某灌區渠道防滲處理中復合土工膜的應用

帥志勇

（南昌縣贛撫平原水資源保護中心，江西 南昌 330200）

0 引言

復合土工膜是由聚乙烯或聚氯乙烯等塑料薄膜為基材，與無紡布復合加工而成的新型土工防滲材料，其主要以土工織物為導水層，以高分子材料為防滲層，經先進技術延壓、熱熔、涂敷而成，與常規的瀝青混凝土、水泥土等材料相比，復合土工材料強度高，耐極端溫度能力強，延展性好，質量輕，抗拉、防滲、抗撕裂性能優良，造價低廉。工程實踐證明，復合土工膜應用于渠道防滲可使滲漏量減少90%以上，該防滲技術目前已在庫區、渠道、圍堰、壩體、蓄水池等領域廣泛應用。

1 工程概況

某灌區地處江西中部平原地帶，灌溉面積65 733.33 hm2。灌區自建成以來，在長期的運行過程中，各級渠道渠基土反復凍融、隆起和沉降，導致渠基襯砌板出現嚴重裂縫、錯位、滑坡，襯砌結構混凝土板也嚴重老化和風化，導致灌區渠道防滲節水效果明顯下降，為此必須盡快進行防滲加固處理。灌區管理部門也先后進行了多種防滲措施的嘗試，但并未從根本上解決渠道沖刷、滲漏、坍塌、淤積等問題。所以，渠道防滲襯砌抗凍脹處理已經成為目前灌區建設和管理的重中之重。

灌區渠基主要分布為透水性強的砂礫和砂質粘土，為加強渠基礎防滲抗凍脹處理效果，決定采用滲透系數0.10×10-10cm/s的復合土工膜，根據類似工程實踐經驗，復合土工膜抵御地基不均勻沉降應力及土體凍脹凍融破壞的能力較強，故應用于此灌區工程渠道防滲抗凍脹處理中。按照設計要求，將渠道內坡面雜物徹底清除并整平處理后，直接將復合土工膜鋪設在渠道內坡面，上部再增鋪10 cm厚度的細砂墊層，表層鋪8 cm厚的混凝土預制板護砌，從而形成一個完整的全封閉防滲系統。

灌區渠道內坡面所鋪設的復合土工膜內的防滲膜采用厚度0.60 mm且具有熱焊接特性的聚乙烯膜，土工布為重量不小于300 g/m2的滌綸針刺無紡布，復合土工膜兩布一膜的幅寬4.00 m，設計規格300 g/0.60 mm/m2。在復合土工膜材料工程應用前，必須進行各項性能指標的檢測，結果見表1。

表1 復合土工膜性能指標表

2 復合土工膜的施工工藝

2.1 施工準備

在進行復合土工膜鋪設施工前先將灌區渠道內坡面表層的草皮、樹根、腐土等徹底清除，并根據設計要求進行削坡處理，削坡過程中應再次檢查雜物尤其是尖角硬物是否徹底清除，避免硬物損傷復合土工膜。之后將欠坡段和虧坡段回填夯實，并確保鋪設復合土工膜的工作面密實、平整、光滑。

回填過程中，應將渠道坡段整理成臺階狀并按20～30 cm厚度分層夯實，根據回填方量確定渠道超填寬度，灌區超填寬度應控制在20～45 cm，避免削坡處理引發建基面虛方。回填后及時檢測土體干容重，保證回填土碾壓施工質量。

2.2 復合土工膜鋪設

結合灌區防滲處理渠道斷面結構型式，采用全鋪式、半鋪式和底鋪式三種鋪設方式。對于渠道邊坡、渠底三面鋪及兩側邊坡鋪膜高度超出渠道正常水位的情況，采用全鋪式；對于一側渠道邊坡、渠底兩面鋪及一側邊坡鋪膜高度超出渠道正常水位時，采用半鋪式；底鋪式僅適用于渠底一面鋪的情況。

從灌區渠道上游向下游且垂直于渠道軸線進行復合土工膜的通幅鋪設。檢驗鋪膜基槽的工程屬性，符合設計及規范要求后在基槽表面灑水濕潤，確保復合土工膜能較好地緊貼基床。鋪膜時應先將性能符合設計要求的復合土工膜平鋪在下游基槽，再逐漸向上游鋪平，并預留出均勻褶皺，鋪膜的速度應配合水泥砂漿護砌層施工速度，并同時進行。

2.3 復合土工膜拼接與錨固

常見的復合土工膜拼接方法包括粘結法、焊接法和搭接法，為增強拼接的牢固性，保證防滲施工效果，灌區渠道防滲復合土工膜拼接采用焊接法。在焊接前應將膜表面的砂土雜物清理干凈，如果膜表面較為潮濕，需采用電吹風徹底吹干后焊接。為保證焊機能行走于平整基面，還應在焊接前將一長條木板墊置在拼接部位底下。焊接過程中，焊機熨斗溫度應保持在180～200 ℃，完成拼接后應檢測接縫的牢固性，保證接縫平順，松緊適度。

將土工膜上部嵌固在堤頂進行錨固，也就是將復合土工膜直接埋進錨固溝，并進行填土和夯實，再上鋪混凝土封頂板。

2.4 復合土工膜護砌

將厚3 cm的水泥砂漿層鋪在錨固好的復合土工膜上找平拍實，再上鋪厚度10 cm 的混凝土預制塊，并保證以上施工環節緊密銜接，避免復合土工膜錨固后長時間暴曬而失水老化。灌區渠道防滲復合土工膜護砌層使用的是標號42.50硅酸鹽水泥和M10水泥砂漿，水泥與砂的重量比為1∶4。為防止水泥砂漿抹面時砂漿層整體沿膜隔層下滑，對砂漿材料有較高要求，還應在水泥砂漿層和渠底連接處增設一道5 cm 深度的溝槽，使水泥砂漿伸入渠底，增強砂漿抹面層的穩定性。

3 施工質量控制

3.1 原材料質量檢測

灌區渠道防滲所用復合土工膜原材料質量必須嚴格按照《土工合成材料非織造布復合土工膜》所規定的按交貨批號檢驗的要求，從每一批次中取樣抽檢。此工程綜合考慮交貨批次、幅寬和幅長后所確定的原材料復檢代表面積為8 000～10 000 m2/次；對拼接部位原材料的檢測主要體現在焊接工藝參數的控制方面，并根據《水利水電單元工程施工質量驗收評定標準-土石方工程》所規定的1處/100延米的抽檢頻次進行，但每個單元工程至少抽檢3處。

3.2 施工過程控制

嚴格按照施工組織設計進行灌區復合土工膜施工，施工人員必須穿著軟膠底鞋進行鋪設施工，防止踩壞膜材料，并加強土工膜鋪設和保護層鋪設施工的同步性，確保隨鋪隨壓。土工膜焊縫施工質量是整個施工質量控制的重點，采用目測法進行焊縫質量的檢測，即在膜材料焊接完成后由技術人員目測觀察焊接施工質量以及是否存在漏焊、接縫燙損、明顯褶皺、搭接寬度不合要求等問題，如有，必須立即按設計要求進行補焊。在目測的基礎上還應充氣檢測，將焊縫兩端用粘膠封堵后插入氣針，并按120 MPa的壓力充氣，充滿后靜置15-20 min并觀察氣壓計指針，如無下降，則表明焊縫焊接合格，否則，應補焊后再檢測。

3.3 施工效果檢測

對灌區復合土工膜防滲施工效果的檢測采取抽檢方式，按照1 組試件/500 m2的頻次抽檢，并進行試件強度試驗，對于實際強度≥母材80%的試件即視為合格。對焊縫施工效果的檢測，也在現場抽取焊縫試樣進行強度試驗，檢測結果表明，焊縫試件合格率為100%。

4 結論

對江西某灌區渠道復合土工膜防滲施工的分析表明，在施工開始前和施工過程中必須嚴格按照設計及相關規范的要求加強復合土工膜鋪設現場施工準備及全過程施工質量控制，灌區渠道防滲施工過程中，復合土工膜原材料的各項性能指標均符合設計及規范要求，施工質量有保證，灌區自竣工運行以來，渠基襯砌板嚴重裂縫、錯位、滑坡及襯砌結構混凝土板嚴重老化和風化等病害已得到根治，復合土工膜渠道防滲效果良好。