土工膜上墊層及護(hù)面施工技術(shù)

楊志剛

（元陽縣水務(wù)局）

1 工程概況

元陽縣增益寨水庫至爛衙門引水工程五家寨水庫工程，是一座有別于傳統(tǒng)壩型的水庫，傳統(tǒng)壩型的水庫主要為在河床部位填筑擋水建筑物形成水庫，五家寨水庫則是在山頂?shù)匦蜗鄬ζ骄弻掗熚恢瞄_挖庫盆，利用庫盆開挖料對四周進(jìn)行壩體填筑，形成一個(gè)環(huán)形的水庫。庫區(qū)防滲由壩坡面防滲及庫底防滲兩部分組成，均采用土工膜進(jìn)行防滲。壩坡面上層土工布表面設(shè)置上墊層及護(hù)面，上墊層采用碎石墊層，護(hù)面采用C15 混凝土預(yù)制塊護(hù)面，結(jié)構(gòu)形式見圖1。

圖1 土工膜上墊層及護(hù)面結(jié)構(gòu)圖

2 施工技術(shù)要點(diǎn)分析及方案確定

五家寨水庫上游壩面護(hù)坡面積66 693.00 m2，設(shè)計(jì)混凝土預(yù)制塊尺寸為大塊和小塊兩種規(guī)格，大塊（長×寬×厚）為：0.50 m×0.30 m×0.10 m，小塊0.30 m×0.30 m×（0.06～0.10）m，共需預(yù)制塊557 268塊，其中大塊283 148塊，小塊274 120塊。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，大塊采用預(yù)制，小塊采用現(xiàn)場填空現(xiàn)澆的方式鋪設(shè)。但本工程護(hù)坡面積大，小塊面積小，厚度薄，現(xiàn)場填空現(xiàn)澆振搗不易，預(yù)制塊強(qiáng)度難以得到保證。經(jīng)綜合考慮分析，混凝土預(yù)制塊大塊和小塊均采用提前預(yù)制，現(xiàn)場拼裝鋪設(shè)。

五家寨水庫上游壩面護(hù)坡斜長69.18 m，高程1 028.00 m設(shè)置有2.00 m寬的戧臺。跟以往工程不同，墊層料及混凝土預(yù)制塊無法直接在壩坡面上運(yùn)輸，碎石墊層及混凝土預(yù)制塊鋪設(shè)以人工鋪設(shè)為主，大量的人工在已鋪設(shè)土工膜的土工布表面往復(fù)行走，運(yùn)輸材料、鋪設(shè)墊層和鋪設(shè)混凝土預(yù)制塊，極易造成土工膜因往復(fù)踩踏而出現(xiàn)孔洞和土工膜下滑，導(dǎo)致土工膜滲漏。如何最大限度減少材料運(yùn)輸及鋪設(shè)施工對坡面土工膜影響和損傷是一大難點(diǎn)，也是必須要保證的，上游壩坡膜上碎石墊層及混凝土預(yù)制塊運(yùn)輸是重點(diǎn)，也是關(guān)鍵。因此，通過方案的比較分析，最終采用墊層料及混凝土預(yù)制塊坡面運(yùn)輸方案選擇馬道以下采用汽車式起重機(jī)運(yùn)輸，馬道以上采用溜槽運(yùn)輸，最大限度減少了施工過程對土工膜的影響，保證了施工質(zhì)量，保障了施工進(jìn)度。

3 上墊層及混凝土預(yù)制塊護(hù)面施工

3.1 施工準(zhǔn)備

混凝土預(yù)制塊數(shù)量較大，應(yīng)提前計(jì)劃生產(chǎn)，并規(guī)劃充足的成品堆碼場地，堆碼高度不宜超過1.50 m。堆碼方式沿長邊側(cè)立堆碼，縱向、橫向交叉堆碼，不宜平面堆碼，避免底部混凝土預(yù)制塊因長時(shí)間受壓而開裂。

根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求文件，試驗(yàn)室對周邊料場的碎石料進(jìn)行取樣、篩分，選擇最符合設(shè)計(jì)要求的料場進(jìn)行碎石料采購，嚴(yán)格控制碎石料超徑、遜徑含量，超徑含量過多則對保護(hù)土工膜不利，遜徑含量過多則庫水位驟降過程中容易從混凝土預(yù)制塊縫隙中流出。

施工工具準(zhǔn)備，混凝土預(yù)制塊鋪設(shè)人員人手配備一把橡膠錘、鋼尺、撬棍或磚刀、抹泥板，配備不齊人員不得進(jìn)行混凝土預(yù)制塊鋪設(shè)。橡膠錘用于對預(yù)制塊敲擊、整平，鋼尺用于測量搭接寬度、凹坑深度等，撬棍或磚刀用于預(yù)制塊校正，抹泥板用于碎石墊層料精平。

3.2 樣板先行制度

五家寨水庫上游壩面護(hù)坡面積較大，點(diǎn)多面廣，為此，施工決定推行樣板先行制度，在壩軸線里程的某段位置壩面進(jìn)行樣板鋪設(shè)，選取施工技術(shù)相對精湛的班組鋪設(shè)，鋪設(shè)過程中管理人員全面跟蹤檢查、指導(dǎo)，同時(shí)對確定的施工工藝進(jìn)行檢驗(yàn)。樣板鋪設(shè)完成，對樣板施工質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，線型順制度、表面平整度及縫隙寬度等均滿足設(shè)計(jì)要求，且基本達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 上墊層鋪設(shè)施工

3.3.1 測量放線

土工膜表面放線采用的是將混凝土預(yù)制塊鉆孔，鋼筋樁一頭插入鉆孔內(nèi)，一頭掛施工線，混凝土預(yù)制塊擺放于土工布上表面，該措施不用把土工膜釘穿，但鋼筋樁在施工過程中容易滑動，施工控制線準(zhǔn)確度降低。

采用這種措施，測量人員加大了對施工控制線的復(fù)核頻率，既保護(hù)了土工膜不損壞，又提高了施工控制準(zhǔn)確度。

3.3.2 碎石料運(yùn)輸

馬道以下坡面，碎石料由自卸車（15 t）直接運(yùn)輸至庫底，裝載機(jī)裝入專用圓形塔吊料斗，25 t汽車式起重機(jī)吊入鋪設(shè)工作面附近。料斗底部距鋪設(shè)面高度控制在0.50～0.80 m，低于0.50 m，料斗底部容易掛到土工膜，進(jìn)而損壞土工膜；高于0.80 m，卸料時(shí)碎石料落差大，容易沖擊土工布，導(dǎo)致土工布、土工膜滑動。卸料時(shí)沿鋪設(shè)作業(yè)面緩慢移動料斗，碎石料均勻攤鋪，不得集中卸料，避免受力集中造成土工布、土工膜滑動。

馬道以上坡面，在鋪設(shè)作業(yè)面中部設(shè)置運(yùn)輸帶，寬度2.00～3.00 m，先在坡面上多鋪設(shè)一層土工布，與防滑槽結(jié)合低凹部位用碎石墊層鋪填平順，頂部鋪設(shè)黑色聚乙烯膜，厚1.50 mm，聚乙烯膜兩側(cè)用土袋墊高，中部形成凹槽。壩頂位置采用Φ16鋼筋樁錨固，伸入基礎(chǔ)40 cm。碎石料由自卸車（15 t）直接運(yùn)輸至壩頂，分堆堆放于運(yùn)輸帶旁，人工鏟入運(yùn)輸帶，人工站在運(yùn)輸帶上沿坡面自上而下將碎石料扒運(yùn)至鋪設(shè)作業(yè)面。

3.3.3 碎石料鋪設(shè)

人工采用0.50 m 寬的鋼制刮板將作業(yè)面的碎石墊層攤鋪初平，刮板使用前應(yīng)對刮板進(jìn)行鈍化處理，沿碎石表面扒刮，不宜掏底挖刮，避免損傷土工布及土工膜。初平完成后應(yīng)進(jìn)行精確平整，精平作業(yè)人員人手配一把鋼卷尺和鐵板，按照厚度施工控制線采用后退法整平鋪設(shè)面，精平后的鋪設(shè)面不允許人員走動、踩踏，避免鋪設(shè)面破壞。

3.4 混凝土預(yù)制塊護(hù)面鋪設(shè)施工

3.4.1 測量放線

放線基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作同上墊層鋪設(shè)類似，這里主要強(qiáng)調(diào)圓弧段和直線段混凝土預(yù)制塊縱、橫向放線方法。

3.4.2 混凝土預(yù)制塊運(yùn)輸

馬道以下坡面，混凝土預(yù)制塊由堆場采用小型運(yùn)輸車或裝載機(jī)運(yùn)輸至庫底，人工裝卸，不得直接翻倒，避免混凝土預(yù)制塊棱角磕碰磨損，影響外觀質(zhì)量。人工裝入磚斗，采用汽車式起重機(jī)吊入作業(yè)面，磚斗不得放置在土工布表面，也不得放置在砂墊層表面，應(yīng)放置在已鋪設(shè)完成的混凝土預(yù)制塊表面，避免對下部土工膜造成損壞，人工搬運(yùn)至鋪設(shè)作業(yè)人員附近。

馬道以上坡面，混凝土預(yù)制塊由堆場采用小型運(yùn)輸車或裝載機(jī)運(yùn)輸至壩頂，人工裝卸，不得直接翻倒，避免混凝土預(yù)制塊棱角磕碰磨損，影響外觀質(zhì)量。人工堆碼在壩頂兩側(cè)，堆碼高度0.70 m 以下。沿壩坡面搭設(shè)溜槽，溜槽采用厚2 mm 鋼板制作，寬35 cm，兩側(cè)邊高15 cm。底部先鋪設(shè)一層土工布，溜槽擺放于土工布上，頂部用2根φ16鋼筋錨固，溜槽腳部用廢舊輪胎或橡膠墊保護(hù)，防止混凝土預(yù)制塊下滑至底部時(shí)與堅(jiān)硬物體撞擊。壩頂一名工人將混凝土預(yù)制塊放入溜槽，下表面朝下，輕推混凝土預(yù)制塊，使其沿溜槽緩慢下滑至底部，人工搬運(yùn)至鋪設(shè)作業(yè)人員附近，搬一塊下滑一塊，嚴(yán)禁一次下滑多塊在搬運(yùn)。

4 結(jié)語

土工膜或復(fù)合土工膜在當(dāng)今水利工程中應(yīng)用較廣泛，因其防滲性能好，成本相對經(jīng)濟(jì)，但其屬于塑性材料，厚度薄，抗穿刺強(qiáng)度低，施工過程中保護(hù)較困難。通過本項(xiàng)目的實(shí)施，有如下思考：從設(shè)計(jì)方面考慮，是否可通過適當(dāng)增加碎石墊層厚度減小對土工膜的擾動影響；在粒徑滿足設(shè)計(jì)功能要求的情況下，應(yīng)盡量減小碎石墊層的粒徑；在大面積鋪設(shè)土工膜的壩面，設(shè)計(jì)應(yīng)考慮必要的施工通道，以滿足施工運(yùn)輸需要。