砂礫石均質(zhì)壩水庫防滲技術(shù)要點(diǎn)研究

摘要：水庫是重要的民生工程項(xiàng)目，合理運(yùn)用防滲措施，可有效確保水庫蓄水灌溉的功能發(fā)揮，為人們的生產(chǎn)生活和國家社會(huì)的發(fā)展提供支撐。本文主要探討砂礫石均質(zhì)壩水庫防滲技術(shù)要點(diǎn)，并結(jié)合嘉峪關(guān)人工造林項(xiàng)目灌溉水源工程，提出有效的管理建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：水庫；防滲技術(shù)；施工要點(diǎn)

我國的水庫大壩多修建于20世紀(jì)六七十年代。土石壩就地取材，施工便捷，因此，大中型水庫大壩大多采用土石壩。在長期的使用中，水庫因年久失修而出現(xiàn)各種問題，如砂礫石層引發(fā)的壩基滲漏情況，直接影響水庫的運(yùn)行安全，施工單位應(yīng)采取可靠的防滲技術(shù)，科學(xué)防范水庫大壩安全隱患。本文結(jié)合嘉峪關(guān)人工造林項(xiàng)目灌溉水源工程為例，詳細(xì)介紹砂礫石均質(zhì)壩水庫防滲技術(shù)要點(diǎn)。

一、項(xiàng)目概況

項(xiàng)目位于距離甘肅省嘉峪關(guān)市以北約20km，隸屬于峪泉鎮(zhèn)和新城鎮(zhèn)管轄。工程區(qū)位于長城遺址以北，X253路以南，討賴河北一支干渠以西，策克鐵路以東范圍內(nèi)，調(diào)蓄水池位于擬灌溉5606.5畝（1畝≈666.66m²）林地植被區(qū)域內(nèi)西南角，地面高程為1531～1527m。注水時(shí)間為當(dāng)年12月到次年3月。本工程水源為嘉峪關(guān)市污水處理廠中水，中水沿機(jī)場路南側(cè)的中水渠道至機(jī)場路十字路穿路后與討賴河北一支干渠一支渠交匯處中水渠道設(shè)取水口（節(jié)制分水閘）將中水注入北一支干一支渠，通過北一支干一支渠及北一支干一支渠二斗渠將中水輸送至項(xiàng)目區(qū)。根據(jù)取水水源位置，在討賴河北一支干一支渠二斗渠穿縣道253東側(cè)460m處設(shè)置（取水口）節(jié)制閘和分水閘（退水閘），分水閘后設(shè)10m長引渠將水引至提水泵站前池，泵站加壓后，通過2.7km長的DN600球墨鑄鐵管輸水管道將中水輸送至80萬立方米調(diào)蓄水池庫。為保證提水泵站前池具備良好的退水條件，在節(jié)制閘上游北一支干一支渠二斗渠渠道右側(cè)設(shè)退水閘及退水管線退水。

二、砂礫石均質(zhì)壩水庫防滲技術(shù)要點(diǎn)

（一）土工膜防滲層鋪設(shè)

在施工中，土工膜防滲層鋪設(shè)的主要工程量如下：200mm厚細(xì)沙保護(hù)層52751m³，250mm厚砂礫石墊層9913m³，砂礫石蓋重27909m³，50mm厚M10水泥砂漿保護(hù)層1963m³，100mm厚M10水泥砂漿砌C25混凝土預(yù)制板3239m³，150g/0.5mm/150g復(fù)合土工膜168269m²。在鋪設(shè)過程中，施工單位應(yīng)重視各個(gè)施工細(xì)節(jié)，達(dá)到水庫防滲效果，避免出現(xiàn)其他問題。

1.二布一膜土工布鋪設(shè)

（1）施工程序。土工膜鋪設(shè)總體按照先邊坡自上而下，后庫底自北向南東西向布置施工。

施工工序：基底壓實(shí)→取樣試驗(yàn)→200mm細(xì)砂保護(hù)層→150g/0.5mm/150g復(fù)合土工膜→檢查驗(yàn)收→200mm細(xì)砂保護(hù)層→邊坡250mm厚砂礫石墊層（池底300mm厚砂礫石蓋重）→檢查驗(yàn)收→50mm厚M10水泥砂漿保護(hù)層→100mm厚M10水泥砂漿砌C25混凝土預(yù)制板→循環(huán)施工至完工。按照施工工序，可以讓各項(xiàng)施工活動(dòng)的開展穩(wěn)步推進(jìn)，也能取得理想的施工效果，顯著提高項(xiàng)目效益，達(dá)到工程目標(biāo)。

（2）施工方法。待土方開挖、壩體夯填削坡完畢檢驗(yàn)合格后，可以鋪設(shè)土工膜，鋪膜前首先采用平地機(jī)人工配合平整庫底，振動(dòng)壓實(shí)基底，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求密實(shí)度（相對(duì)密度≥0.75），采用人工將基礎(chǔ)面精細(xì)整平，將基面上的尖棱硬塊等雜物清除干凈，確保表面平整、光潔、無裂痕、無泥濘、無洼陷、坡度均勻一致，無陡坡、錯(cuò)臺(tái)或者浮土等現(xiàn)象，在基礎(chǔ)土面噴灑除草劑，保障使用效果。

該工程調(diào)蓄池水庫土工防滲材料為兩布一膜復(fù)合土工膜，規(guī)格為150g/0.5mm/150g，復(fù)合土工膜為膜布組合體熱復(fù)合工藝生產(chǎn)，焊接縫均預(yù)留在定制長度及幅寬四周，預(yù)留焊接寬度通常為10～25cm。根據(jù)調(diào)蓄池設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及布置形式，結(jié)合壩頂長池底短的特點(diǎn)，邊坡計(jì)劃定制幅寬6m、長35m一體復(fù)合土工膜和組合土工膜結(jié)合的方式鋪設(shè)，每鋪設(shè)4～5條復(fù)合土工膜補(bǔ)鋪一條三角形組合土工膜，填補(bǔ)倒三角區(qū)域。由于庫底為橢圓形，每條土工膜長短不一，可采用分體組合土工膜鋪設(shè)。鋪設(shè)土工膜時(shí)，人工自上而下卷鋪定制幅寬和長度的邊坡土工膜，庫底焊接縫確保平齊并延伸至下?lián)鯄θα簬靺^(qū)側(cè)3.5m左右，確保土工膜與細(xì)砂墊層及防滑槽墊層接觸密實(shí)平整，留有一定伸縮余量，垂直壩軸線方向每10m折疊一道，折疊層用細(xì)砂隔離，且鋪設(shè)面應(yīng)該盡可能保證1.5%的松馳度。

鋪設(shè)前要做現(xiàn)場鋪設(shè)試驗(yàn)，確定焊接溫度、速度、施工工藝等各項(xiàng)參數(shù)，可防范部分細(xì)節(jié)問題，也能更好地總結(jié)合格參數(shù)。依照試鋪合格的參數(shù)確定工藝、工序作業(yè)方式等，待項(xiàng)目部批準(zhǔn)后再進(jìn)行大面積施工，由此可以及時(shí)處理死折、劃痕和磨損等問題。

2.二布一膜土工布與混凝土的連接

二布一膜土工布與混凝土連接施工時(shí)應(yīng)該重視防滲細(xì)節(jié)，運(yùn)用雙層鋼制壓板橡膠密封螺栓固定的方式進(jìn)行連接，為保證連接牢固密封完好，提前在混凝土墻體上預(yù)埋好底層鋼制壓板和固定螺栓，確保鋼制壓板表面平整光潔無損傷，采用密封膏和橡膠墊進(jìn)行密封壓板螺栓固定，滿足防滲要求。

3.焊接檢查

首先，檢查并確認(rèn)基礎(chǔ)支撐細(xì)砂墊層已具備鋪設(shè)土工膜的條件，開挖基面應(yīng)干燥、壓實(shí)（密實(shí)均勻，壓實(shí)系數(shù)≥0.75）。表面平整、無裂痕、無泥濘、無洼陷、坡度均勻一致，鋪膜內(nèi)的平直度應(yīng)平緩變化，陰陽角處圓滑。

在土工膜展開焊接前，應(yīng)對(duì)外觀進(jìn)行100%全面檢查，土工膜不允許有砂眼、疵點(diǎn)雜質(zhì)，記錄標(biāo)記并采用KS膠修補(bǔ)損傷、孔洞等缺陷，修補(bǔ)檢查合格后進(jìn)行焊接，嚴(yán)重的應(yīng)予以更換。

土工膜焊接使用雙軌焊接機(jī)，焊縫搭接面不得有污積水、砂土等影響焊接質(zhì)量的雜質(zhì)存在，焊縫處土工膜應(yīng)熔結(jié)為一個(gè)整體，避免虛焊，漏焊、超量焊及輪切等現(xiàn)象。聯(lián)結(jié)的土工膜必須搭接平級(jí)、舒展。熱熔焊接工作溫度280℃～300℃，行進(jìn)速度2～3m/min，焊接形式為雙軌焊接，采用熱焊接方法使土工膜相連的表面加熱處理使之表面熔化，然后通過壓力使之熔合成一體，且土工膜焊縫強(qiáng)度不低于母材的80%。焊道搭接寬度：80～100mm；平面和垂直面的自然褶皺分別為：5%～8%；預(yù)留伸縮量：3%～5%；邊角料剩余量：2%～5%。每條焊縫焊接完畢焊縫溫度降至常溫后，采用充有色水打壓法或充氣法檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量：用彩色水在焊縫內(nèi)充水打壓，當(dāng)壓力達(dá)到0.15～0.2MPa時(shí)保持60s，壓力無明顯下降及彩色水無滲漏為合格，否則為不合格。如不合格，檢查整道焊縫，采用熱焊槍修補(bǔ)漏焊、破損的地方，重新檢測，直至合格為止；對(duì)于虛焊、漏焊的接縫應(yīng)及時(shí)補(bǔ)焊，并對(duì)補(bǔ)焊部位進(jìn)行打壓檢測。在下雨期間或接縫有潮氣、露水、或者大沙的情況下暫停鋪設(shè)及焊接，不得在有積水或下雨時(shí)施工。溫度低于5℃時(shí)，按照規(guī)范要求暫停施工，如果必須施工，焊接前應(yīng)對(duì)焊機(jī)進(jìn)行預(yù)熱處理。

4.防滲層鋪?zhàn)⒁馐马?xiàng)

①如果接近水平區(qū)域，要避免出現(xiàn)鼓包的情況。鼓包是因?yàn)樵诜罎B層下集中出現(xiàn)了土壤中的氣體，應(yīng)采取向頂部排出和向外排出的方式，確保施工成果更加理想。②坡面彎曲的地方應(yīng)重視適當(dāng)裁剪，避免出現(xiàn)褶皺，否則將會(huì)形成漏洞。③保護(hù)層鋪設(shè)階段，明確防滲層情況，以免出現(xiàn)穿孔問題，要避免現(xiàn)場車輛和穿帶鐵釘鞋的人在防滲層上走動(dòng)。④鋪設(shè)時(shí)，要留出足夠的余量。⑤運(yùn)輸貯存環(huán)節(jié)要避免機(jī)械碰撞，還要和熱源保持充足的距離，做到輕拿、輕放，防治刺傷或撞擊。

（二）細(xì)砂保護(hù)層及礫石保護(hù)層（砂礫石保護(hù)層）施工

邊坡細(xì)砂墊層及保護(hù)層施工，根據(jù)邊坡修整成型的單元和工作面采用長臂挖掘機(jī)或吊車鋪筑膜下200mm細(xì)砂墊層，人工平整，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)邊坡及厚度平整鋪筑，確保厚度均勻、表面平整、級(jí)配均勻、無堅(jiān)硬物塊、無起伏褶皺等現(xiàn)象，一次鋪筑至庫底擋墻圈梁外（庫區(qū)方向）5m處，確保邊坡土工膜與庫底土工膜下墊層焊接鋪筑余量。

庫底土工膜鋪設(shè)實(shí)行細(xì)砂墊層、土工膜、細(xì)砂保護(hù)層、砂礫石蓋重平行流水作業(yè)。鋪設(shè)施工時(shí)，首先細(xì)致平整和碾壓鋪設(shè)基面，按照土工膜幅寬為1個(gè)單元從北向南東西向分幅鋪設(shè)，細(xì)砂保護(hù)層始終較土工膜幅面寬余3m作業(yè)，確保土工膜鋪設(shè)焊接在細(xì)砂墊層上?；鶎悠秸螅O(jiān)理工程師驗(yàn)收合格，可以鋪筑膜下細(xì)砂過渡層，適當(dāng)運(yùn)用裝載機(jī)鏟運(yùn)到鋪設(shè)層鋪筑，分成小堆堆放，人工攤鋪，攤鋪一定要平整。要關(guān)注膜上細(xì)砂過渡層和砂礫石保護(hù)層鋪筑，應(yīng)與二布一膜土工布鋪設(shè)同時(shí)進(jìn)行，采用平行作業(yè)的方式。

（三）復(fù)合土工膜施工質(zhì)量控制措施

1.明確材料要求

對(duì)于兩布一膜復(fù)合土工膜膜材，選用的是聚乙烯

（PE）土工膜（無色），工藝技術(shù)為吹塑工藝，規(guī)格150g/0.5mm/150g，復(fù)合土工膜為膜布組合體熱復(fù)合工藝生產(chǎn)，材料采用PE復(fù)合土工膜，規(guī)格為150g/0.5mm/150g、密度≥900g/m²、斷裂伸長率≥300%、破壞拉應(yīng)力≥12MPa、滲透系數(shù)：lt;1.0×10-11cm/s。

對(duì)于基材土工布，選用的是長絲紡黏針刺非織造土工布（白色），原材料為全新滌綸長纖維。在實(shí)際施工環(huán)節(jié)，為避免復(fù)合土工膜對(duì)PE土工膜產(chǎn)生影響，工膜鋪設(shè)一般采用膜布分置鋪設(shè)的方案。為防范接縫過多的問題，應(yīng)盡可能地采用寬幅土工布與土工膜，幅寬為6～8m，每卷長度應(yīng)在60m以上，保證每卷土工膜不出現(xiàn)接縫。

2.外觀檢查

所有土工膜攤鋪之前，應(yīng)做外觀檢測，這是影響整體質(zhì)量的關(guān)鍵。

3.內(nèi)在質(zhì)量檢測

每批土工膜進(jìn)入施工現(xiàn)場前，都應(yīng)完成抽樣檢測，詳細(xì)分析配方、工藝和規(guī)格等，經(jīng)過各方簽字確認(rèn)，才能認(rèn)定其有效。檢測內(nèi)容涵蓋頂破強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和滲透系數(shù)等。

4.做好材料管理

（1）材料運(yùn)輸。由材料供應(yīng)商負(fù)責(zé)運(yùn)輸工作，保證運(yùn)輸過程中的安全。在土工膜卷材運(yùn)輸時(shí)，盡可能使用防紫外線的外包裝，避免材料受損，同時(shí)又能防潮、防污等。注意卷材在裝卸過程中對(duì)卷材表層產(chǎn)生的磨損，對(duì)于大片或者卷材貨包要貼標(biāo)簽，還要標(biāo)明安裝號(hào)及厚度等。

（2）材料接收。每批都應(yīng)具有制造商提供的出廠檢測報(bào)告、合格證原件，注明數(shù)量、生產(chǎn)日期、班次和檢驗(yàn)員代號(hào)。檢驗(yàn)時(shí)，對(duì)外包裝進(jìn)行百分之百檢查，若發(fā)現(xiàn)外包裝完全損壞，則應(yīng)進(jìn)行材料外觀質(zhì)量檢測。凡原材料出廠檢測報(bào)告中所標(biāo)明的試驗(yàn)結(jié)果不符合其規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，做退貨處理。按規(guī)范要求抽樣檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)報(bào)告認(rèn)定質(zhì)量合格與否。

（3）材料保存。土工膜及土工布在運(yùn)輸環(huán)節(jié)要妥善保存，運(yùn)送施工場地后應(yīng)放置在干燥處，避免酸堿等腐蝕性介質(zhì)侵害。做好防火防潮細(xì)節(jié)，避免粘結(jié)成塊，儲(chǔ)存在方便取用的位置，減少裝卸次數(shù)。

（4）材料發(fā)放。對(duì)于運(yùn)送至施工現(xiàn)場的材料，記錄好發(fā)放人和領(lǐng)用人等，還要核實(shí)品種、規(guī)格及數(shù)量等信息。

5.嚴(yán)把焊接質(zhì)量關(guān)

（1）加強(qiáng)培訓(xùn)，持證上崗。土工膜施工前，對(duì)參與施工的所有人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)和技術(shù)交底，焊接及質(zhì)檢人員必須持證上崗?，F(xiàn)場所有施工人員必須定員、定崗、定責(zé)。嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)場考勤制度、進(jìn)出場登記制度、現(xiàn)場交接班制度。

（2）規(guī)范裁剪，逐片編號(hào)。裁剪土工膜時(shí)，應(yīng)在平坦場地，避免堅(jiān)硬雜質(zhì)的場地。裁剪前，丈量好尺寸，按照具體要求裁剪，避免出現(xiàn)尺寸錯(cuò)誤。裁剪人員要詳細(xì)分析土工膜是否存在破損或者孔洞，若發(fā)現(xiàn)實(shí)際問題，要盡可能修補(bǔ)，范圍超出破洞周邊10～20cm；對(duì)于難以修補(bǔ)的部分，要裁剪到位。逐片編號(hào)并標(biāo)記分區(qū)，便于鋪設(shè)和檢測。

（3）嚴(yán)把檢測、驗(yàn)收關(guān)。

詳細(xì)分析每條焊縫，在完成土工膜焊接后，及時(shí)對(duì)焊接部位的焊接質(zhì)量加以分析，落實(shí)好必要的檢測工作，如全部焊縫、焊縫節(jié)點(diǎn)、破損部位等，都是需要重點(diǎn)檢測的區(qū)域。只有驗(yàn)收合格，才能開展后續(xù)工作，避免埋下安全隱患。檢測人員運(yùn)用可靠的檢測手段，如現(xiàn)場檢測時(shí)可以分析出實(shí)際情況，雙焊縫檢測方法有雙焊縫加壓檢測法、真空罐法、真空壓力檢漏法等。檢測設(shè)備有真空檢測儀和氣壓式檢測儀等，以確保檢測效果真正符合要求，從而提升整體施工質(zhì)量。

三、結(jié)語

在砂礫石勻質(zhì)壩水庫防滲施工中，應(yīng)重視各個(gè)施工細(xì)節(jié)，還要了解項(xiàng)目的特殊性，才能保證整體施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)期水平。作為支撐國家穩(wěn)步運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施，水庫的運(yùn)行情況受到的關(guān)注度明顯提升，但是在多種因素的影響，水庫滲漏水問題值得關(guān)注。采取必要的防滲技術(shù)，可有效改善水庫運(yùn)行狀態(tài)，使得水庫運(yùn)行質(zhì)量得以保障。

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