某灌區(qū)渠道防滲處理中復(fù)合土工膜的應(yīng)用

帥志勇

（南昌縣贛撫平原水資源保護(hù)中心，江西 南昌 330200）

0 引言

復(fù)合土工膜是由聚乙烯或聚氯乙烯等塑料薄膜為基材，與無(wú)紡布復(fù)合加工而成的新型土工防滲材料，其主要以土工織物為導(dǎo)水層，以高分子材料為防滲層，經(jīng)先進(jìn)技術(shù)延壓、熱熔、涂敷而成，與常規(guī)的瀝青混凝土、水泥土等材料相比，復(fù)合土工材料強(qiáng)度高，耐極端溫度能力強(qiáng)，延展性好，質(zhì)量輕，抗拉、防滲、抗撕裂性能優(yōu)良，造價(jià)低廉。工程實(shí)踐證明，復(fù)合土工膜應(yīng)用于渠道防滲可使?jié)B漏量減少90%以上，該防滲技術(shù)目前已在庫(kù)區(qū)、渠道、圍堰、壩體、蓄水池等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

某灌區(qū)地處江西中部平原地帶，灌溉面積65 733.33 hm2。灌區(qū)自建成以來(lái)，在長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)程中，各級(jí)渠道渠基土反復(fù)凍融、隆起和沉降，導(dǎo)致渠基襯砌板出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫、錯(cuò)位、滑坡，襯砌結(jié)構(gòu)混凝土板也嚴(yán)重老化和風(fēng)化，導(dǎo)致灌區(qū)渠道防滲節(jié)水效果明顯下降，為此必須盡快進(jìn)行防滲加固處理。灌區(qū)管理部門也先后進(jìn)行了多種防滲措施的嘗試，但并未從根本上解決渠道沖刷、滲漏、坍塌、淤積等問(wèn)題。所以，渠道防滲襯砌抗凍脹處理已經(jīng)成為目前灌區(qū)建設(shè)和管理的重中之重。

灌區(qū)渠基主要分布為透水性強(qiáng)的砂礫和砂質(zhì)粘土，為加強(qiáng)渠基礎(chǔ)防滲抗凍脹處理效果，決定采用滲透系數(shù)0.10×10-10cm/s的復(fù)合土工膜，根據(jù)類似工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，復(fù)合土工膜抵御地基不均勻沉降應(yīng)力及土體凍脹凍融破壞的能力較強(qiáng)，故應(yīng)用于此灌區(qū)工程渠道防滲抗凍脹處理中。按照設(shè)計(jì)要求，將渠道內(nèi)坡面雜物徹底清除并整平處理后，直接將復(fù)合土工膜鋪設(shè)在渠道內(nèi)坡面，上部再增鋪10 cm厚度的細(xì)砂墊層，表層鋪8 cm厚的混凝土預(yù)制板護(hù)砌，從而形成一個(gè)完整的全封閉防滲系統(tǒng)。

灌區(qū)渠道內(nèi)坡面所鋪設(shè)的復(fù)合土工膜內(nèi)的防滲膜采用厚度0.60 mm且具有熱焊接特性的聚乙烯膜，土工布為重量不小于300 g/m2的滌綸針刺無(wú)紡布，復(fù)合土工膜兩布一膜的幅寬4.00 m，設(shè)計(jì)規(guī)格300 g/0.60 mm/m2。在復(fù)合土工膜材料工程應(yīng)用前，必須進(jìn)行各項(xiàng)性能指標(biāo)的檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 復(fù)合土工膜性能指標(biāo)表

2 復(fù)合土工膜的施工工藝

2.1 施工準(zhǔn)備

在進(jìn)行復(fù)合土工膜鋪設(shè)施工前先將灌區(qū)渠道內(nèi)坡面表層的草皮、樹根、腐土等徹底清除，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行削坡處理，削坡過(guò)程中應(yīng)再次檢查雜物尤其是尖角硬物是否徹底清除，避免硬物損傷復(fù)合土工膜。之后將欠坡段和虧坡段回填夯實(shí)，并確保鋪設(shè)復(fù)合土工膜的工作面密實(shí)、平整、光滑。

回填過(guò)程中，應(yīng)將渠道坡段整理成臺(tái)階狀并按20～30 cm厚度分層夯實(shí)，根據(jù)回填方量確定渠道超填寬度，灌區(qū)超填寬度應(yīng)控制在20～45 cm，避免削坡處理引發(fā)建基面虛方。回填后及時(shí)檢測(cè)土體干容重，保證回填土碾壓施工質(zhì)量。

2.2 復(fù)合土工膜鋪設(shè)

結(jié)合灌區(qū)防滲處理渠道斷面結(jié)構(gòu)型式，采用全鋪式、半鋪式和底鋪式三種鋪設(shè)方式。對(duì)于渠道邊坡、渠底三面鋪及兩側(cè)邊坡鋪膜高度超出渠道正常水位的情況，采用全鋪式；對(duì)于一側(cè)渠道邊坡、渠底兩面鋪及一側(cè)邊坡鋪膜高度超出渠道正常水位時(shí)，采用半鋪式；底鋪式僅適用于渠底一面鋪的情況。

從灌區(qū)渠道上游向下游且垂直于渠道軸線進(jìn)行復(fù)合土工膜的通幅鋪設(shè)。檢驗(yàn)鋪膜基槽的工程屬性，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后在基槽表面灑水濕潤(rùn)，確保復(fù)合土工膜能較好地緊貼基床。鋪膜時(shí)應(yīng)先將性能符合設(shè)計(jì)要求的復(fù)合土工膜平鋪在下游基槽，再逐漸向上游鋪平，并預(yù)留出均勻褶皺，鋪膜的速度應(yīng)配合水泥砂漿護(hù)砌層施工速度，并同時(shí)進(jìn)行。

2.3 復(fù)合土工膜拼接與錨固

常見(jiàn)的復(fù)合土工膜拼接方法包括粘結(jié)法、焊接法和搭接法，為增強(qiáng)拼接的牢固性，保證防滲施工效果，灌區(qū)渠道防滲復(fù)合土工膜拼接采用焊接法。在焊接前應(yīng)將膜表面的砂土雜物清理干凈，如果膜表面較為潮濕，需采用電吹風(fēng)徹底吹干后焊接。為保證焊機(jī)能行走于平整基面，還應(yīng)在焊接前將一長(zhǎng)條木板墊置在拼接部位底下。焊接過(guò)程中，焊機(jī)熨斗溫度應(yīng)保持在180～200 ℃，完成拼接后應(yīng)檢測(cè)接縫的牢固性，保證接縫平順，松緊適度。

將土工膜上部嵌固在堤頂進(jìn)行錨固，也就是將復(fù)合土工膜直接埋進(jìn)錨固溝，并進(jìn)行填土和夯實(shí)，再上鋪混凝土封頂板。

2.4 復(fù)合土工膜護(hù)砌

將厚3 cm的水泥砂漿層鋪在錨固好的復(fù)合土工膜上找平拍實(shí)，再上鋪厚度10 cm 的混凝土預(yù)制塊，并保證以上施工環(huán)節(jié)緊密銜接，避免復(fù)合土工膜錨固后長(zhǎng)時(shí)間暴曬而失水老化。灌區(qū)渠道防滲復(fù)合土工膜護(hù)砌層使用的是標(biāo)號(hào)42.50硅酸鹽水泥和M10水泥砂漿，水泥與砂的重量比為1∶4。為防止水泥砂漿抹面時(shí)砂漿層整體沿膜隔層下滑，對(duì)砂漿材料有較高要求，還應(yīng)在水泥砂漿層和渠底連接處增設(shè)一道5 cm 深度的溝槽，使水泥砂漿伸入渠底，增強(qiáng)砂漿抹面層的穩(wěn)定性。

3 施工質(zhì)量控制

3.1 原材料質(zhì)量檢測(cè)

灌區(qū)渠道防滲所用復(fù)合土工膜原材料質(zhì)量必須嚴(yán)格按照《土工合成材料非織造布復(fù)合土工膜》所規(guī)定的按交貨批號(hào)檢驗(yàn)的要求，從每一批次中取樣抽檢。此工程綜合考慮交貨批次、幅寬和幅長(zhǎng)后所確定的原材料復(fù)檢代表面積為8 000～10 000 m2/次；對(duì)拼接部位原材料的檢測(cè)主要體現(xiàn)在焊接工藝參數(shù)的控制方面，并根據(jù)《水利水電單元工程施工質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)-土石方工程》所規(guī)定的1處/100延米的抽檢頻次進(jìn)行，但每個(gè)單元工程至少抽檢3處。

3.2 施工過(guò)程控制

嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行灌區(qū)復(fù)合土工膜施工，施工人員必須穿著軟膠底鞋進(jìn)行鋪設(shè)施工，防止踩壞膜材料，并加強(qiáng)土工膜鋪設(shè)和保護(hù)層鋪設(shè)施工的同步性，確保隨鋪隨壓。土工膜焊縫施工質(zhì)量是整個(gè)施工質(zhì)量控制的重點(diǎn)，采用目測(cè)法進(jìn)行焊縫質(zhì)量的檢測(cè)，即在膜材料焊接完成后由技術(shù)人員目測(cè)觀察焊接施工質(zhì)量以及是否存在漏焊、接縫燙損、明顯褶皺、搭接寬度不合要求等問(wèn)題，如有，必須立即按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行補(bǔ)焊。在目測(cè)的基礎(chǔ)上還應(yīng)充氣檢測(cè)，將焊縫兩端用粘膠封堵后插入氣針，并按120 MPa的壓力充氣，充滿后靜置15-20 min并觀察氣壓計(jì)指針，如無(wú)下降，則表明焊縫焊接合格，否則，應(yīng)補(bǔ)焊后再檢測(cè)。

3.3 施工效果檢測(cè)

對(duì)灌區(qū)復(fù)合土工膜防滲施工效果的檢測(cè)采取抽檢方式，按照1 組試件/500 m2的頻次抽檢，并進(jìn)行試件強(qiáng)度試驗(yàn)，對(duì)于實(shí)際強(qiáng)度≥母材80%的試件即視為合格。對(duì)焊縫施工效果的檢測(cè)，也在現(xiàn)場(chǎng)抽取焊縫試樣進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果表明，焊縫試件合格率為100%。

4 結(jié)論

對(duì)江西某灌區(qū)渠道復(fù)合土工膜防滲施工的分析表明，在施工開(kāi)始前和施工過(guò)程中必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范的要求加強(qiáng)復(fù)合土工膜鋪設(shè)現(xiàn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備及全過(guò)程施工質(zhì)量控制，灌區(qū)渠道防滲施工過(guò)程中，復(fù)合土工膜原材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，施工質(zhì)量有保證，灌區(qū)自竣工運(yùn)行以來(lái)，渠基襯砌板嚴(yán)重裂縫、錯(cuò)位、滑坡及襯砌結(jié)構(gòu)混凝土板嚴(yán)重老化和風(fēng)化等病害已得到根治，復(fù)合土工膜渠道防滲效果良好。