淺談復(fù)合土工膜在新疆平原水庫中的應(yīng)用

（新疆建通工程管理有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000）

1 復(fù)合土工膜在平原水庫中的作用

由于新疆地質(zhì)條件復(fù)雜，荒漠化嚴(yán)重，所處地質(zhì)多以礫質(zhì)戈壁、砂礫石、砂壤輕質(zhì)土、粉土、鹽堿土為主，均為滲透性系數(shù)較高的土質(zhì)，在此類地質(zhì)條件下修建平原水庫，首先要解決的是滲透問題。復(fù)合土工膜作為一種新型的化工產(chǎn)品具有很好的抗?jié)B透性、耐水壓、耐腐蝕、耐磨損、耐低溫、強度高、無毒、保溫、保濕、防霜、防凍等性能，是新疆平原水庫防滲材料的首選。

2 影響復(fù)合土工膜防滲性能的因素及解決辦法

2.1 選材

目前市場上流通的土工膜種類很多，主要有HDPE、LDPE、CPE、EVA、PVC 等一布一膜、 兩布一膜和兩膜一布等復(fù)合土工膜，與復(fù)合土工膜配套使用的土工布種類也有很多，主要分為短纖土工布、長纖土工布、丙綸土工布等。各種規(guī)格的土工膜、土工布在重量、厚度、斷裂強度及頂破強度等方面的性能不盡相同。據(jù)本人在新疆從事7年水利工程的經(jīng)驗和所接觸到的喀什一市四縣人飲水沉砂調(diào)節(jié)池、阿克蘇地區(qū)地位蓄水沉砂調(diào)節(jié)池這2個項目以及設(shè)計文件、新疆地質(zhì)條件綜合來說，新疆平原水庫多以厚0.5 mm和0.6 mm、寬6 m的HDPE土工膜和200 g/m2的短纖針刺土工布為多；復(fù)合土工膜目前采用最多的是幅寬4 m和6 m膜，為確保防滲質(zhì)量和減少焊接焊縫，選幅寬6 m的較為適合，具體長度可根據(jù)現(xiàn)場施工條件和施工要求訂制。不同部位選用不同規(guī)格的型材，庫盤底部一般選用0.6 mm及以上厚度的一布一膜加一布復(fù)合土工膜防滲，邊坡一般選用0.5 mm及以上厚度的兩布一膜復(fù)合土工膜防滲。

2.2 儲存、鋪設(shè)

復(fù)合土工膜的施工，在平原水庫的建設(shè)過程中至關(guān)重要。首先，復(fù)合土工膜進(jìn)場后需堆放在合適的位置覆蓋保護(hù)，以避免暴曬加速原材料的老化速度。有條件的最好是修建倉庫，集中存放在倉庫保管；土工膜出廠長距離運輸過程中最好選擇黑色或深色的包裝袋包裝，并覆蓋篷布防曬；如在現(xiàn)場堆放過程中發(fā)現(xiàn)包裝袋破損，應(yīng)及時覆蓋或優(yōu)先使用。其次，原材進(jìn)場后監(jiān)理單位和施工單位必須查看原材產(chǎn)品合格證和出廠檢驗報告，在二者均具備的條件下監(jiān)理單位應(yīng)見證或委托相關(guān)單位現(xiàn)場取樣檢測。此環(huán)節(jié)須注意，為確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，取樣過程應(yīng)在監(jiān)理單位或建設(shè)單位的見證下隨機抽取一卷復(fù)合土工膜（土工布），將短邊接頭處沿幅長方向裁剪掉2 m后再按檢測規(guī)范要求裁取需要的原材進(jìn)行檢測，檢測內(nèi)容必須滿足設(shè)計圖紙要求和相關(guān)規(guī)范的要求；檢測結(jié)果合格后方可同意進(jìn)場報驗和使用，嚴(yán)禁不合格產(chǎn)品進(jìn)場或使用，已進(jìn)場的限期清退出場。第三，施工過程中復(fù)合土工膜要事先預(yù)鋪設(shè)和裁剪，尤其是平原水庫的圓弧段，務(wù)必要事先預(yù)鋪設(shè)和裁剪，以免浪費和影響焊接質(zhì)量。鋪設(shè)過程中嚴(yán)禁穿高跟鞋或尖釘鞋，要求穿平底布鞋或軟底膠鞋，以免破壞土工膜原材。水庫庫盤底部施工時，務(wù)必將基礎(chǔ)面壓實緊密。一般情況下設(shè)計圖紙會對基礎(chǔ)面壓實度做出要求，施工單位和監(jiān)理單位嚴(yán)格按照設(shè)計要求施工即可，如設(shè)計未做要求時，為確保防滲質(zhì)量，建議施工單位自行壓實為宜[1]。由于新疆地質(zhì)的特殊性，基礎(chǔ)面壓實后，局部可能還會存在粗骨料集中或凸起尖銳物，為確保復(fù)合土工膜原材不受損傷，盡可能的發(fā)揮其防滲作用，可在已壓實的基礎(chǔ)面上鋪設(shè)10～15 cm粉土或細(xì)沙再進(jìn)行碾壓并檢測其壓實情況，這樣既可以起到對粗骨料集中處進(jìn)行灌縫密實作用，還可起到保護(hù)土工膜和防潮作用，從而大大減小了因基礎(chǔ)不穩(wěn)定而造成對原材的損傷。邊坡基礎(chǔ)處理完成后建議澆筑一層5 cm左右的砂漿墊層，不僅可起到找平作用，也可對復(fù)合土工膜形成一定的保護(hù)作用。第四，在基礎(chǔ)面處理完成后即可進(jìn)入鋪膜施工，鋪膜時庫盤底部一般建議選擇厚度為0.6 mm及以上、幅寬為6 m的白色的一布一膜加一布，邊坡選擇厚度為0.5mm及以上的一布一膜加一布或兩布一膜。厚膜具有較高的強度和承壓性，可避免部分人為的、機械的破壞。邊坡砂漿澆筑完畢后，即可鋪膜。注意在邊坡鋪膜前須清掃干凈砂漿墊層面，如有石子、砂漿塊、凸起的尖銳物時，務(wù)必清理干凈。土工膜鋪設(shè)不宜過緊，一般留有3%～5%的伸縮量。水庫的鋪膜一般先鋪邊坡，再鋪庫盤，先鋪設(shè)下游，再鋪設(shè)上游，上游邊幅壓下游邊幅。

2.3 焊接、粘接

復(fù)合土工膜鋪設(shè)完成，經(jīng)檢查外觀無缺陷后可進(jìn)行焊接工序。焊接質(zhì)量的好壞直接決定防滲效果的好壞，從而決定平原水庫建設(shè)的成敗。焊接過程中需要注意的影響因素有很多，諸如復(fù)合土工膜的厚度、施工現(xiàn)場的電壓、焊機爬行速度等，合理掌控施工現(xiàn)場情況，對提高焊接質(zhì)量有極大的幫助作用。為避免上述因素的干擾，以下幾點至關(guān)重要：

第一，焊接的選擇。目前國內(nèi)使用較多的是瑞福特RFT-501爬行式焊接機 （焊接速度：0～6 m/min、加熱溫度：0～450℃、焊接材料厚度：0.3 mm～3.0 mm）和RFT-DG3400德國塑料焊槍進(jìn)行焊接。此設(shè)備價格適中，是普通復(fù)合土工膜焊接的首選，也是目前水利工程應(yīng)用最普遍的焊接設(shè)備。部分焊接質(zhì)量要求高的復(fù)合土工膜可采用瑞士進(jìn)口的TWINNY S 50/60爬行式焊機（焊接溫度250～450℃、行走速度1.0～3.5 m/min，適合各規(guī)格復(fù)合土工膜的焊接）進(jìn)行焊接，進(jìn)口設(shè)備焊接質(zhì)量較好，但造價昂貴，一臺焊機價格達(dá)16萬元。第二，確定好焊接參數(shù)和焊接人員。焊接溫度和行走速度的掌控非常重要，溫度過高，行走速度較慢，會造成焊縫焊穿；溫度過低，行走較快則會導(dǎo)致焊接不牢固，影響焊接質(zhì)量和防滲效果。土工膜的焊接務(wù)必要求使用技術(shù)熟練的操作人員，如采用國產(chǎn)的RFT-501爬行式焊接機焊接，行走速度在4 m/min、焊接溫度不低于430℃為宜；如采用瑞士進(jìn)口TWINNY S 50/60爬行式焊機焊接，行走速度在2.5m/min、焊接溫度不低于430℃為宜。局部裁剪處不便焊接的地方可采用粘接法連接，目前使用較廣的復(fù)合土工膜粘接材料有KS膠和HN-2膠，兩者價格均合理，粘接效果良好，是平原水庫建設(shè)過程中彎道或圓弧段搭接、剪裁復(fù)合土工膜連接的首選材料。

2.4 檢測

復(fù)合土工膜焊接完成后為檢驗焊接效果，必須進(jìn)行土工膜焊縫檢測試驗；目前應(yīng)用較為廣泛的檢測方法為充氣試驗法。用RFT-DG3400德國塑料焊槍將焊縫的兩頭焊死，再將帶氣壓表的氣筒管那端的針頭插進(jìn)焊縫進(jìn)行充氣，氣壓在0.5～2.0 MPa、持續(xù)穩(wěn)壓時間在30 s左右為宜；如在充氣過程中出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，應(yīng)及時找到漏氣點用焊槍焊牢，再進(jìn)行試驗；等焊縫不再漏氣，穩(wěn)壓時間復(fù)合規(guī)范要求后做好記錄，表示焊縫質(zhì)量合格。在檢測過程中應(yīng)特別注意插針頭的力度和技巧，切記用力過猛，將下層膜插傷影響試驗效果和防滲效果。為確保焊縫質(zhì)量和防滲效果，焊縫應(yīng)逐條進(jìn)行檢測并做好記錄，試驗針孔應(yīng)用光膜補丁和熱風(fēng)焊槍及時修補。

2.5 回填、澆筑

復(fù)合土工膜焊接檢測合格后應(yīng)及時進(jìn)行回填和澆筑，如不能及時進(jìn)行回填和澆筑的，應(yīng)及時采取覆蓋措施，以免暴曬加速老化，影響使用壽命。對在進(jìn)行庫盤蓋重料回填和邊坡混凝土澆筑過程中存在的人為和機械損壞土工膜影響防滲效果的因素；可采取以下措施預(yù)防：第一，庫盤土工膜檢測完成后在膜上再鋪設(shè)10 cm左右的細(xì)沙或黏土，以形成自下而上由基層、砂（土）墊層、復(fù)合土工膜、砂（土）墊層、蓋重料層組成的結(jié)構(gòu)體系，將復(fù)合土工膜包裹在2層砂（土）墊層之間形成一個柔性的保護(hù)層，膜下可防止基層凸起或尖銳物對膜的損壞，膜上可防止蓋重料層的尖銳物對膜的損傷，可有效提高土工膜的質(zhì)量，確保防滲效果。第二，坡面土工膜檢測完成后可在膜上再澆筑一層3 cm左右的砂漿墊層，形成自下而上由基層、砂漿墊層、復(fù)合土工膜、砂漿墊層的結(jié)構(gòu)體系，將土工膜包裹在2層砂漿墊層內(nèi)。完成這2個措施后再進(jìn)行回填或澆筑，土工膜的防滲效果會更好。

3 小結(jié)

近年來，復(fù)合土工膜在新疆平原水庫建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣泛，著力解決好新疆平原水庫的防滲是確保新疆平原水庫建設(shè)成敗的關(guān)鍵，也是解決新疆南疆地區(qū)合理調(diào)配、利用水資源，發(fā)展新疆新型農(nóng)業(yè)、提高經(jīng)濟(jì)效益、增進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重中之重。