復(fù)合土工膜在跋山灌區(qū)渠道防滲中的應(yīng)用

王展霞，張海龍

（1.沂水縣水利局，山東 沂水 276400；2.山東省水利工程局，山東 濟(jì)南 250013)

跋山水庫(kù)灌區(qū)位于沂水縣南部沂河兩岸，沂南縣東郊。跋山水庫(kù)為該灌區(qū)主要水源，灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積2.4036萬(wàn) hm2，其中沂水縣 2.0592萬(wàn) hm2，沂南縣0.3444萬(wàn)hm2。跋山水庫(kù)灌區(qū)由水庫(kù)灌區(qū)、北社灌區(qū)和庫(kù)區(qū)提灌三部分組成，由于灌區(qū)工程布局線長(zhǎng)面廣，地質(zhì)和水文地質(zhì)條件復(fù)雜，加之建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差，老化、退化嚴(yán)重，很多渠段渠道坍塌，淤積嚴(yán)重，失效頗多，灌溉條件和灌溉質(zhì)量差，長(zhǎng)期處于半灌溉或無(wú)灌溉狀態(tài)，嚴(yán)重影響灌溉效益的發(fā)揮，急需進(jìn)行擴(kuò)建和更新改造。其中，復(fù)合土工膜在跋山灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程中應(yīng)用于渠道防滲取得了非常顯著的效果。

1 防滲材料的選擇

跋山灌區(qū)原設(shè)計(jì)采用單一的砼或砌石等防滲材料，其雖然有一定的防滲性能，又能適應(yīng)高流速，但多年的運(yùn)行實(shí)踐表明，其很難達(dá)到預(yù)期的防滲效果和耐久性。后來(lái)，設(shè)計(jì)又采用了砼板下鋪設(shè)聚氯乙烯膜料，雖然起到了一定的防滲作用，但由于這種防滲形式必須在塑料膜上面鋪設(shè)2～3cm厚的灰土或低標(biāo)號(hào)水泥砂漿過(guò)渡層作為介質(zhì)保護(hù)薄膜不被破壞。而在實(shí)際施工中，渠道內(nèi)坡比一般在 1:1～1:1.25之間，2～3cm厚的過(guò)渡層不易操作，且渠道行水時(shí)，在砌縫較多的渠道上，過(guò)渡層往往會(huì)被水流沖走或掏空，導(dǎo)致上部砼板整體破壞或表面凹凸不平。因此，其施工難度較大，施工質(zhì)量難以保證，工效較低。

近年來(lái)，隨著防滲膜料的發(fā)展，跋山灌區(qū)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，采用了復(fù)合土工膜防滲，即一布一膜土工布。由于其抗拉強(qiáng)度較高，抗穿透能力和抗老化性能好，可不設(shè)過(guò)渡層，另外，土工布表面摩擦力大，防滑效果好，便于安砌或澆筑砼板。與塑料膜防滲相比，具有施工簡(jiǎn)單，質(zhì)量可靠，提高工效等優(yōu)點(diǎn)。目前，灌區(qū)除部分斗、分渠之外，干、支渠防滲工程大都采用這種板膜復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，即采用一布一膜土工布柔性材料做防滲層，其上再用C15砼剛性材料作為保護(hù)層，厚度一般7～10cm，此層主要起保護(hù)膜料不被外力破壞和防止其老化以延長(zhǎng)工程壽命的作用。兩種材料互相揚(yáng)長(zhǎng)避短，顯示了明顯的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

1）防滲效果好。其滲漏量是單純的砼防滲材料的1/6，是砌石材料的1/13，是不防滲土渠的1/21。

2）延長(zhǎng)了渠道的工程壽命。明鋪式膜料防滲，因老化嚴(yán)重而壽命較短。但鋪在保護(hù)層以下，經(jīng)試驗(yàn)研究其壽命在30年以上。同時(shí)，膜料防滲層可以保溫，從而減輕凍脹破壞，使砼保護(hù)層裂縫減少，延長(zhǎng)了工程壽命。

3）與單純的砼防滲材料相比，投資無(wú)增加。采用砼做膜料防滲層的保護(hù)層時(shí)，其厚度可以由砼防滲時(shí)的10～14cm減薄至7～10cm。購(gòu)買土工布的投資雖較減薄砼投資稍高，但其減輕了凍脹破壞，尚可減少維修費(fèi)和管理費(fèi)，投資大體相當(dāng)。

4）符合灌區(qū)實(shí)際情況。跋山灌區(qū)防滲渠道多為舊渠道改建工程，普遍存在施工與行水時(shí)間的矛盾。采用了板膜復(fù)合結(jié)構(gòu)，渠底現(xiàn)澆，坡板可在灌溉行水期提前預(yù)制，在非灌溉期施工，既避免了施工與行水的矛盾，又可縮斷工期，降低投資。

2 復(fù)合土工膜施工方法

2.1 復(fù)合土工膜的剪裁

為了施工方便，保證拼接質(zhì)量，復(fù)合土工膜采用寬幅，減少現(xiàn)場(chǎng)拼接量。施工前根據(jù)復(fù)合土工膜幅寬、現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)度需要，先在廠內(nèi)剪裁好適宜的長(zhǎng)度，拼接成符合要求尺寸的塊體卷成卷。兩邊預(yù)留約10cm的不復(fù)合層以便土工膜橫向連接。

2.2 清基和削坡

將渠道邊坡上的草皮、樹根等雜物全部清除干凈，然后按設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行削坡，削坡時(shí)，必須徹底清除一切尖角硬物，以防損傷復(fù)合土工膜。對(duì)局部較松軟的坡面和虧坡斷面進(jìn)行處理，做到坡面平整。

2.3 復(fù)合土工膜的鋪設(shè)

復(fù)合土工膜從渠道上游至下游沿渠道軸線方向緩慢滾放鋪設(shè)。鋪開后，人工抻平找正。鋪設(shè)時(shí)松緊適度，富裕度約1%，以避免復(fù)合土工膜在運(yùn)行中出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，也有利于拼接。復(fù)合土工膜與坡面應(yīng)壓平貼緊，清除氣泡，避免架空。

在鋪設(shè)過(guò)程中，作業(yè)人員不得穿硬底皮鞋及帶釘?shù)男坏迷趶?fù)合土工膜上進(jìn)行一切可能引起土工膜損壞的施工作業(yè)。土工膜抻平找正后在頂部用混凝土蓋板壓頂，在土工膜上面鋪上適當(dāng)砂礫石墊層，以防風(fēng)吹，且能保護(hù)土工膜不被強(qiáng)烈的陽(yáng)光照射損傷。

2.4 復(fù)合土工膜的拼接

復(fù)合土工膜拼接質(zhì)量的好壞是復(fù)合土工膜防滲性能成敗的關(guān)鍵。本工程使用的是一布一膜，拼接采用熱熔焊法施工，膜與膜采用TH-Ⅰ型雙驅(qū)動(dòng)自行式土工膜焊接機(jī)焊接，焊縫搭接寬度10cm，雙縫焊接，每道寬10mm，兩道焊縫間有10mm寬的空腔，布與布采用手提式封包機(jī)、滌綸線丁字形縫接。

焊接前，應(yīng)根據(jù)施工區(qū)氣候特點(diǎn)進(jìn)行試焊，確定行走速度和焊接溫度。在施工中焊接機(jī)行走速度0.8～1.2m/s，焊接溫度為240～260℃，焊接質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

焊接前必須清除復(fù)合土工膜表面上的砂子、泥土等雜物，保證膜面干凈。焊接前，在土工膜拼縫部位的底下墊一條長(zhǎng)木板，以便焊機(jī)在平整的基面上行走，保證焊接質(zhì)量。土工膜焊接檢驗(yàn)合格后，即進(jìn)行面層土工布的縫接。縫合面要求松緊適度，縫接平順。

2.5 墊層和混凝土板的鋪設(shè)

復(fù)合土工膜的上面均勻鋪設(shè)40cm砂礫石墊層，找平壓實(shí)后鋪設(shè)l0cm混凝土預(yù)制塊。復(fù)合土工膜、墊層和混凝土預(yù)制塊工序應(yīng)緊密銜接，防止風(fēng)吹日曬導(dǎo)致復(fù)合土工膜的曝曬老化。

3 復(fù)合土工膜施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 原材料質(zhì)量控制

進(jìn)場(chǎng)的土工膜必須有廠家提供的合格證書、性能及特性指標(biāo)和使用說(shuō)明書。復(fù)合土工膜外觀上不應(yīng)有針眼、疵點(diǎn)和厚薄不均現(xiàn)象；土工布不應(yīng)有裂口、孔洞、裂紋或者退化變質(zhì)等材料。在運(yùn)輸過(guò)程中和運(yùn)抵工地后應(yīng)妥善保存，避免日曬，盡量減少裝卸次數(shù)。

3.2 施工過(guò)程控制

復(fù)合土工膜焊接后，用目測(cè)法觀察有無(wú)漏接，接縫是否燙損，有無(wú)褶皺，是否拼接均勻等。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)檢漏，則采用充氣法對(duì)全部焊縫進(jìn)行檢測(cè)，焊縫為雙條，兩條之間留有約10cm的空腔，將待測(cè)段兩端封死，插入氣針，充氣至 0.05～0.20MPa，靜觀 0.5min，觀察真空表，如氣壓無(wú)下降，表明不漏，焊縫合格，否則要查找原因及時(shí)修補(bǔ)。

3.3 施工結(jié)束質(zhì)量檢測(cè)

施工結(jié)束一批，每1000m2取一試件，做拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)，要求強(qiáng)度不低于母材的90%，且試樣斷裂不得在接縫處，否則接縫質(zhì)量不合格。

4 結(jié) 語(yǔ)

該工程在施工過(guò)程中嚴(yán)格按復(fù)合土工膜施工技術(shù)要求，嚴(yán)格現(xiàn)場(chǎng)焊接的質(zhì)量控制，且經(jīng)過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合土工膜各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量得到保證。經(jīng)過(guò)2008年多次渠道輸水運(yùn)行實(shí)踐檢驗(yàn)證實(shí)，渠道水利用系數(shù)達(dá)0.9以上，防滲效果顯著。