簡述大壩防滲以及導滲工作中新型材料應用的優勢

摘 要：水利工程中大壩作為一個基礎的結構起到了重要的作用，而大壩的建設中最關鍵的就是防滲以及導滲的處理。文章就大壩的施工工程中所遇到的有關導滲以及防滲處理工作的一些常見問題進行了探討，并提出一種新型的材料，土工合成材料在大壩的建設中的一些優勢，以期可以提高大壩的社會、經濟以及環境效益。

關鍵詞：大壩；水利工程；防滲；導滲

1 堆石壩中復合土工膜的應用

壩體在防滲性能上的效果主要取決于復合材料的防滲效果，好的復合土工膜是壩體防滲的關鍵，除此之外周邊的連接可靠性也是影響壩體防滲效果的關鍵因素。

接縫以及物理上的力學指標是防滲效果的主要影響因素，大壩在防滲的作用中主要是根據其所承受的水壓力以及下墊層。在實際的施工中，復合土工膜的質量中接縫質量的好壞是取決于生產中的拼接技術的，復合土工膜一般都是兩布一膜，因此接縫的質量就是直接影響抗拉強度以及防滲性的關鍵，就會影響到大壩整體的防滲性能，因此，嚴格的按照技術規范施工是基本要求。復合土工膜自身的防滲效果主要取決于土工膜的物理力學指標及接縫的質量。一般都要對工廠內生產的土工膜進行拼接，接縫的質量好壞直接影響土工膜的防滲性能和抗拉強度，因此，必須嚴格按照技術規程進行施工。

對大壩進行土工膜的鋪設應當在鋪設前先使用無砂混凝土進行鋪墊，繼而將土工膜沿著壩體的坡頂從上而下的進行縱向上的鋪放，平順的鋪設，適宜的松緊度，大約要留下1.5%多出來的土工膜，這樣是為了避免受拉而產生的破壞。拼接是在平整展開土工膜之后，一般都是使用熱熔焊的方式對土工膜進行拼接，而焊接以及行走的速度則需要根據膜的材料種類以及厚度和室外的環境溫度進行選擇的，因此在進行拼接之前需要進行試驗，用小塊的土工膜進行焊接，等到穩定后，選擇最佳的方案進行實際操作。熱熔焊法焊縫形式為直縫雙道，每道寬度1cm，間隔1cm，焊縫處土工膜搭接寬度約10cm。

焊接完成后的接縫檢測是對于大壩防滲性的一個保證，土工膜是基礎防滲結構，以此在焊接完成后必須進行檢測。首先可以直接用肉眼觀察，觀察接縫處的狀態，是否漏接或者是出現了損壞，接縫是否有燙損、褶皺，是否拼接均勻等，目測后則需要使用其他的手段去檢測一些肉眼無法發現的問題，比如用真空法或者是充氣法，這是對土工膜的拼接的質量進行最終的評定和監測。另外，除了上述兩種檢測方式外，抽樣測試也是必須的，大約對土工膜1000m2就取樣一次，取樣后，做拉伸的強度試驗。這也是為了檢驗接縫處的強度，有關行業技術要求中一般都要求接縫的強度應當是高于母材料的八成以上的，并且試驗若是斷裂在接縫處，則判定接縫的質量不合格。對于質量不合格的接縫，則可以使用一些措施進行補救，比如電烙鐵的補焊或者是塑料焊槍。土工膜表面的無紡布可采用手提縫紉機縫合，以保護土工膜，對于質量不合格的焊縫可采用塑料焊槍或電烙鐵重新補焊。

復合土工膜周邊連接的可靠性，主要是指復合土工膜與壩基混凝土防滲墻、壩肩混凝土趾板及防浪墻的連接。混凝土防滲墻底部及兩壩肩趾板與基巖面接合面均需進行水泥灌漿，防止防滲墻底部或趾板與基巖面接合面處滲水，灌漿完畢后，進行壓水試驗，合格后才能進行下一道工序。復合土工膜與防滲墻、趾板及防浪墻聯結采用扁鐵和膨脹螺拴錨固連接，為了保證復合土工膜具有一定伸縮能力，周邊均設伸縮節。

施工時由于土工膜在壩面上易于滑動，因此，在無砂混凝土表面每隔5m，刷熱瀝青兩道，面積約0.5m2，將復合土工膜粘結在上面，這樣，既不妨礙膜后無紡布的透水性又增大了膜的抗滑能力，收到了很好的效果。

2 病險庫加固

水庫是一個水利工程重點核心內容，但是由于過去我國的水利工程建設的筑造技術還不完善，管理制度還不系統，就造成了很多水庫的大壩年久失修，病險水庫的出現數量越來越多，崩壩事故時有發生，這就為國家和民眾造成了經濟損失，并且也威脅到了人們的生命安全。在病險庫中，由于病險大壩的數量太多，并且管涌以及崩壩的事故及其有可能發生，因此就造成了對大壩的加固和修復工程的復雜，并且要求工期也盡量縮短，而在材料的選擇上也應當是一些操作簡便施工方便以及運輸輕便的材料。這在于病險庫的加固施工中是具有著重要意義的。病險庫數量多，施工條件復雜，工期短，將質量輕、運輸方便、施工簡易的土工合成材料正確推廣應用到病險庫加固當中，具有深遠意義。

對于一些老壩體的加固應當在防滲的處理時，對前壩坡進行復核土工膜的鋪設，以此提高大壩的防滲度。這種方式就滿足了簡單方便以及快速施工的要求，并且對于壩體內部的浸潤線能夠有效的進行降低，浸潤線降低就意味著壩體中的干燥區相對的就要變大。并且土體的內摩擦角度也會隨之而提高，這樣也是對壩體的抗滑性、穩定性以及安全性的提高。壩基進行垂直鋪塑，塑膜與壩面復合土工膜連為整體。后壩坡按1：2.25培厚，新老壩體間設褥墊式排水體。

壩基垂直鋪塑是一種新的淺基礎防滲技術，鋪塑深度可達8m左右，開溝寬度只有20多厘米，是解決水庫淺層透水地基滲漏嚴重及延長滲徑減小壩后坡腳滲透比降的有效方法。垂直鋪塑適用于粉土地基；對于粉砂地基施工中必須做好泥漿固壁，施工速度要快，否則易塌壁。鋪塑塑膜采用厚0.3mmPE膜，設計深度應深入粘土層內1.0m，鋪完塑的溝槽采用粘土漿充填。鋪塑機先將基土破開，然后將事先卷繞在鋼管上的塑膜垂直放入槽內，由鋪塑機牽引向前移動。鋼管上的塑膜用盡前應予留1.5倍的槽深長度，將塑膜拿出溝槽，洗凈擦干后用自走式熱熔雙縫焊機焊接。局部破損的塑膜補漏，可采用PVC膠合劑粘接，粘接寬度不小于15cm，春秋季固化時間不少于12h，要求粘貼牢固、均勻、可靠。塑膜槽口外漏段，應敷土加以保護，避免陽光直接照射。壩基鋪塑塑膜上部要與前壩坡的防滲復合土工膜焊接，形成完整的防滲體，降低壩體內浸潤線，增加壩體穩定，達到除險目的。

3 土工合成材料在施工中應注意的問題

3.1 運輸、貯存中不得沾污、雨淋、破損，遠離火源，周圍不得有酸、堿等腐蝕性介質，不得長期曝曬和直立。

3.2 材料進場時，應進行抽檢。施工時應有專人隨時檢查清基、材料鋪放方向、材料的接縫或搭接、材料與結構物的連接，每完成一道工序應按設計要求及時驗收，合格后，方可進行下道工序。

3.3 施工場地應平整干凈，防止損壞土工膜；鋪設應平順，松緊適度。不平地、軟土上和水下鋪設搭接寬度應適當增大。

3.4 鋪設人員不得穿硬底鞋操作。

3.5 盡量采用寬幅，使膜在施工時接縫最少；每卷材料的重量不宜超過1t；膜與膜相連時，應采用同種土工膜。高壩應垂直于壩軸線鋪膜，低壩應平行于壩軸線鋪膜，以減少拼接量；接縫應盡量與最大拉力方向平行。

3.6 垂直鋪塑應嚴格按照工藝要求進行施工，PE塑膜施放速度應迅速，防止槽孔坍塌，影響鋪塑效果。

4 結束語

復合土工膜防滲堆石壩在新疆屬首例，它的成功應用，為堆石壩防滲設計提供了新思路。其次復合土工膜及無紡布在病險庫加固中所取得的可喜成果，也為病險庫加固設計積累了豐富的經驗。今后水利工程建設中應予大量推廣使用土工合成材料并加強檢測和應用的研究。