水利工程施工中土工膜全庫盤防滲技術的應用

□劉懷勇 侯軍紅 職光躍

職光躍，南水北調中線局河南直管建管局

土工膜作為一種比較熱門的新技術，以其較好的防滲作用，被國內外廣泛使用，而土工膜和土工織物結合在一起又形成了復合土工膜，復合土工膜很好地保護了土工膜不被那些碎石或者尖銳的東西所刺破，又防止了土工膜與土工織物之間位置的偏移。因此土工膜在水利工程中就有很好的使用價值，可有效解決水利工程施工各種滲漏問題，盡管現在土工膜技術還在快速發展階段，各方面的技術支持還有待加強，但是土工膜全庫盤防滲技術具有很好的市場前景。

一、土工膜在水利工程中的應用現狀

土工膜作為一種優質輕便、成本低、施工起來也比較方便的防滲材料，通過這些年來科技的發展，土工膜全庫盤防滲技術在水利工程中得到了較好的應用，因為其良好的實用價值，土工膜防滲技術在國內外水利施工中大受歡迎，雖然現在其技術還不太成熟，土工膜技術各方面現在還處在發展階段，但是目前已經得到廣泛應用［1］。

例如:西班牙在1984年修建的Poza delos Ramos 壩，是世界上現在最早的用土工膜技術修建的大壩，壩的總體高度有97 米，壩坡是1:1．3 的堆石坡，堆石壩的上游是砌的石塊，可以有效阻止上游泥沙對大壩的破壞，而表面是用簡單的水泥抹平，然后在上面鋪聚氯乙烯膜，也就是我們所說的土工膜防滲技術。而壩的下半部分聚氯乙烯膜厚度高達2mm，是上半部分的一倍，然后在膜上鋪滿瀝青，在瀝青上面再鋪上鋼筋網，最后再灌水泥混凝土，厚度達16 厘米，直到現在該壩的運行情況還很好。可以看出土工膜技術對水利工程質量的提高起到了重要的作用。

二、土工膜在庫盤防滲中的應用要求

根據用的對象不同，土工膜也有種類之分，而我們常見的有兩種:聚氯乙烯膜和聚乙烯膜。而聚乙烯膜的抗拉強度較好，在使用壽命上比起聚氯乙烯膜要更長，并且具有較好的隔水、粘連作用，是比較理想的防滲材料［2］。土工膜材料一般都要具有以下基本要求:土工膜必須沒有裂痕、主膜和無紡布的粘合要較好、具有良好的均勻性和不透水透氣性，并且在厚度上不能小于0．5mm，而在不均勻性方面最好不要超過10%。總的要求是要和當地的環境地質相匹配，在大壩上的土工膜要具有較好的延伸性，能夠適應地質結構變化引起的問題，還要能夠經得起地溫的考驗。

三、水利工程中土工膜全庫盤防滲技術的施工注意事項

在土工膜防滲層整體結構中，土工膜是防滲透的主體成分，而在具體的防滲過程中僅僅依靠土工膜是不能有效達到防滲效果的。土工膜防滲層主要由土工膜本身以及保護土工膜的保護層和起到支撐作用的支持層等三部分組成，保護層是為了防止水的沖刷且對各種對壩體有破壞的東西都有一定的保護作用，而支持層是使土工膜能夠受力均勻，避免局部遭受破壞。土工膜在使用的過程中其優點是:能夠及時修復，當局部遭受破壞后具有重修的條件并且施工的速度快;便于估算工程量和資金投入，可以根據修補的范圍很快計算出修補過程中的用料，人員及耗費的資金也便于計算。

土工膜全庫盤防滲體在施工的過程中一定要對其質量進行嚴格把關，有針對性地對設計要求和施工的條件制定有效的管理方法，并給予適當的信息警示［3］。在施工過程中要嚴格按照施工步驟來進行，還要建立健全全方位的質量保障體系，從而保障工程施工質量，嚴格把控土工膜的質量環節。在施工的過程中一般都是采取循環作業的施工模式。土工膜的連接一定要用熱焊或者用瀝青粘接，防治出現粘貼不嚴密的現象［4］。還要注意土工膜與膜之間正確的焊接，這也是施工中的重要環節，焊接的速度在很大程度上反映了施工的進度，同時焊接質量的好壞決定了整個土工膜防滲效果的好壞，因此要嚴把質量關，防止虛接、漏接等現象的發生，從而較好地保證工程質量［5～6］。經試驗，對于可滿足機械施工條件，故選擇機械施工。土工膜施工工序完成后，盡快進行保護層鋪設，以防膜光氧老化，利用機械傾倒保護層材料后，進行推平夯實，至保護層達到施工設計要求厚度，進行質量驗收，合格后完成施工。

四、實例探討

(一)工程概況。上游水庫主要承擔下游1．2 萬畝耕地和解決1．9 萬人口的飲水等問題，上游水庫在準噶爾盆地南邊，地形起伏，海拔高度為750m～800m 之間，而工程區在構造單元上處在背部沖擊平原上，在壩基的上半部粉是微透水性低液限粉土層，而這個土層的厚度在1．2m～2．3m 之間，在2009年設計總庫容量為107 萬m3壩長是650m 壩高是11m。壩的基本形狀是土工膜斜防滲土壩，壩體上游坡比為1:2．5，下游的坡比是1:2．0，上下游的坡比是不同的。

(二)全庫盤防滲設計。庫盤防滲的范圍是正常的蓄水水位，防滲面積是19．2 萬m2，膜上有50cm，膜下設30cm 土料墊層，因庫盤沖擊有一定的泥土厚度，土層厚度是滿足施工要求的，沒有換下30cm 土料層，采用分塊作業的方法對壩體進行施工，挖掉了45cm 的土層后開始進行鋪膜作業，先預留好焊接的寬度然后進行焊接，焊接的過程中還要合理把握焊接的程度，最后進行檢測，檢測合格后進行下一層土工膜的鋪設，運用這種方法加快了施工的速度。據以上分析，最終確定本水庫工程施工方案為:上游、下游邊坡比分別取1:3．0、1:2．0;清除主壩壩基含礫中砂和副壩壩基含鹽表層，使用質量優良的砂礫石回填;采用厚0．5mm 的聚乙烯復合土工膜對壩體進行防滲處理。上游坡防滲結構自下而上為:中細砂層(20cm)——中細砂層、復合土工膜層(20cm)——砂礫石過渡層(30cm)、干砌卵石護坡層(25cm)，壩體土工膜上下層示意圖見圖1。

圖1 壩體土工膜上下層示意圖

使用聚乙烯光膜對庫盤進行防滲處理，厚0．5mm，同時在土工膜上、下鋪設保護層和過渡層，以預防陽光、水浪、人為等因素對土工膜的損壞。

五、結語

水利工程中全庫盤防水的應用，不僅能夠及時將水利工程中的不足進行有效的彌補，而且還對人們的生活提供了安全保證。根據對全盤防滲技術的分析，導致土工膜防滲技術存在缺陷的原因有很多，但歸根到底就是因為現在的技術水平還不完善，以及應用的不科學和人員的不專業等因素造成了土工膜全庫防滲技術得不到較好的實施。還要避免在水利工程防滲施工的過程出現因操作不當而引起的質量問題，在具體的實際應用中要根據不同的地質狀況來選擇合理的防滲技術，做到材料和技術完美整合，發揮土工膜防滲技術的最大潛能，為水利工程施工的順利進行做好充足的準備。

［1］唐安軍，劉紅．土工膜水庫庫盤防滲技術及應用［J］．水利規劃與設計，2010，5:86～88

［2］吳俊杰，鳳煒，劉亮，曹文潔．全庫盤防滲復合土工膜應力應變分析［J］．水電能源科學，2013，12:66～69

［3］周佺．復合土工膜防滲技術在全防滲水庫中的應用［J］．河南水利與南水北調，2014，16:32～33

［4］李立剛．西霞院工程土工膜防滲技術的進一步探討［J］．人民黃河，2012，11:111～112

［5］孫麗娜，姜洋．復合土工膜防滲技術在灌渠改造工程中的應用［J］．科技創業家，2013，5:22

［6］徐天下．防滲復合土工膜在水利工程中的施工及質量控制探析［J］．中國高新技術企業，2015，10:131～132