論復合土工膜在城市景觀河道工程中的應用

【摘 要】 復合土工膜的特點及其在防滲技術中的應用；包頭市昆河二期治理工程中復合土工膜的施工技術、施工工藝及取得的效果。

【關鍵詞】 復合土工膜；河道治理；防滲

復合土工膜是無紡土工布和土工薄膜兩種材料復合而成的土工防滲材料。其具有比重較小，延伸性較強，適應變形能力高，耐腐蝕，耐低溫，抗凍性能好，而且施工鋪設簡便、造價低等優點，在北方地區的渠道防滲工程中得到了廣泛應用。近年來，對于土工合成材料的應用技術，國家也提出了規范性技術要求，加快了其推廣、應用的步伐。

現本人結合包頭市昆河治理二期工程及多年的施工經驗，談一談復合土工膜在河道治理工程中的應用。

一、概況

昆都侖河是包頭市的母親河，位于包頭市昆都侖區，是包頭市境內最大的黃河支流。其河水發源于固陽縣，南北流向，流經包頭市區，在哈林格爾鄉注入黃河。昆都侖河是山溝洪水的主要產流區，歷史上曾多次發生洪水災害，并造成嚴重的損失。目前包頭市昆都侖區正在對昆都侖河進行綜合治理。

昆都侖河綜合治理工程是包頭市和昆區兩級政府的“民心”工程，包括景觀蓄水工程、園林景觀工程、文化雕塑工程、河兩側道路建設工程等。其中，景觀蓄水工程是第一大工程，工程按照1#、2#、3#、4#共4座蓄水橡膠壩、庫區進行布置，形成長3600米、寬200米、蓄水面積達72萬平方米的連續水面。本工程中橡膠壩蓄水工程等級為Ⅴ，其主要建筑物按5級建筑物設計，次要建筑物及臨時工程按5級建筑物設計。橡膠壩蓄水主槽按20年一遇洪水設計，蓄水工程防滲岸墻按4級建筑物設計。根據地質勘查鑒定，需對庫區河道及壩體進行全面積防滲措施。

二、防滲襯砌方案的選擇

復合土工膜是一種新穎的工程材料，它是以塑料薄膜作為防滲基材，與兩側無紡布粘合而成的土工防滲材料，比重較小，延伸性較強，適應變形能力高，耐腐蝕，耐低溫，抗凍性能好。其主要機理是以塑料薄膜的不透水性隔斷土壩漏水通道，以其較大的抗拉強度和延伸率承受水壓和適應壩體變形；而無紡布亦是一種高分子短纖維化學材料，通過針刺或熱粘成形，具有較高的抗拉強度和延伸性，它與塑料薄膜結合后，不僅增大了塑料薄膜的抗拉強度和抗穿刺能力，而且由于無紡布表面粗糙，增大了接觸面的摩擦系數，有利于復合土工膜及保護層的穩定。通過多個防滲處理方案的經濟、技術比較，結合本工程水庫大壩壩體材料及施工條件等實際情況和類似工程的處理經驗，選定采用復合土工膜作為最終防滲處理設計方案。

復合土工膜規格的選擇與下墊層平整度、材料允許拉應力、材料彈性模量、鋪設范圍內的最大水頭及覆蓋層最大粒徑等有關，經過對材料指標的檢測，并對不同工藝、不同規格的復合土工膜樣品的性能進行比較，設計單位確定本工程采用的復合土工膜規格為：SN2/PE-14-440-0.4，即短纖針刺非織造/PE復合土工膜，兩布一膜（PE膜），標稱斷裂強度為14KN/m。非織造布采用滌綸短纖制成，單位面積總質量為440g/㎡，每層220g/㎡。膜材厚度0.4mm，幅寬為4.0～6.0m。

三、復合土工膜的施工

1、材料要求。

施工前對于采購的復合土工膜的主要物理與技術性能進行抽查復驗，保證用于施工的復合土工膜物理力學性能符合單位面積質量要求。在施工前對鋪設的復合土工膜逐卷進行外觀檢查，材料顏色應均為黑色，表面無明顯水紋、云霧和機械劃痕；材料無孔洞、氣泡和薄點現象；切口應平直，無明顯鋸齒現象；不得有接頭和斷頭，外觀缺陷應符合規范要求。

2、基層清整要求。

本工程施工期內河道非汛期已經斷流，河道兩邊堆積了不少建筑和生活垃圾，河道基底比較平坦，但河底雜物石塊較多，施工中首先對河道兩邊及基底進行認真清理，保證河道基層平整無雜物。用推土機平整庫區內場地，將庫區內地表高度推平至建基面高程以上20cm，此20cm厚土方采用人工開挖。庫區內不得超挖，如有超挖現象，需用粗砂或砂礫料回填并夯實?；媲謇頃r，要將稀軟淤土、樹根、雜草、尖石、亂石及易刺破土工膜的雜物全部清除，深坑及洞穴要用粗砂或砂礫料回填、夯實?；媲謇硗瓿珊?，需對基面進行碾壓，夯實。基底應密實、均勻、平整、光滑，土質基底的相對密度不得小于設計要求，不均勻誤差不可超過10%。建基面平整度允許偏差-40mm～+20mm，檢查頻率為縱橫向每20m不少于2點?；鶎忧謇硗戤?，經過監理工程師驗收合格后才能鋪設防滲土工膜。

3、鋪設方法及工藝要求

土工膜鋪設順序為先底部后邊坡。土工膜的現場拼接采用焊接，每道焊接搭接長度大于等于5-7cm。土工膜鋪設施工嚴格實行？渠道防滲工程技術規范？SL18-91要求，底部土工膜鋪設應順水流方向從上游一端向下游一端進行，上游邊壓下游邊；邊坡上土工膜鋪設自上而下進行，并使高處的土工膜搭接在低處的膜面上鋪設時頂部錨固長度符合施工圖紙的要求，避免架空，另外使土工膜形成褶皺并保持松弛狀。坡面與渠底土工膜周邊留有足夠的搭接長度，搭接邊緣平直、無褶皺，確保焊接質量。

對施工過程中遭受破壞的土工膜，及時進行修理，在修理土工膜前，先將保護層破壞部位下不符合要求的材料清除干凈，補充填入合格材物，再外鋪一層合格的土工膜，各邊長度大于破損部位1m以上，再進行拼接處理。

在土工膜鋪設過程中還應注意以下幾點：

（1）土工膜鋪設時應根據要求盡量減少焊接數量。

（2）鋪設過程中，作業人員一律穿軟底鞋，不得穿硬底皮鞋和帶針的鞋子，不準直接在土工膜上卸放混凝土護坡砌體，不準用帶尖的鋼筋作錨動工具，嚴禁在土工膜上進行一切可能引起土工膜破損的作業。

（3）為防止大風吹損，在鋪設期間所有土工膜應用沙袋或軟重物壓住，直至保護層完工為止。當天鋪設的土工膜應在當天全部完成。

（4）鋪筑好的土工膜采取臨時防護措施，以防紫外線照射。

（5）采用現場粘結方式進行的土工膜的拼接，在保證搭接長度的前提下先鋪后裁，在進行土工膜焊接時，保證有足夠的焊接寬度≥10cm，防止漏焊、燙傷和褶皺等缺陷的發生。

（6）提前規劃好施工道路，車輛、設備不得直接在土工膜上行駛或作業。

（7）在拼接過程中和拼接后24小時內，拼接面不得承受任何拉力，土工膜接縫拼接強度不低于母材的80﹪。

（8）土工膜鋪設過程中，一定要確保土工膜大面平順。

4、砂墊層的鋪設

為了防止土工膜受到上部混凝土建筑的破壞，庫區防滲設有砂墊層，在復合土工膜鋪設完成后進行鋪設。

（一）、砂石料的選擇

砂石料的粒徑合格，不能破壞土工膜。

（二）、操作工藝

（1）鋪砂墊前應將土工布上的雜物清理干凈，土工布要鋪平。

（2）檢驗砂料的質量，有無雜質，粒徑是否符合要求，含水量是否在控制的范圍內，級配是否符合要求；

（3）人工鋪筑砂料，不符合要求的砂石應剔除，保證邊角處的厚度、平整度也符合設計要求。

（4）砂料施工時應適當控制含水量，一般為8%～12%。

（5）墊層全部完成后，應進行表面拉線找平，凡超過標準高程的地方，及時依線鏟平；凡低于標準高程的地方，應補砂料夯實。

四、結語

在昆河治理二期工程施工過程中，采用優質的復合土工膜材料，完全按照復合土工膜施工技術要求，嚴格控制施工質量，工程竣工后，運行良好，取得明顯的防滲效果，同時節約了工程成本，縮短工期，收到良好的經濟效益、社會效益。充分證明了復合土工膜在河道治理中的作用，是值得推廣應用的防滲方式。

參考文獻

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