復(fù)合土工膜在水庫防滲加固工程中的施工技術(shù)分析

肖 殷

(松桃縣水務(wù)局，貴州 松桃554100)

1 工程概況

楊柳水庫位于貴州省松桃縣長興鎮(zhèn)，距縣城29 km，有鄉(xiāng)村公路通至壩頂，交通較方便。壩址以上集雨面積0.22 km2，屬亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候區(qū)，當(dāng)?shù)囟嗄昶骄邓? 383 mm，多年平均流量0.01 m3/s，多年平均徑流量19.4 萬m3，是一座以灌溉為主的小(2)型水庫。

水庫大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高10 m，壩長150 m，總庫容13.1 萬m3，興利庫容9.6 萬m3，死庫容1.2 萬m3。該工程為20 世紀(jì)60年代群眾突擊性投勞興建，缺乏勘察設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料，施工技術(shù)及各項(xiàng)管理工作滯后，壩體填筑及基礎(chǔ)處理存在較大的質(zhì)量問題。因人力、財(cái)力有限且缺乏科學(xué)的水文計(jì)算，原大壩樞紐無溢洪道。大壩防滲處理設(shè)計(jì)推薦采用壩基齒槽混凝土澆筑及坡面鋪設(shè)復(fù)合土工膜方案。

2 大壩復(fù)合土工膜防滲設(shè)計(jì)

PE 復(fù)合土工膜的主要設(shè)計(jì)參數(shù)為:二布—膜(PE 膜)，規(guī) 格 為500 g/m2，幅 寬1.8 m，膜 厚0.05 mm，允許抗拉強(qiáng)度［σ］=12 kN/m。復(fù)合土工膜主要技術(shù)參數(shù)見表1。

土工膜上墊層采用厚20 cm的粉質(zhì)黏土，其粒徑≤8 mm，上層10 mm為非篩分黏土，與土工膜接觸面為10 cm厚的篩分黏土。壩坡翻夯平整并清理干凈后，總體上可直接在其表面鋪設(shè)土工膜，因此，本工程設(shè)計(jì)不作土工膜下墊層。但施工中應(yīng)根據(jù)坡面實(shí)際情況，根據(jù)需要在局部地段增設(shè)10 cm厚的篩分黏土下墊層，以防PE 土工膜被雜物穿刺。為增強(qiáng)土工膜及其保護(hù)層的抗滑穩(wěn)定性，分別在高程:698.50 m，697.37 m，696.24 m，695.11 m，693.98 m，692.85 m處設(shè)置防滑齒槽。PE 土工膜與壩肩周邊接觸處采用C15 混凝土澆筑填埋以利整個(gè)工程構(gòu)成封閉的防滲體系。

表1 復(fù)合土工膜主要技術(shù)參數(shù)表

3 復(fù)合土工膜防滲施工要點(diǎn)

3.1 復(fù)合土工膜的施工工藝及要求

3.1.1 選材要求復(fù)合土工膜要求選用無紡?fù)凉た椢锘驒C(jī)織土工織物，其單位質(zhì)量宜為600 g/m2，厚度3 mm，抗拉強(qiáng)度≤6 kN/m，主要似水頭和壩基材料而定，本工程建議選用600 g/m2～7 mg/m2(150/0.3/150)(200/0.3/200)。

3.1.2 施工要求

坡度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，壩址淤泥應(yīng)清除;壩頂、壩面應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行平整;土工膜宜加工成塊鋪設(shè)，鋪塊的寬度控制在4 ～8 m，長度應(yīng)按設(shè)計(jì)坡長加上一定富裕量;接縫采用焊接法，供貨廠家可現(xiàn)場指導(dǎo)并提供焊接技術(shù)服務(wù)，保證焊接質(zhì)量。壩坡頂部宜錨固，壓載并留出富裕量;相鄰兩塊土工織物搭接長度水下≥1 m，護(hù)坡鋪設(shè)土工織物宜由坡底向坡頂展鋪，隨鋪隨覆蓋，相鄰兩塊土工織物搭接長度≥0.5 m;鋪設(shè)應(yīng)保持平順，松緊適度，對(duì)地基條件差，變形較大的基面，應(yīng)留有一定富裕量。迎水面堤坡干砌混凝土塊時(shí)，應(yīng)先鋪一層砂或碎石保護(hù)，再干砌預(yù)制塊，預(yù)制塊不高處拋擲，應(yīng)從下向上掛線鋪設(shè)。施工時(shí)，不允許高跟鞋和帶鐵釘于面層，工具不得放在膜料上，第一次放水應(yīng)先小后大，逐步加大水量，停水時(shí)要逐步減少不能猛漲驟落，損壞邊坡［1］。

3.2 施工要點(diǎn)

3.2.1 測量定位

在進(jìn)行土工膜鋪攤之前需要進(jìn)行測量定位作業(yè)，將鋪攤兩側(cè)的邊線進(jìn)行測量放樣，之后采用拉線的方法在邊線上進(jìn)行定位，對(duì)需要鋪攤的面積進(jìn)行計(jì)算，并且對(duì)鋪攤的邊線進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

3.2.2 搬運(yùn)

本工程主要采用的土工膜都額長度通常為長50 m，寬6 m，在施工現(xiàn)場主要采用的搬運(yùn)方法是人工抬運(yùn)。主要是運(yùn)用鋼管穿入卷芯中，將露在兩側(cè)的鋼管上系上繩套進(jìn)行抬運(yùn)。在對(duì)土工膜搬運(yùn)的過程中，嚴(yán)禁將外包裝撕裂，從而避免土工膜受到損壞。

3.2.3 攤鋪

復(fù)合土工膜攤鋪分上游壩坡斜面與庫底水平攤鋪兩部分。上游坡面復(fù)合土工膜攤鋪分兩步:第一步，與防浪墻墻基錨固部位的坡頂攤鋪2m 并外露預(yù)留搭接邊;第二步，待防浪墻墻基部分澆筑完成，將待鋪復(fù)合土工膜置于防浪墻墻基部位，上端與墻基部位預(yù)埋復(fù)合土工膜搭接、對(duì)正，將上端采用砂袋壓重固定，然后向下滾鋪。滾鋪時(shí)，應(yīng)用繩套緩緩下放，禁止直接滾下。庫底水平攤鋪時(shí)，先將一端同相鄰塊對(duì)接，砂袋壓重固定，然后人工推動(dòng)滾鋪。

3.2.4 焊接

1)試焊:在對(duì)土工膜進(jìn)行正式的焊接之前，為了保證焊接質(zhì)量滿足焊接要求，必須對(duì)土工膜進(jìn)行試焊。用于試焊的樣品的長度必須在1 m或以上，需要根據(jù)試焊當(dāng)日的溫度以及環(huán)境進(jìn)行綜合考慮。通過對(duì)土工膜的試焊，可以對(duì)正式焊接施工中的工作狀態(tài)進(jìn)行合理的調(diào)整，從而確定合理的焊接溫度、速度以及壓力。試焊完成，在滿足當(dāng)日氣溫條件下檢測樣品質(zhì)量合格后，方能進(jìn)行大面積的焊接施工。若檢測結(jié)果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，重新試焊，直到檢測結(jié)果滿足要求。滿足要求的試樣焊接參數(shù)作為正式焊接的主要依據(jù)。擠壓熔焊接時(shí)也要進(jìn)行試焊［2］。

2)焊接前的準(zhǔn)備工作:本工程對(duì)土工膜的焊接主要是運(yùn)用熱合焊機(jī)進(jìn)行焊接。在進(jìn)行土工膜焊接之前，需要首先鋪好第一幅土工膜，之后將其需要焊接的邊進(jìn)行翻疊，翻疊的寬度大約為0.6 m，之后將第二幅鋪攤在第一幅土工膜上，對(duì)兩幅土工膜的焊接邊緣走向進(jìn)行調(diào)整，使得兩幅土工膜搭接長度為0.1 m。在焊接之前需要使用比較干凈的毛巾將土工膜上的雜物清理干凈，保證土工膜表面的整潔。

3)雙縫熱合焊機(jī)焊接:雙縫熱合焊接方法如下:做好土工膜之間搭接寬度的檢查，永昌土工膜焊接需要搭接的寬度為1 cm。在焊接之前，需要對(duì)土工膜的表面進(jìn)行嚴(yán)格的清理，運(yùn)用抹布將表面的灰塵、污物以及水分清理干凈，保證膜面的干燥以及清潔。

4)擠壓熔焊機(jī)焊接:對(duì)于復(fù)合土工膜長直焊縫，主要是使用雙縫熱合焊機(jī)進(jìn)行焊接。對(duì)于非長直焊縫以及局部修補(bǔ)、加強(qiáng)處理等部位，采取熱熔擠壓焊接。焊接時(shí)將機(jī)頭對(duì)正接縫，不得焊偏，不能允許滑焊、跳焊。焊縫中心的厚度為墊襯厚度的2.5 倍，且≥3 mm。一條接縫不能連續(xù)焊完時(shí)，接茬部分已焊焊縫要至少打毛50 mm，然后進(jìn)行搭焊。根據(jù)氣溫情況，對(duì)焊縫即時(shí)進(jìn)行冷卻處理。擠壓熔焊作業(yè)因故中斷時(shí)，必須慢慢減少焊條擠出量，不可突然中斷焊接，重新施工時(shí)應(yīng)從中斷處進(jìn)行打毛后再焊接。擠壓熔焊接的操作程序見圖1。

圖1 擠壓熔焊機(jī)焊接程序圖

3.2.5 T 字接頭處理

土工膜之間的連接嚴(yán)禁出現(xiàn)“十”接頭的現(xiàn)象，如果是多幅土工膜之間的連接應(yīng)該采用“T”字型接頭。在施工過程中，兩個(gè)相鄰?fù)凉つぶg的縱向縫主要是采用熱楔式焊機(jī)焊接。其施工要點(diǎn)如下:

1)外貼PE 膜與下部PE 膜環(huán)行接觸部位保持潔凈、干燥。

2)外貼PE 膜必須覆蓋相鄰三條縱橫向直焊縫預(yù)留部位，其尺寸還須小于檢測真空罩直徑。

3)與T 型接頭相鄰部位三個(gè)氣道須熱風(fēng)槍進(jìn)行封閉。

4)T 型接頭施工完成須采用真空負(fù)壓法檢測其滲透性。

4 結(jié) 語

復(fù)合土工膜防滲的主要優(yōu)勢是防滑效果好、抗穿透能力強(qiáng)、表面摩擦力大等，與其他塑料膜防滲相比，具有施工簡單、質(zhì)量可靠以及造價(jià)低廉的特點(diǎn)。復(fù)合土工膜施工首先必須科學(xué)設(shè)計(jì)，嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)。施工中要耐心細(xì)致，鋪膜前應(yīng)注意檢查基面，并確保無小碎石或其它尖銳物。施工中加強(qiáng)對(duì)土工膜的保護(hù)，防止損傷。為確保達(dá)到理想的防滲效果，必須保證保護(hù)層斷面完整，嚴(yán)格按照《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》施工。

［1］賴翼峰，鄧堅(jiān)，陳向日. 復(fù)合土工膜防滲技術(shù)在水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用［J］. 水利技術(shù)監(jiān)督，2005(05):56－57.

［2］李鋒，費(fèi)小霞，李華. 復(fù)合土工膜用于水利工程渠道防滲的施工質(zhì)量控制［J］. 河南水利與南水北調(diào)，2010(01):23－24.