全庫盤土工膜防滲技術在稍門平原水庫中的應用

朱天民 張 濤

(山東省水利勘測設計院， 山東 濟南 250013)

全庫盤土工膜防滲技術在稍門平原水庫中的應用

朱天民 張 濤

(山東省水利勘測設計院， 山東 濟南 250013)

山東省稍門平原水庫，采用全庫盤土工膜防滲技術進行水平防滲，防滲效果明顯。本文從水庫水平截滲平面布置、水平截滲設計、壩體防滲設計，以及防滲施工支持層施工、軟式透水管鋪設、長絲無紡土工布鋪設、PE膜鋪設焊接方面做了詳細描述分析。

全庫盤防滲； 土工膜防滲技術； 應用

1 工程概況

稍門平原水庫位于濟南市濟陽縣境內，庫區占地面積1635畝，設計最高蓄水位26.54m，相應最大庫容897.90萬m3，調蓄庫容761.90萬m3，年供水量3176萬m3，為小(1)型水庫。水庫引黃取水口門為葛店引黃灌區引黃閘，入庫泵站設計流量7.70m3/s，出庫流量1m3/s；該水庫采用全庫盤土工膜防滲技術。

2 水庫防滲設計

2.1 水庫水平截滲平面布置

稍門水庫庫底面積0.80km2，全部采用鋪設兩布一膜水平防滲型式，在鋪設過程中，根據自然地勢開挖、整平、壓實，庫底鋪設完成后，延壩坡繼續向上鋪設至壩腳與壩體防滲連接處，使壩體防滲與庫底防滲形成完整的防滲體系。

2.2 水庫水平截滲設計

庫底防滲設計包括支持層、排水排氣層、防滲層及保護層設計。

2.2.1 支持層

庫底整平壓實至設計高程后作為兩布一膜防滲的支持層。支持層壓實厚度不小于50cm，粉質黏土支持層要求壓實度不低于0.90。為防止防滲層被刺穿，支持層表面不得有樹根、蘆葦根、石塊、尖角狀硬物等突出物，庫底不允許出現坑洼不平現象。

2.2.2 排水排氣層

庫底不另設排水排氣層，由兩布一膜下層土工布兼作棑水層，φ80軟式透水管沿水庫壩角處封閉布置一條，在水庫內南北方向φ80軟式透水管間距20m均勻布置，東西方向φ80軟式透水管間距60m均勻布置，南北向、東西向排水排氣管兩端均與水庫壩角處封閉管相連，壩體排水排氣管與壩角處封閉管相連間距60m沿壩坡通至壩頂排氣井內，入庫泵站及出庫涵閘壩基處各設一條φ80鋼管將滲水排至截滲溝。

2.2.3 防滲層

本工程防滲層選用土工膜防滲，土工膜厚度計算公式[3]為：

T=0.204Pb/ζ1/2

式中T——單寬土工膜所受拉力；

P——膜上承受的水壓力；

b——預計膜下地基可能產生的裂縫寬度；

ζ——膜的拉應變。

經計算，選擇0.50mmPE膜，通過對兩布一膜、一布一膜的優化比選，并參考山東省境內目前已運行的平原水庫工程經驗，一布一膜的膜下復合防滲結構對施工水平要求高，容易發生破損且對底部變形要求高，施工質量難以保證，而兩布一膜克服了以上缺陷，因此，庫底采用兩布一膜方案，分層鋪設，上下均鋪設200g/m2的無紡土工布，中間鋪設0.50mmPE膜。

2.2.4 保護層

庫底鋪設兩布一膜后，上部設保護層，保護層采用素土，厚度50cm，素土內不得有樹根、蘆葦根、石塊、尖角狀硬物等突出物，鋪土整平后壓實，壓實度不低于0.96，該保護層兼作防沖和壓實作用。

2.3 水庫壩體防滲設計

水庫壩體上游護坡防滲自上而下依次為12cm厚混凝土預制塊、15cm厚粒徑2～4cm碎石墊層、復合土工膜(200g/m2無紡土工布+0.5mmPE膜+2000g/m2無紡土工布)、10cm厚中粗砂墊層；為增強異型混凝土預制塊之間穩定性，橫向采用鍵槽連鎖，上下企口結合，混凝土預制塊強度C30，抗凍等級F150；為增強護坡的穩定性，在上游馬道處設深0.80m、寬0.50m現澆混凝土防滑齒槽，壩腳處設深0.50m、寬1m現澆混凝土防滑齒槽。

3 防滲施工

水庫庫底防滲工程施工的主要工序：支持層平整壓實、φ80軟式透水管鋪設、無紡土工布鋪設縫合、PE膜鋪設焊接、保護層鋪土整平壓實。

3.1 支持層施工

由于水庫地下水位距地面僅1.00～1.50m，支持層施工時需降低地下水至設計支持層高程以下0.50m，降水采用明溝降水，然后開挖運輸土方，整平壓實檢測，壓實度0.90。

3.2φ80軟式透水管鋪設

將軟式透水管用200g/m2無紡土工布包裹并用尼龍繩捆扎，按設計要求開挖20cm×20cm溝槽，再將已包裹好的軟式透水管放入槽內，用中粗砂填埋壓實。施工過程中需注意以下三方面：

a.防止倒管。軟式透水管支撐體為高強度鋼絲圈，具有較高的強度，可承受一定的覆土重壓。但最好先將其兩端加以固定，然后再填覆中粗砂，可避免軟式透水管由于受不均勻水平推力而倒管，失去排水排氣作用。

b.管子連接。直接連接，將一端管子內支撐鋼絲圈去掉，將外覆材料裁開，套入另一節管子，用絲繩扎牢即可。T管連接，將支管端頭內支撐鋼絲圈去掉，將外覆材料裁開然后捆扎即可。端頭處理，將端頭內支撐鋼絲圈去掉一段，用尼龍繩捆扎即可。

c.鋪設時間。應盡量減少紫外線的照射，軟式透水管拆封后在陽光下直接暴曬避免超過96h。挖槽鋪設后，軟式透水管在水體浸泡狀態下，24h內應回填覆土，以保證其使用年限。

3.3 長絲無紡土工布鋪設

土工布卷在安裝展開前要避免受到損壞，土工布卷應該堆放于平整不積水的地方，堆高不超過四卷的高度，土工布卷必須用不透明材料覆蓋，以防止紫外線老化，在施工現場儲存過程中，要保證標簽與資料的完整。主要施工方法如下：?土工布的鋪設采用人工滾鋪法，布面要平整，并適當留有變形余量；?土工布縫合采用手提縫包機縫合，縫合時時針距控制在6mm左右，上層土工布縫合方法與下層土工布縫合強度應不低于土工布本身強度的70%；?土工布的拼接采用縫合方式，縫合寬度不小于0.10m；?所有的縫合必須連續進行，不允許出現點縫，最小縫針距離織邊2.50cm；?用于縫合的線應為最小張力超過60N的樹脂材料，并有與土工布相當或超過的抗化學腐蝕和抗紫外線能力；?如果縫合存在跳針等不合格現象，必須在縫合結合處進行重新縫合修補，并保證跳針部分的末端重新縫合。

3.4 PE膜施工

PE膜施工是整個水庫防滲工程施工的關鍵環節，焊縫形式采用雙焊縫搭接法，焊縫檢測采用充氣法。施工工藝順序：PE膜鋪設、裁剪—對證、搭齊—壓膜定型—擦拭塵土—焊接實驗—焊接—焊縫檢測—修補—復檢—驗收。主要施工過程如下。

3.4.1 PE膜采用人工鋪設

按規定順序和方向分區分塊進行并適當放松，避免人為硬折和損傷，模塊間形成的結點應為T字形，不得做成十字形，膜搭接面不得有污垢、砂土、積水等影響焊接質量的雜質存在，膜鋪設完畢未覆蓋上層土工布前應在膜的邊角處每隔5m放一個40kg重的砂袋。

3.4.2 焊接

焊接采用自動調溫(調速)電熱熔擠壓焊接機，焊接時PE膜應平行對正，適量搭接。現場撕拉檢驗試樣，焊接縫不被撕拉壞而母材被撕裂為合格。焊接時焊縫處PE膜應熔融為一體，不得出現虛焊、漏焊或超焊，如果出現漏焊、虛焊、超焊，使用熱熔擠壓焊機對切開損傷部位采用大于破損直徑一倍以上的母材補焊，雙焊縫寬度宜采用(2×10)mm。

3.4.3 焊縫檢測

焊縫檢測采用充氣法，對雙縫充氣長度為30～60m，雙焊縫間充氣壓力達到0.15～0.20MPa，時間保持1～5min，壓力無明顯下降的為合格，檢測完成后，應立即對檢測時所做的充氣打壓孔全部采用熱容擠壓焊接法補堵。

4 防滲效果

根據稍門平原水庫現場勘測結論，如果在未防滲情況下，水庫年滲漏量為372.80萬m3，占設計總庫容897.90萬m3的42%，防滲后全年滲漏量為17.44萬m3，占設計總庫容的2%。水庫正常運行后，設計滲漏量與運行后實際滲漏量基本相符，實現了設計的防滲效果，該水庫截滲溝以外農田區域地下水位與水庫建成前沒有變化，有效驗證了全庫盤土工膜防滲技術在稍門平原水庫中的成功應用。

5 結 語

稍門平原水庫采用全庫盤土工膜防滲技術進行水平防滲，從防滲效果分析，防滲效果明顯，但全庫盤土工膜防滲技術對施工過程中的鋪膜、焊膜、覆土等要求嚴格，因此，嚴格控制施工質量是全庫盤土工膜防滲技術達到設計防滲效果的關鍵。

[1] 周榮星，金瑞清.山東省平原水庫建設現狀及發展對策[J].中國水利，2015(8):25-26.

[2] 王繼新,郭凱.土工合成材料在平原水庫防滲中的應用[J].水利建設與管理，2001(4):61-62.

[3] 顧淦臣.大壩防滲用土工膜的厚度計算[J].水利建設與管理,1992(6):3-9.

Application of full reservoir basin geomembrane anti-seepage technology in Shaomen Plain Reservoir

ZHU Tianmin, ZHANG Tao

(ShandongWaterConservancySurveyandDesignInstitute,Ji’an250013,China)

Full reservoir basin geomembrane anti-seepage technology is applied for horizontal anti-seepage in Shandong Shaomen Plain Reservoir. The anti-seepage effect is prominent. In the paper, reservoir horizontal impervious plane layout, horizontal impervious design, dam anti-seepage design, construction in anti-seepage construction support layer, soft pervious pipes pavement, filament non-woven fabric pavement and PE film pavement and weld are described and analyzed in details.

full reservoir basin anti-seepage; geomembrane anti-seepage technology; application

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.02.008

TV223.4

B

1005-4774(2017)02- 0026- 03