土工膜在水利防滲工程中的應(yīng)用分析

張青容

廣東水電二局股份有限公司（511340）

水利工程在社會(huì)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)民生發(fā)展過(guò)程中有著極為重要作用，在水利工程建設(shè)過(guò)程中應(yīng)注重土工膜的工程質(zhì)量，充分發(fā)揮水利工程應(yīng)用功能，確保水資源得到有效調(diào)節(jié)。在水利工程施工過(guò)程中，防滲施工是較為關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)，也是各個(gè)建筑工程主體必須慎重考慮和認(rèn)真解決的問(wèn)題。近年來(lái)，土工膜作為一種新型防滲施工材料，在水利工程防滲施工過(guò)程中有著較為廣泛的應(yīng)用，并在防滲施工方面表現(xiàn)出了較為明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。因此，加強(qiáng)對(duì)土工膜在水利工程防滲施工中應(yīng)用分析、探究有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)這也是水利工程防滲施工的研究方向。

1 土工膜相關(guān)概述

土工膜是一種復(fù)合聚乙烯材料，主要包括無(wú)紡?fù)凉げ肌⒕幙椡凉げ嫉龋捎脧?fù)合法對(duì)這些材料進(jìn)行淋膜加工進(jìn)而得到新型材料。和其他材料相比，土工膜材料無(wú)論是在延展性還是在抗拉伸強(qiáng)度等方面都具備較為顯著應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。土工膜在生產(chǎn)過(guò)程中采用高分子材料，應(yīng)用了防老化劑，進(jìn)而能夠在非常規(guī)溫度環(huán)境下使用。通常來(lái)說(shuō)，土工膜主要發(fā)揮著防滲效果，其工作原理在于采用防滲負(fù)荷土工膜，具有不透水的能力，可以將堤壩和水分隔開(kāi)。將土工膜運(yùn)用到水利渠道施工中，可以起到提高磨損能力、增強(qiáng)延展性以及強(qiáng)化抗?jié)B能力的效果，能夠確保渠道防滲效果[1]。對(duì)比普通防滲材料，土工膜抗氧化能力更為顯著，可以運(yùn)用到不同類型渠道當(dāng)中，有效解決各類渠道基面沉降不均勻等問(wèn)題。

1.1 在應(yīng)用設(shè)計(jì)方面要求

土工膜設(shè)計(jì)不但需要滿足材料自身使用要求，同時(shí)也需要對(duì)原壩體、渠道聯(lián)合有效應(yīng)用有著較高要求。因此，在工程施工過(guò)程中需結(jié)合工程實(shí)際對(duì)土工膜應(yīng)用進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。通常來(lái)說(shuō)，土工膜在應(yīng)用設(shè)計(jì)方面主要包括了組成、規(guī)格、厚度、上下墊土層等方面內(nèi)容。其中，組成設(shè)計(jì)常用布袋與PE復(fù)合防滲膜方式，規(guī)格設(shè)計(jì)采用矩形方式進(jìn)行規(guī)劃布局，厚度設(shè)計(jì)主要是以上下墊土層規(guī)劃為依據(jù)，上下墊土層設(shè)計(jì)則是依據(jù)水利工程建設(shè)實(shí)際進(jìn)行綜合考慮。

1.2 土工膜施工工藝要求

確定土工膜施工工藝，需在設(shè)計(jì)工作全面結(jié)束之后，結(jié)合設(shè)計(jì)情況進(jìn)行確定。在施工前，施工企業(yè)應(yīng)結(jié)合施工實(shí)際情況合理選擇施工材料。應(yīng)用無(wú)紡?fù)凉た椢锛庸ね凉つぃY(jié)合土工膜密度進(jìn)行材料性能評(píng)價(jià)。具體施工時(shí)應(yīng)對(duì)土工膜施工坡度進(jìn)行合理確定，確保其與原壩體、渠道坡度相同，在重新平整原有土體后再施工。施工應(yīng)采用成塊鋪設(shè)方式，確保各施工塊之間緊密銜接。為了確保較好防滲效果，施工現(xiàn)場(chǎng)不可使用粒徑較大砂石，并在鋪設(shè)土工膜之后立即進(jìn)行黏土覆蓋[2]。

1.3 土工膜防滲形式

“上堵下排”是水利工程防滲施工原則，其中“上堵”分為三種類型，分別為堤基垂直防滲墻、堤身迎水坡土工膜防滲墻、水平防滲墻。堤基垂直防滲墻是對(duì)已經(jīng)建成堤防防滲工程進(jìn)行加固，利用垂直鋪型技術(shù)，對(duì)垂直防滲墻進(jìn)行合理建造。對(duì)新建堤防施工應(yīng)確保堤防填筑和土工膜心墻同時(shí)進(jìn)行同步上升，并且在進(jìn)行土工膜鋪設(shè)時(shí)應(yīng)采用鋸齒形方式進(jìn)行鋪設(shè)，避免堤身出現(xiàn)沉陷問(wèn)題。堤身迎水坡土工膜防滲墻類型，土工膜設(shè)置要結(jié)合實(shí)際采用兩面進(jìn)行細(xì)粒墊層合理設(shè)置，或者是采用一面進(jìn)行墊層設(shè)置，一面進(jìn)行保護(hù)層設(shè)置方式。墊層施工應(yīng)盡可能采用中粗砂，也可以采用粒徑為1～2cm碎石。除了要設(shè)置墊層，有時(shí)根據(jù)實(shí)際情況還需要進(jìn)行過(guò)濾層設(shè)置，方便實(shí)現(xiàn)和堤身填料較好銜接，在便于施工同時(shí)實(shí)現(xiàn)較好防滲效果。水平防滲鋪蓋形式，指是對(duì)透水層較厚情況，其他防滲形式在經(jīng)濟(jì)性與可行性上無(wú)法實(shí)現(xiàn)較好防滲效果時(shí)，可采用水平鋪蓋方式進(jìn)行防滲。“下排”指的是背水坡排水，具備開(kāi)陶導(dǎo)滲措施以及做反濾體等[3]。

2 土工膜在水利工程防滲中具體應(yīng)用

2.1 材料選擇

在正式施工之前，施工企業(yè)應(yīng)根據(jù)施工設(shè)計(jì)需要選擇合適土工膜，并與供應(yīng)商簽訂供應(yīng)合同，對(duì)材料質(zhì)量、數(shù)量及運(yùn)輸方式等進(jìn)行協(xié)商約定。供應(yīng)方應(yīng)嚴(yán)格按照合同約定將材料運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)。在材料驗(yàn)收進(jìn)場(chǎng)過(guò)程中，施工企業(yè)應(yīng)安排專業(yè)質(zhì)量檢驗(yàn)人員進(jìn)行土工膜材料入場(chǎng)檢驗(yàn)，確保進(jìn)場(chǎng)材料質(zhì)量合格，并且嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定對(duì)材料進(jìn)行妥善存儲(chǔ)保管。

2.2 準(zhǔn)備工作

首先，在正常使用土工膜前需要仔細(xì)檢測(cè)其質(zhì)量，嚴(yán)格根據(jù)作業(yè)要求確定土工膜尺寸、質(zhì)量，并且由正規(guī)渠道購(gòu)買土工膜。土工膜必須具備使用說(shuō)明書(shū)、質(zhì)量合格證明等資質(zhì)文件方可投入使用。而且在進(jìn)場(chǎng)前還需要隨機(jī)抽取和復(fù)查土工膜質(zhì)量，從根本上保證質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

其次，在使用土工膜前，需要結(jié)合具體施工部位以及要求將其剪裁成相應(yīng)長(zhǎng)度，并將其拼接為大小適宜的塊體，還需要將寬約10cm的拼縫帶預(yù)留于邊上，為后續(xù)施工提供便利[4]。

2.3 基面清理

施工企業(yè)在土工膜正式鋪設(shè)前，需先合理組織安排施工人員，對(duì)工程基面進(jìn)行全面清理，確保基面干凈無(wú)雜質(zhì)，并對(duì)基面進(jìn)行平整，避免基面雜質(zhì)或者基面不平整導(dǎo)致施工過(guò)程中土工膜發(fā)生損傷。基面清理標(biāo)準(zhǔn)為：坡面平整、平實(shí)、干凈、無(wú)雜物。此外，施工人員還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)基面砂料的全面排查，避免墊層等存在較大碎石或者其他異物，及時(shí)對(duì)相關(guān)砂料進(jìn)行攤鋪。

2.4 錨固作業(yè)

土工膜的錨固主要分為上部錨固與下部錨固。上部錨固主要是將一定長(zhǎng)度的土工膜鑲嵌于混凝土壓頂?shù)撞浚S后采取現(xiàn)澆混凝土壓頂?shù)姆绞絹?lái)完成錨固。下部錨固則主要是將相應(yīng)長(zhǎng)度的土工膜鑲嵌于漿砌石齒墻基礎(chǔ)底部，并進(jìn)行M7.5 塊石齒墻砌筑作業(yè)。錨固施工質(zhì)量?jī)?yōu)劣是影響封閉防滲體建設(shè)施工質(zhì)量的主要原因，所以務(wù)必要在下部錨固、坡面土工膜敷設(shè)、拼接等作業(yè)完畢后方可實(shí)施上部錨固[5]。

2.5 土工膜攤鋪施工

在土工膜攤鋪施工前，施工人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)外觀等方面檢查，確定土工膜不存在質(zhì)量問(wèn)題。若是土工膜出現(xiàn)了機(jī)械性損傷，則應(yīng)結(jié)合損傷程度采取相應(yīng)處置方法。若是損傷較輕則進(jìn)行有效修補(bǔ)處理后繼續(xù)使用。若是損傷程度較為嚴(yán)重，則應(yīng)進(jìn)行整體更換。應(yīng)盡量選擇晴朗天氣進(jìn)行鋪設(shè)施工，嚴(yán)格按照工藝流程及施工順序繼續(xù)人工鋪設(shè)。在具體鋪設(shè)過(guò)程中，可以采取渠底、坡面以及順著渠道軸線水平滾鋪等方式進(jìn)行，在鋪設(shè)完畢且達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后能夠朝著順坡面軸線方向?qū)嵤L鋪，讓其能夠和渠底土工膜十字連接。鋪設(shè)時(shí)對(duì)氣候也有一定要求，盡量避免在空氣濕度較大、溫度較低的季節(jié)進(jìn)行鋪設(shè)，避免出現(xiàn)集中應(yīng)力的現(xiàn)象而影響到鋪設(shè)質(zhì)量與進(jìn)度。在鋪設(shè)過(guò)程中，要確保鋪面以及土工膜的平整，防止產(chǎn)生皺褶。要求作業(yè)人員穿軟底膠鞋或平地布鞋，防止人為因素對(duì)土工膜造成影響。如若出現(xiàn)受損現(xiàn)象則要馬上采取補(bǔ)救措施。

2.6 鋪設(shè)保溫板和預(yù)制混凝土板

通常將厚度為3cm聚苯乙烯保溫板敷設(shè)于土工膜表面，隨后再將厚度6cm預(yù)制混凝土板敷設(shè)上去。在鋪設(shè)邊坡面土工膜質(zhì)量達(dá)標(biāo)后需要立即做好保溫板壓蓋的鋪設(shè)工作，避免受陽(yáng)光直曬、風(fēng)吹而加速老化，并且鋪砌混凝土預(yù)制板對(duì)土工膜起到有效的保護(hù)作用。

2.7 熱熔焊接施工

在現(xiàn)場(chǎng)施工，一般采用熱熔焊接方式進(jìn)行復(fù)合土工膜焊接施工。

首先，進(jìn)行土工膜現(xiàn)場(chǎng)拼接。合理控制土工膜施工幅度與寬度，保證拼接位置沿渠道軸線方向從上游膜壓到下游膜上方，確保同一斷面位置上邊坡上方膜應(yīng)覆蓋至坡面下方膜。

其次，正確處理搭接位置。在焊接之前，清掃焊接位置，確保焊接區(qū)域干燥、整潔，無(wú)油污、灰塵污染。

最后，對(duì)土工膜進(jìn)行焊接施工。焊接時(shí)，嚴(yán)格控制焊接流程，避免出現(xiàn)焊接脫空、起皺等問(wèn)題，保證較好的焊接施工效果。在完成焊接之后，應(yīng)檢測(cè)焊接縫，及時(shí)修補(bǔ)不合格焊接，或重新焊接，確保焊接施工質(zhì)量。焊接時(shí)還需將氣候方面因素考慮在內(nèi)，盡可能避免下雨天實(shí)施焊接。要確保焊接溫度在200℃～300℃，避免溫度太高影響到焊縫附近材料性能，而溫度太低則無(wú)法達(dá)到土工膜材料規(guī)定熔點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)焊接融合。

2.8 回填覆蓋施工

在焊接施工之后，應(yīng)做好防曬措施，避免陽(yáng)光暴曬導(dǎo)致土工膜發(fā)生老化失效，確保土工膜防滲效果。施工企業(yè)應(yīng)及時(shí)對(duì)檢測(cè)合格的土工膜回填覆蓋。回填覆蓋較為常用的方法是現(xiàn)澆混凝土面板覆蓋法。在覆蓋時(shí)切忌不能在土工膜上堆放材料，以免土工膜遭受損傷。確保回填覆蓋層厚度在20cm以上才能采用輕型機(jī)械進(jìn)行碾壓施工[6]。

3 加強(qiáng)土工膜施工質(zhì)量檢測(cè)相關(guān)措施

要安排專業(yè)專人加強(qiáng)對(duì)原材料質(zhì)量檢查控制，確保進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的土工膜合格證書(shū)、性能指標(biāo)證書(shū)、使用說(shuō)明書(shū)三證齊全，在外現(xiàn)上不能夠出現(xiàn)針眼、瑕疵。材料在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)做好防碰撞措施，在抵達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)之后應(yīng)及時(shí)組織材料驗(yàn)收，并妥善保管，避免日曬雨淋，盡可能地減少裝卸次數(shù)，避免材料損傷。

在土工膜鋪設(shè)時(shí)應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，及時(shí)采用有效措施進(jìn)行損傷彌補(bǔ)，并認(rèn)真進(jìn)行施工記錄，形成包括各種施工資料、檢測(cè)試驗(yàn)等報(bào)告。材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，需要進(jìn)行隨機(jī)抽檢，保證其性能達(dá)標(biāo)。

要加強(qiáng)對(duì)土工膜焊縫質(zhì)量檢測(cè)，對(duì)焊接施工過(guò)程中存在漏接、燙損、拼接不均勻等問(wèn)題進(jìn)行嚴(yán)格控制，及時(shí)查找焊縫成因，進(jìn)而采取有效應(yīng)對(duì)措施，保整焊接施工質(zhì)量。

加強(qiáng)施工強(qiáng)度檢驗(yàn)。施工每約1000m2取一試件進(jìn)行拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)，確保強(qiáng)度在母材80%以上，并且不能出現(xiàn)斷裂問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

在水利施工中常常會(huì)使用到土工膜，土工膜有著極強(qiáng)的延伸性與抗拉能力，并且操作便捷，作業(yè)效率較高，起到了良好的防滲作用。所以在施工過(guò)程中，施工人員應(yīng)根據(jù)工程建設(shè)需求合理應(yīng)用土工膜，并做好土工膜質(zhì)量檢測(cè)工作，切實(shí)保障整體工程防滲效果。