名人員跟蹤觀察，發(fā)現(xiàn)可疑情況及時檢查、補救，同時最好不要在夜間進行防滲膜的鋪設(shè)。

3.3 與建筑物的連接不當(dāng)造成的滲漏

防滲膜與放水洞、溢洪道、趾墩等建筑物的連接是水庫工程建設(shè)中的關(guān)鍵部位。與建筑物的連接形式，一般用鋼條（或鋼板）通過膨脹螺栓固定在建筑物上。另一方法是將防滲膜用粘合劑粘在建筑物上，或兩種結(jié)合使用。通過運行證明，這種連接方法存在很大問題。

如新建水庫巴里坤縣西黑溝水庫和伊吾縣阿拉通蓋水庫均為庫盤防滲膜防滲、大壩為砂礫石面板壩，其中西黑溝水庫庫盤復(fù)合土工膜為300g/0.5mm/300g，防滲面積為44.64萬m2，阿拉通蓋水庫庫盤復(fù)合土工膜為300g/0.8mm/300g，防滲面積為17萬m2。原設(shè)計庫盤土工膜與趾板混凝土連接形式為粘合劑粘接，粘接長度均為50cm，再用鋼條通過間距為20cm的膨脹螺栓固定在趾板上。經(jīng)多次檢查，施工質(zhì)量滿足設(shè)計要求，但蓄水后發(fā)現(xiàn)2座水庫均有沿庫盤土工膜與趾板連接處漏水現(xiàn)象。

哈密市二堡二村小水庫放水洞采用這種連接，當(dāng)水位蓄至洞頂以上時，下游出現(xiàn)滲水，繼而發(fā)展為漏水，幸好及時發(fā)現(xiàn)排除了險情。對放水洞開挖后發(fā)現(xiàn)主要是大壩防滲復(fù)合土工膜與放水洞連接不好發(fā)生滲漏造成了險情。

此類情況防治的主要方法是：首先要對膜與混凝土粘接材料進行試配，選擇滿足工程環(huán)境要求的粘接材料。

在處理巴里坤縣西黑溝水庫和伊吾縣阿拉通蓋水庫盤復(fù)合土工膜與趾板混凝土連接滲漏問題時發(fā)現(xiàn)，粘接的復(fù)合土工膜與趾板混凝土有50%已脫離，經(jīng)更換粘接材料多次調(diào)試才達到要求。

其次，鋼板壓條不能直接壓在復(fù)合土工膜上，應(yīng)在膜與鋼板壓條間放置2根彈性較好的直徑約為10mm的橡膠棒（固定膨脹螺栓在2根橡膠棒中間），這樣有利于保證防滲膜能與建筑物混凝土面緊密結(jié)合。

4 總 結(jié)

土工膜作為防滲材料在水利工程建設(shè)中已普遍應(yīng)用，了解土工膜防滲施工中出現(xiàn)的一些問題，控制好施工中的主要環(huán)節(jié)，才能最大程度地保證其在工程運行中的安全，發(fā)揮正常的防滲效果。

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.06.021

TV441

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1008-1305（2014）06-0064-02

劉學(xué)明（1965年-），男，高級工程師。