南水北調干渠防滲處理關鍵工藝之復合土工膜施工淺析

胡晉隴

【摘要】南水北調工程是國家經(jīng)濟建設中的一項惠及民生的重大戰(zhàn)略性工程。渠堤的防滲透問題直接關系著工程建設的成敗與水利用系數(shù)。復合土工膜因其本身的固有特性從而實現(xiàn)并提高了渠堤防滲透性能的提升，并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

【關鍵詞】南水北調干渠、防滲處理、關鍵工藝、復合土工膜

1 前言

南水北調工程是國家經(jīng)濟建設中的一項惠及民生的重大戰(zhàn)略性工程。魯山南2段工程位于河南省平頂山市魯山縣境內，起訖里程TS229+262～TS239+042，渠段總長9.780km（其中渠道長9.066km，建筑物長0.714km），沿線自然村落分布密集，農田面積大。渠道面板滲漏的結果使得土體結構發(fā)生破壞， 力學強度隨之降低，渠道的滲透問題直接關系著工程建設的成敗與工程運行的安全。復合土工膜是用聚乙烯或聚氯乙烯的增強改性，壓延成膜與滌綸針刺土工布熱合而成，具有抗拉強度高、延伸性能好、變形模量大、防滲性能好等特點。故在輸水渠道防滲處理中推廣采用，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。本文結合南水北調魯山南2段干渠工程復合土工膜施工及通水運行情況，闡述復合土工膜在渠道防滲處理中的應用。

2 防滲處理的必要性和應對措施

本標段沿線自然村落分布密集，農田面積大。如果渠道，易產生滲透破壞，威脅渠堤安全。如果滲透現(xiàn)象不能滿足滲透穩(wěn)定性要求則會導致干渠渠堤回填土邊坡發(fā)生表層淺滑現(xiàn)象，造成施工區(qū)附近房屋的成群開裂、公路、鐵路塌方和農田水利設施的破壞。解決干渠的防滲透問題是本工程項目需要攻克的關鍵技術問題之一。因此必須采取行之有效的工程措施對渠堤進行防滲透處理。

結合本標段的實際情況及根據(jù)設計要求，本標段采用復合土工膜技術來改善并提高渠道防滲透性能。渠道過水斷面采用現(xiàn)澆混凝土襯砌，邊坡厚10cm，底板厚8cm。渠堤和底板主要使用800g/m2的二布一膜，垂直滲透系數(shù)為<1×10-11，斷裂延長率>50%。本標段共9066m渠段鋪設復合土工膜以加強防滲。

3 復合土工膜鋪設施工方法

（1）、復合土工膜鋪設

將渠道邊坡上的草皮、樹根等雜物全部清除干凈，然后按設計斷面進行削坡，削坡時，必須徹底清除一切尖角硬物，以防損傷復合土工膜。對局部較松軟的坡面和虧坡斷面進行處理，做到坡面或砂面平整。在渠基精削坡及中粗砂墊層驗收合格后鋪設。復合土工膜從渠道上游至下游沿渠道軸線方向緩慢滾放鋪設。鋪開后，人工抻平找正。鋪設時松緊適度，富裕度約1%，以避免復合土工膜在運行中出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象，也有利于拼接。復合土工膜在鋪開后，檢查有無砂眼、疵點雜質等，土工膜應保持自然松弛，與基層或支持層之間貼實，不出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象均，與坡面應壓平貼緊，清除氣泡，避免架空。鋪設后，邊緣部位壓緊固定，為便于接縫，復合土工膜兩側預留10cm寬光面膜，垂直于水流方向鋪設，接縫寬度10cm，上游邊壓下游邊。

鋪設過程中要求作業(yè)人員穿軟底或鞋或平底鞋、土工膜上禁止放置棱角鋒利的的工器具和杜絕進行一切可能引起土工膜損壞的施工作業(yè)，土工膜鋪設完成但尚未進行渠道混凝土襯砌的部分，及時對土工膜進行保護，防止被破壞 。頂部用棱角圓滑的方木塊壓頂，在土工膜上面鋪上適當砂礫石墊層，以防因風吹張拉撕裂，且能保護復合土工膜不被強烈的陽光照射損傷。在土工膜施工區(qū)域禁止吸煙，禁止使用電氣焊，防止燙傷防滲膜或發(fā)生火災。

（2）、復合土工膜搭接

復合土工膜拼接質量的好壞是復合土工膜防滲性能成敗的關鍵。本工程使用的是兩布一膜，拼接采用熱熔焊法拼接。首先將底層布用用手提式封包機、滌綸線進行縫合，再將防滲膜焊接完成后，縫合上層布。正式焊接前，根據(jù)施工區(qū)氣候特點進行試焊，確定行走速度和焊接溫度。在施工中焊接機行走速度2米/min，焊接溫度為240～260℃?，F(xiàn)場焊（粘）接前，先進行場外焊（粘）接試驗，確認焊（粘）質量滿足要求后，再進行正式焊（粘）接施工。復合土工膜分兩種方式搭接，一種是焊接、一種是粘接。焊接是利用TH-501型土工膜焊接機，將土工膜順水流方向搭接10cm，將焊接速度和行走速度調整好，進行焊接。對不宜焊接的邊角部位，采用KS膠將土工膜接頭部位粘接在一起，將塊狀的KS膠在金屬容器內加熱至液體狀，用刷子蘸膠刷涂抹于被粘接面上，粘合后，迅速用橡皮錘敲擊粘接面，使兩粘接面充分結合緊密。

（3）、復合土工膜檢測

土工膜焊接或粘接完成后，應認真檢查焊接（粘接）質量，檢測方法有目測法和充氣檢驗法：復合土工膜焊接好后，對接縫逐條進行檢驗，觀察有無漏接，接縫是否燙損，有無褶皺，是否拼接均勻等，并利用手撕法判斷粘接質量，若有達不到質量要求者應進行返工處理。充氣檢測法為采用充氣法對全部焊縫進行檢測，焊縫為雙條，兩條之間留有約10cm的空腔，將待測段兩端封死，插入氣針，充氣至0.05MPa～0.20MPa，觀察真空表，30s內氣壓無明顯下降表明不漏氣，焊縫即為合格，否則要查找原因及時修補。

土工膜焊接檢驗合格后，即進行面層土工布的縫接。縫合面要求松緊適度，縫接平順。

4 結束語

本工程在施工過程中嚴格按復合土工膜施工技術要求進行現(xiàn)場焊（粘）接的質量控制，且經(jīng)過室內試驗結果表明，復合土工膜各項性能指標均能滿足設計要求，確保焊（粘）接質量。2014年全線正式通水運行至今，渠道襯砌面板經(jīng)歷了冬季冰期輸水、春季融冰期輸水、及夏季高溫輸水等多種氣候條件下的輸水狀況，工程質量也得到了充分的檢驗。渠道輸水運行實踐檢驗證明，渠道水利用系數(shù)平均值為0.90左右，防滲效果顯著。