土工膜防滲在水庫大壩除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

楊漢錫 上官宗盼

（1溫州市行政審批與公共資源交易服務(wù)管理中心；2溫州市水鄉(xiāng)建設(shè)促進(jìn)中心）

1 永嘉縣水庫情況的概述

永嘉縣境內(nèi)已建成投入運(yùn)行的水庫78 座，合計(jì)水庫總庫容1.13億m3，正常庫容8 690萬m3。其中包括金溪、北溪2座中型水庫，小一型水庫15座，小二型水庫61座。水庫壩型類別為翻板閘2座、重力壩3座，土石壩39座、拱壩34座。大塘水庫位于永嘉縣金溪鎮(zhèn)甌渠村，水庫大壩始建于1957 年，經(jīng)多年運(yùn)行，大壩存在壩坡普遍散浸現(xiàn)象，且中間部位存在明顯滲漏點(diǎn)，壩體防滲性能達(dá)不到規(guī)范要求，威脅下游6 000多人口，危害相當(dāng)大。因此大塘水庫要確保工程本身安全，積極開展水庫大壩除險(xiǎn)加固工作。

2 土工膜防滲處理技術(shù)

隨著水庫土石壩的除險(xiǎn)加固工程技術(shù)的不斷發(fā)展，根據(jù)永嘉縣水庫的情況，通過對金溪、北溪兩座中型水庫洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析，因超標(biāo)準(zhǔn)洪水導(dǎo)致潰壩的可能性很小，但并不能排除超標(biāo)準(zhǔn)洪水發(fā)生的可能，一旦遇到超標(biāo)準(zhǔn)洪水導(dǎo)致潰壩，下游的損失將十分慘重，所以多采用土工膜、黏土斜墻、沖抓套井回填以及高噴灌漿的防治方案來開展水庫土石壩除險(xiǎn)加固工程。同時(shí)根據(jù)工程的實(shí)際作條件、工程壩體用材等方面進(jìn)行綜合考慮，永嘉縣水庫大壩除險(xiǎn)加固工程時(shí)，采用的防治設(shè)計(jì)方案是迎水坡面鋪設(shè)土工膜。PE復(fù)合土工膜采用重量為900，膜厚為0.50 mm，滲透系數(shù)k≤10～12 cm/s的二布一膜。這種防治方案的施工思路是從水庫壩頂開始加固，直到壩腳為止，實(shí)現(xiàn)全壩面的鋪設(shè)和全面的復(fù)合土工膜防滲。

由于永嘉縣水庫存在壩坡普遍散浸現(xiàn)象，且中間部位存在明顯滲漏點(diǎn)，壩體防滲性能達(dá)不到規(guī)范要求，需要對迎水坡面鋪設(shè)土工膜工程，工程從以下幾個方面開展施工：在開展鋪設(shè)施工時(shí)，對水庫兩岸山坡、護(hù)坡前趾與土工膜底部相融合處，挖掘一條防滲齒槽在兩岸山坡和在護(hù)坡前趾之間的融合處，控制好防滲齒槽的深度，確保其深度控制在相對不透水層處。同時(shí)設(shè)置好開挖邊坡的比例，其比例一般為1∶1。防滲齒槽的處理方式選擇砼截水或黏土回填的方式?？刂坪脧?fù)合土工膜的分層處理，保證下墊層、防滲層、防護(hù)層的施工質(zhì)量。開展下墊層的鋪設(shè)時(shí)，墊層要選擇厚度為一百毫米的黏土，以此預(yù)防壩面的尖銳石塊等物質(zhì)刺破土工膜，同時(shí)防護(hù)層作為復(fù)合土工膜，其材料可以選擇厚度為100 mm的黏土。接著再鋪設(shè)六方塊護(hù)坡或?qū)?20砼護(hù)坡進(jìn)行澆筑。

3 土工膜防滲技術(shù)工序

3.1 作業(yè)前期準(zhǔn)備

開展水庫大壩除險(xiǎn)加固定工程時(shí)，要先對復(fù)合土工膜所需的建筑用材的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢核。除險(xiǎn)加固定工程所需復(fù)合土工膜的材料為“兩布一膜”，“兩布”就是用短線滌綸布作為上下兩層的材料，而“一膜”則選用PE膜。為了保證工程的施工質(zhì)量，聘請委托具有檢測資質(zhì)的機(jī)構(gòu)，嚴(yán)格檢測工程的各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保證工程的各項(xiàng)指標(biāo)符合國家、行業(yè)規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，這是有效保證水庫大壩防滲效果的重要步驟。另外，施工期間，及時(shí)清理了現(xiàn)場的建筑垃圾，保證基面的平整和清凈。完成基面施工后，再對下墊層進(jìn)行鋪設(shè)，對下墊層開展夯錘處理，而且還要利用夯板對下墊層進(jìn)行夯緊，確保下墊層平整密實(shí)。

3.2 鋪設(shè)土工膜的處理

3.2.1 土工膜的鋪設(shè)辦法

在開展土工膜的鋪設(shè)時(shí)，必須要保證壩軸線與土工膜進(jìn)行垂直鋪設(shè)，而且要控制好兩塊土工膜的搭接距離，確保下墊層與土工膜處于緊貼狀態(tài)，同時(shí)要對膜進(jìn)行壓平處理。在開展壓平工作時(shí)，要控制好膜的松緊度，不能拉得太實(shí)，要留下一定的松度，而且膜底不能存在氣泡。由于土工膜具有輕薄的特點(diǎn)，容易受大風(fēng)的影響，所以在鋪設(shè)土工膜的過程中，要開展控制土溝槽的工作，同時(shí)要控制好土溝槽的距離。處理好土工膜防滑枕，在土溝槽內(nèi)鋪設(shè)土工膜，然后再用混凝土或黏土進(jìn)行回填，以此將土工膜進(jìn)行固定。

3.2.2 開展復(fù)合土工膜鋪設(shè)的技術(shù)處理

為確保復(fù)合土工膜的鋪設(shè)質(zhì)量，工程挑選在合適的天氣環(huán)境下進(jìn)行，一般都是選擇溫暖干燥的天氣。同時(shí)，為了保證拼接工作的順利完成，避免應(yīng)力集中的現(xiàn)象。一般情況下，波浪形的松弛方式是最佳的鋪設(shè)方式。利用這種方式可以保證鋪設(shè)時(shí)具有較好的富余度，其富余底大約在1.50%。將防滑枕放入土工膜時(shí)，要拉直土工膜，確保坡面與復(fù)合土工膜平整融合在一起，保證土工膜不出現(xiàn)突起褶皺的情況。同時(shí)在鋪設(shè)過程中作業(yè)人員不能穿釘鞋，以免尖銳的鞋踩破土工膜。倘若出現(xiàn)土工膜損壞的情況，一定要及時(shí)修補(bǔ)，確保土工膜的質(zhì)量符合要求。

3.3 土工膜拼接處理

開展土工膜拼接施工時(shí)，施工單位從以下三個問題開展工作：

第一，在開展復(fù)合土工膜的連接工作時(shí)，處理好兩個程序問題，分別是中層的PE 膜和上下層無紡織布的連接問題。對于這兩個程序的處理辦法，在開展連接上下層無紡織布縫接工作時(shí)，一定要采用尼龍線或手提縫紉機(jī)進(jìn)行雙道縫接處理。同時(shí)要控制好搭接的寬度，一般情況下，其寬度在10 cm 左右。在連接PE膜時(shí)，要選擇好焊接工具使用模式，正常情況下，應(yīng)選擇自動調(diào)溫電熱模式，再配合雙道塑料熱合機(jī)，保證土工膜的拼接質(zhì)量。

第二，在焊接施工時(shí)，一旦鋪設(shè)好第一幅土工膜，要對其開展焊接工作，處理好邊翻疊的問題，控制好翻疊的寬度，一般情況下，寬度要控制在60 cm左右。在第一幅膜的基礎(chǔ)上鋪設(shè)第二層膜，但是在鋪設(shè)的過程中要注意處理好膜與膜之間的邊緣問題，在對其進(jìn)行焊接時(shí)，要調(diào)整好幅膜邊緣，確保搭接超過10 cm，其效果圖如圖1所示。

圖1 土工膜焊接的作業(yè)圖

第三，在開展現(xiàn)場焊接工作時(shí)，要選擇合適的天氣。一般情況下，選擇在風(fēng)力不超過3 級的干燥暖和的天氣下進(jìn)行焊接最適合。同時(shí)，處理好焊接基底的表面，保證其干燥、干凈，因此，在開展焊接之前，施工單位通過發(fā)揮電吹風(fēng)的作用，將基底表面的泥土、砂子等不利于焊接的物質(zhì)清理干凈，而且在焊接時(shí)還要在焊接部分的下端放置長木板，以保證焊接時(shí)的平整度，從而保障焊接質(zhì)量。未開展焊接前，施工還要從PE膜的厚度、施工天氣等細(xì)節(jié)上進(jìn)行綜合考慮。開展焊接試驗(yàn)時(shí)要利用相同PE膜，并且要控制好焊接時(shí)的溫度，一般情況下，溫度應(yīng)保持在220h～300h之間。同時(shí)，在試驗(yàn)時(shí)，要嚴(yán)格記錄好焊接機(jī)的焊接溫度和行走速度，而且要充分發(fā)揮拉力機(jī)的作用，在現(xiàn)場利用它開展剪切、剝離試驗(yàn)，當(dāng)樣品測試符合標(biāo)準(zhǔn)要求后，記錄好相關(guān)的焊接施工工藝指標(biāo)，再進(jìn)行正式的焊接作業(yè)。焊接時(shí)，要保證焊接質(zhì)量，確保焊接透明、順直、平整。拼接兩條焊縫時(shí)，控制好焊縫的寬度，其焊縫一般保持在10 mm，并預(yù)留一定的空間在兩條焊縫當(dāng)中，空間長度也是10 mm左右。

3.4 鋪設(shè)反滲水坡面土工膜的注意點(diǎn)

針對死水位高、大壩高度高的水庫大壩，在坡面底部開展土工膜作業(yè)時(shí)，可能會出現(xiàn)坡面反滲水的問題。針對這種情況，施工單位選擇反滲水坡面土工膜鋪設(shè)技術(shù)。在了解坡面滲水的狀況下，選擇好方向，根據(jù)一定的間隔距離挖掘?qū)B槽，然后再用砂卵石進(jìn)行回填。同時(shí)在坡面底部開展土工膜工作，根據(jù)導(dǎo)滲溝的布置情況，設(shè)置好相應(yīng)的間隔間距，處理好逆止閥排水情況。

4 結(jié)語

通過對永嘉縣水庫開展加固工作，采用土工膜防滲技術(shù)，有效降低工程的投資成本。土工膜防滲技術(shù)應(yīng)用在水庫大壩除險(xiǎn)加固工程中收到良好的效果。盤山后水庫除險(xiǎn)加固建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，水庫除險(xiǎn)加固完成后，可以作為南陳村的生活水源，保障了1 000 多人的生活用水，還可保證下游40 hm2農(nóng)田的灌溉，具有良好的社會效益。同時(shí)，大壩景觀設(shè)計(jì)與開發(fā)建設(shè)的“溫泉小鎮(zhèn)”周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，有效推進(jìn)溫州西部山區(qū)旅游休閑產(chǎn)業(yè)建設(shè)。