蒙自市玉屏水庫(kù)工程“土工膜全鋪蓋防滲”施工技術(shù)要點(diǎn)

劉志強(qiáng)

（蒙自市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)，云南蒙自 661199）

0 引言

土工膜是一種以高分子聚合物為基本原料的防水阻隔型材料，主要分為低密度聚乙烯（LDPE）土工膜、高密度聚乙烯（HDPE）土工膜和EVA土工膜。產(chǎn)品具有強(qiáng)度高、延伸性能較好、變形模量大、耐酸堿、抗腐蝕、耐老化及防滲性能好等特點(diǎn)，產(chǎn)品品類齊全，能滿足防滲防護(hù)的各種功用需求，在土木工程各類項(xiàng)目中都有應(yīng)用。復(fù)合土工膜是布和膜復(fù)合的新產(chǎn)品，分為一布一膜、兩布一膜，產(chǎn)品常規(guī)幅寬4~6m，重量為200~3000g/m2，抗拉、抗撕裂、頂破等物理力學(xué)性能指標(biāo)高。

1 工程概況

1.1 工程項(xiàng)目簡(jiǎn)介

蒙自市玉屏水庫(kù)工程位于蒙自市文瀾鎮(zhèn)玉屏村東面，距市區(qū)1.3km，地理位置東經(jīng) 103°20′35″，北緯 23°20′39″。水庫(kù)徑流區(qū)屬珠江流域?yàn)o江水系，水庫(kù)位于馬沙河的一級(jí)支流玉水河上，玉水河發(fā)源于蒙自市文瀾鎮(zhèn)玉屏村附近，壩址區(qū)以上徑流面積1.18km2。

蒙自市玉屏水庫(kù)工程是以農(nóng)業(yè)灌溉為主兼顧下游防洪的?。ㄒ唬┬退こ蹋こ痰葎e為Ⅳ等，主要建筑物大壩、溢洪道、輸水涵管為4級(jí)，次要建筑物和臨時(shí)建筑物為5級(jí)。大壩設(shè)計(jì)全長(zhǎng)333m，壩頂高程1315m，最大壩高15m，壩頂寬12m，設(shè)計(jì)總庫(kù)容105.6萬立方米，年供水102.9萬立方米，灌溉面積2650畝。于2013年11月8日開工建設(shè)，至2015年10月20日完工，并于2017年12月26日通過竣工驗(yàn)收。

1.2 工程地質(zhì)條件

工程區(qū)位于蒙自斷陷盆地南緣地帶，小江斷裂帶東支的南延部位，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較差。庫(kù)區(qū)庫(kù)盆呈長(zhǎng)條狀之近南北向?qū)捑彌_溝地形，北側(cè)地勢(shì)相對(duì)較低，右岸呈5°～10°緩坡丘陵地形，坡體完整穩(wěn)定，左岸及上游為10°～30°的山地地形逐漸抬高，坡面完整，庫(kù)區(qū)穩(wěn)定。

庫(kù)區(qū)及近庫(kù)區(qū)外圍出露為三迭系中統(tǒng)個(gè)舊組（T2g）、第三系（N）及第四系（Q）松散堆積層，庫(kù)區(qū)在20m深度內(nèi)由粘土、粉質(zhì)粘土和泥灰?guī)r構(gòu)成，庫(kù)盤周邊地下水位較低，存在庫(kù)區(qū)滲漏問題。右岸坡面層為第四系殘坡積（Qedl）松散土層，河谷底表層為3.6～10.2m第四系沖洪積（Qapl）粘土夾粉質(zhì)粘，區(qū)間無不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。

壩基為第四系殘坡積（Qedl）粘土層、三迭系中統(tǒng)個(gè)舊組（T2g）石灰?guī)r（左岸）、第三系（N）泥灰?guī)r（右岸），清基后見硬塑狀的紅粘土、淺黃色泥灰?guī)r、石灰?guī)r，存在較強(qiáng)的巖溶滲漏。

1.3 防滲工程

玉屏水庫(kù)采用復(fù)合土工膜全鋪蓋的防滲設(shè)計(jì)，即在整個(gè)庫(kù)區(qū)表面和壩體的整個(gè)上游表面進(jìn)行鋪膜處理，壩面鋪設(shè)了19376.26m2、庫(kù)區(qū)鋪設(shè)了156916.33m2，于2013年11月13開工，2015年8月10日完工，如圖1所示。

結(jié)構(gòu)壩面為50cm粘土基層-土工膜-水平厚2m粘土保護(hù)層，左右岸坡、上游岸坡為開挖基面（灰?guī)r出露區(qū)域整平并鋪設(shè)40cm粘土基礎(chǔ)）-土工膜-10cm砂墊層-8cm厚C20混凝土預(yù)制塊，庫(kù)底為開挖基面-土工膜-40cm粘土保護(hù)層，在壩腳擋墻下進(jìn)行搭接處理，在1310m、1305m設(shè)置坡面防滑齒墻（齒墻底寬0.5m、高0.8m、坡比1:0.5），1315m設(shè)置岸坡錨固槽（齒墻底寬0.5m、高1m、坡比1:1），壩體部分埋入壩頂下50cm。膜下設(shè)排水、排氣的盲溝系統(tǒng)。

2 施工方案

大壩和防滲是本項(xiàng)目的控制性工程，必須同步進(jìn)行組織、合理布局，為減少平行作業(yè)時(shí)場(chǎng)地內(nèi)的交叉影響，土工膜鋪筑采用分期施工，一期以上游壩腳100外的庫(kù)底及右岸為主，余下部分為二區(qū)，并結(jié)合大壩填筑進(jìn)度適時(shí)組織壩面鋪設(shè)，分區(qū)如圖1粗折線示意。鋪設(shè)采用熱熔焊接的施工工藝。

圖1 庫(kù)區(qū)滲平面竣工1:1000

3 施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

首先，熟悉圖紙與設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)程規(guī)范的技術(shù)指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案的工程量相應(yīng)的施工強(qiáng)度進(jìn)行施工設(shè)備、物料準(zhǔn)備。并在充分利用現(xiàn)場(chǎng)條件對(duì)鋪筑施工涉及的各環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)的布置和銜接，合理配置利用資源、均衡生產(chǎn)。

料場(chǎng)：粘土料在設(shè)計(jì)指定的位置采備，儲(chǔ)量充足。另外工程區(qū)內(nèi)地層表層大都是粘土，在壩基開挖和庫(kù)區(qū)清理開挖時(shí)可高效利用粘土渣料，經(jīng)處理后集中堆放備用。關(guān)鍵點(diǎn)是在充分利用開挖渣料后再采挖補(bǔ)足，按先采先用的原則，保證采料、運(yùn)料、填筑的動(dòng)態(tài)平衡，并略有富余。

三通：左壩肩進(jìn)入老石料場(chǎng)的道路直接連通場(chǎng)外鄉(xiāng)村公路，布置場(chǎng)內(nèi)道路與之連接即可滿足運(yùn)輸要求，以自來水為主供水，老石料場(chǎng)315kVA變壓器搭伙供電，并配置2臺(tái)100kW移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)供鋪膜使用。

3.2 土工膜施工

施工程序：測(cè)量放線→鋪筑基面開挖、整平碾壓→驗(yàn)收合格→膜下盲溝系統(tǒng)施工→土工膜鋪筑→填筑粘土保護(hù)層（岸坡為砂墊層及混凝土預(yù)制塊鋪設(shè)）。

施工工藝流程：測(cè)量放樣→鋪膜、拼膜→縫合下層土工布→熱熔焊接機(jī)焊接→焊縫檢查驗(yàn)收合格→縫合上層土工布→鋪設(shè)下一幅→以此循環(huán)直至完成。

基面開挖：以機(jī)械開挖、平整、碾壓為主，局部人工輔助，配備2臺(tái)小松PC220挖掘機(jī)、2臺(tái)T140推土機(jī)、2臺(tái)ZL40G裝載機(jī)、5t自卸汽車5輛、4L-20/8空壓機(jī)2臺(tái)、1臺(tái)BX-12振動(dòng)平板夯、1臺(tái)HC-70沖擊夯。關(guān)鍵點(diǎn)岸坡自上而下平順無反坡、庫(kù)底基本平整無凸出、平整壓實(shí)的基面承載力。

關(guān)鍵（控制）點(diǎn)：嚴(yán)格按照施工作業(yè)程序進(jìn)行鋪筑控制，鋪膜以平行壩軸線為縱向由庫(kù)底中部分別向左右岸鋪筑。膜間主要采用3.5kW熱熔機(jī)進(jìn)行焊接（局部使用擠壓焊接機(jī)焊接），原則上堅(jiān)持現(xiàn)鋪現(xiàn)焊，焊接前搭接段面必須保證清潔干凈，不得有油污、灰塵、泥沙，焊縫要求整齊、美觀、不得有滑焊、跳走現(xiàn)象，焊接時(shí)應(yīng)保證供電電壓穩(wěn)定，必要時(shí)使用穩(wěn)壓器，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)焊接溫度在270℃左右最為適宜，低于200℃時(shí)不得施焊，焊接過程中，需隨時(shí)注意焊機(jī)的運(yùn)行情況，適時(shí)對(duì)速度、溫度進(jìn)行微調(diào)；長(zhǎng)度不夠拼接時(shí)，應(yīng)先焊好橫向再焊縱向，焊縫交叉部位錯(cuò)開搭接，結(jié)點(diǎn)成T字型，不得十字交叉，縱橫縫交叉點(diǎn)必須采用擠壓焊機(jī)進(jìn)行焊接；焊接過程中不得出現(xiàn)死折，根據(jù)地區(qū)的相應(yīng)氣溫變化情況，應(yīng)預(yù)留相應(yīng)的氣溫變化所需要的膨脹、冷縮的物理變形量（1.5%），即每幅≥9cm；按照焊接質(zhì)量要求，環(huán)境溫度≤5℃的情況下不得焊接作業(yè)，否則，焊接機(jī)械在施工作業(yè)前必須預(yù)先加熱；在焊接施工作業(yè)過程中應(yīng)經(jīng)常對(duì)擠壓焊接機(jī)械進(jìn)行檢查，并對(duì)滑塊等易被磨損的要件適時(shí)進(jìn)行更換，避免膜面受損；在轉(zhuǎn)角點(diǎn)及不規(guī)則位置應(yīng)盡量減少搭接，除特殊要求外，不得在坡度大于1:6的斜坡上或應(yīng)力集中區(qū)域1.5m范圍內(nèi)進(jìn)行搭接；鋪設(shè)完成的防滲膜未完成保護(hù)層施工前，不得隨意在其上行走或放置雜物，避免對(duì)土工膜造成不必要的損害。

錨固施工：嚴(yán)格按設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行搭接處理，“壩面、岸坡膜”分別在上游壩腳擋墻、庫(kù)區(qū)岸坡護(hù)岸擋墻與“庫(kù)底膜”搭接，頂部壩面置入壩頂結(jié)構(gòu)下錨固、岸坡置入岸坡錨固槽，坡面置入1310m、1305m防滑齒墻。

3.3 質(zhì)量檢查

嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)程規(guī)范進(jìn)行取樣檢驗(yàn)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，各項(xiàng)指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)均符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)程規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵點(diǎn)為原材料及焊縫。

復(fù)合土工膜：抽樣 3 組。重量 695g、728g、749g≥640g；厚度0.416mm、0.343mm、0.344mm≥0.3mm；斷裂強(qiáng)力為縱12.8kN/m、12.9kN/m、13.1kN/m，橫12.2kN/m、13.6kN/m、14.3kN/m≥12.0kN/m；斷裂伸長(zhǎng)率（30%～100%）為縱52%、56%、66%，橫49%、51%、61%；CBR頂破強(qiáng)為2.381kN、2.474kN、2.524kN≥2.2kN；撕破強(qiáng)力為縱 0.422kN、0.434kN、0.449kN，橫 0.437kN、0.437kN、0.461kN≥0.4kN。檢測(cè)值均符合《土工布合成材料非織造布復(fù)合土工膜》（GB/T 17642—2008）標(biāo)準(zhǔn)要求，合格率100%。

焊縫檢測(cè)：采用充氣氣壓法對(duì)每條焊縫逐一檢測(cè)，齒槽檢測(cè)縱縫6條、橫縫3條，壩坡檢測(cè)縱、橫縫各14條，庫(kù)區(qū)檢測(cè)縱縫79條、橫縫 68條，最大 0.18kPa、最小 0.15kPa≥0.1kPa，合格率100%。

基礎(chǔ)承載力：庫(kù)區(qū)基面動(dòng)力觸探試驗(yàn)21點(diǎn)次，平均值為232.7kPa、最大值474kPa、最小值150kPa≥150kPa，合格率100%。

4 結(jié)束語

土工膜施工工藝已達(dá)到完善、成熟的標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品品類齊全，便于靈活比選擇擁，并且使用壽命長(zhǎng)、安全可靠，造價(jià)相對(duì)也較低，在蒙自市玉屏水庫(kù)工程“全鋪蓋”防滲中得到成功應(yīng)用，在需要大面積防滲、防護(hù)處理的項(xiàng)目中尤其值得借鑒推廣。