復合土工膜在小型水庫除險加固工程中的應用

趙德龍，柏繼利

江蘇省贛榆縣水利局，江蘇 連云港 222100

0 引言

贛榆縣位于蘇魯交界處，境內(nèi)在冊小型水庫70座，這些水庫均建于上世紀五六十年代，主壩為均質(zhì)土壩。經(jīng)多年運行，存在各種險情，其中大壩滲水情況較多。“十一五”期間江蘇省啟動小型水庫除險加固工程，贛榆縣49座水庫列入規(guī)劃。下面以尖嶺水庫為例介紹土壩防滲處理情況。

尖嶺水庫集水面積3.95km2，總庫容180萬m3，小（1）型水庫。受當時建設環(huán)境及客觀條件限制，建庫時壩前庫底沒有設鋪蓋防滲，施工中未對水庫壩基進行防滲處理，壩體夯填不密實，壩后也未做排水體，防滲效果較差，壩后常年滲流，高水位時曾出現(xiàn)管涌。經(jīng)安全鑒定，壩坡滲透坡降大于允許滲透坡降，壩坡滲流不穩(wěn)定，需對壩體進行防滲處理。

1 防滲處理方案

通過多方案經(jīng)濟、技術(shù)比較，結(jié)合本工程的壩體材料與施工條件等實際情況以及類似工程的處理經(jīng)驗，設計采用迎水坡面鋪設復合土工膜的防滲處理方案。具體為：壩頂至壩腳護坡底鋪設復合土工膜防滲，復合土工膜底部鋪設至護坡前齒墻以外5m，開挖一道防滲齒槽，開挖至強風化斜長角閃巖基，槽深約7m，開挖邊坡1：1，將復合土工膜嵌入槽內(nèi)，并用粘土夯填，頂部錨固于護坡砼縱格埂下。復合土工膜防滲結(jié)構(gòu)自上而下依次為防護層、防滲層、下墊層、支持層，防護層為10cm厚C20砼護坡，下墊層設5cm厚黃砂墊層。無砼護坡處土工膜頂覆蓋厚度不小于1.0m的粘土保護層。復合土工膜選用規(guī)格為200g/0.5mm/200g的針刺短線滌綸兩布一膜（PE膜）。

2 施工技術(shù)要點

2.1 施工準備

1)復合土工膜材料質(zhì)量檢測。本工程所用復合土工膜為兩布一膜針刺短線滌綸兩布一膜（PE膜），使用前委托有資質(zhì)單位對產(chǎn)品的各項技術(shù)指標進行檢測，各項指標均符合標準規(guī)定和設計要求；好，這是確保防滲效果的關(guān)鍵，特別是對尖石、樹根等雜物要徹底清除干凈，基面不允許有局部凹凸現(xiàn)象，清理好的基面要用夯錘或夯板夯緊，使之密實平整，保證干容重在1.5t/m3以上。本工程原干砌石護坡全部拆除，基層清理干凈，整坡壓實后鋪設墊層。

2.2 復合土工膜鋪設

2.2.1 復合土工膜的鋪設方法

鋪膜時垂直于壩軸線方向通幅鋪設，一定要由上而下鋪設。膜與膜之間及膜與基面之間要壓平貼緊，但不宜將膜拉得過緊，一般要略松一點，但不能在膜底留有氣泡。因為土工膜比較薄且很輕，鋪好以后，在未鋪好保護層以前，極易被風吹動，所以一次鋪膜面積不宜過大，最好邊鋪膜邊蓋保護層土料。

2.2.2 復合土工膜的鋪設技術(shù)要求

鋪設應在干燥暖和的天氣進行，為了便于拼接，防止應力集中，復合土工膜鋪設采用波浪形松弛方式，富余度約為1.5%，攤開后及時拉平、拉開，要求復合土工膜與坡面吻合平整，無突起褶皺，施工人員應穿平底布鞋或軟膠鞋，嚴禁穿釘鞋，以免踩壞土工膜，施工時如發(fā)現(xiàn)土工膜損壞，應及時修補。

2.3 復合土工膜的拼接

1）復合土工膜的連接分2個程序進行，即下、上層無紡織布的縫接，中層PE膜的連接。無紡織布的縫接用手提縫紉機、尼龍線進行雙道縫接，搭接寬度10cm；PE膜采用焊接工藝連接，焊接工具采用自動調(diào)溫（調(diào)速）電熱模式雙道塑料熱合機；

2）焊接工藝：第一幅土工膜鋪好后，將需焊接的邊翻疊（約60cm寬），第二幅反向鋪在第一幅膜上，調(diào)整兩幅膜焊接邊緣走向，使之搭接不小于10cm；

3）焊接全部在現(xiàn)場進行，要求天氣晴好，風力3級以下，嚴禁在雨天、高溫和嚴寒天氣下施工，焊接基底表面應干燥，焊接前用電吹風吹去膜面上的砂子、泥土等臟物，再用干凈毛巾擦凈，保證膜面干凈，在焊接部分的底下墊一條長木板，以便焊機在平整的基面上行走，保證焊接質(zhì)量，正式焊接前，應先根據(jù)施工氣溫、PE膜厚度，利用相同材質(zhì)的PE膜進行試焊，施焊溫度為220℃～300℃，掌握好的焊接機溫度及行走速度，確定好施工工藝參數(shù)，再進行正式施工，焊縫應透明、平整、順直、連續(xù)。拼接焊縫兩條，每條寬10mm，兩條焊縫間留有10mm的空腔，用此空腔檢查其焊縫質(zhì)量。

2.4 復合土工膜的錨固

復合土工膜的錨固分上部、中間與庫底的錨固。上部直接錨固在護坡砼頂格埂下，中間部位分別錨固于縱橫砼格埂下，庫底錨固于深溝齒槽，鋪設時將復合土工膜緊貼在溝內(nèi)側(cè)，在溝槽內(nèi)夯填土。建筑物側(cè)均采用開挖錨固溝槽連接。

2.5 上覆保護層

復合土工膜焊接完并經(jīng)質(zhì)量驗收合格后，及時在膜上面澆筑砼護坡或覆蓋粘土保護層，以防止其在紫外線照射下易老化和其它因素引起的破壞。

3 復合土工膜施工質(zhì)量控制

3.1 材料采購

結(jié)合工程實際及所選復合土工膜的規(guī)格，確定復合土工膜的質(zhì)量標準、幾何尺寸，選擇生產(chǎn)規(guī)模較大、產(chǎn)品質(zhì)量符合要求的生產(chǎn)廠家進行招標采購。

3.2 原材料質(zhì)量控制

進場的復合土工膜必須有廠家提供的合格證書，性能及特性指標和使用說明書。復合土工膜進場后，隨機抽取樣品對其性能指標委托第三方檢測，確保原材料質(zhì)量合格。

3.3 施工過程控制

施工前制定方案報監(jiān)理、業(yè)主批準，然后進行詳細技術(shù)交底。施工人員均應穿平底布鞋或軟膠底鞋進行鋪設，嚴禁穿釘鞋以防踩壞土工膜，做到隨鋪隨壓，復合土工膜鋪設要與保護層鋪設相協(xié)調(diào)。拼接中復合土工膜焊縫質(zhì)量是拼接關(guān)鍵，施工中尤其要加強接縫檢測。可采用目測法、充氣檢漏法、充水檢漏法。施工單位對焊縫質(zhì)量自檢合格后提交監(jiān)理單位、質(zhì)檢部門及甲方聯(lián)合抽樣檢查，實行逐段認證簽證，對于虛焊、漏焊的接縫應及時進行補焊，并對補焊部位進行充水檢測，直至驗收合格后，才可以進行下道工序。

4 結(jié)論

尖嶺水庫除險加固工程在施工過程中嚴格控制復合土工膜鋪設質(zhì)量，工程于2009年底完工，蓄水運行一年來，通過監(jiān)測，主汛期高水位運行時亦未發(fā)現(xiàn)壩體滲水，防滲效果較好。由此可見，復合土工膜防滲施工簡單，工期短，造價低，防滲效果明顯，對于小型水利工程的防滲處理，具有推廣價值。

[1]水利水電工程合成材料應用技術(shù)規(guī)范（SL/T225-98）.

[2]聚乙烯（PE）土工膜防滲工程技術(shù)規(guī)范（SL/T231-98）.