渦北大堤土工膜形式的選擇和施工

摘要: 本文論述了土工膜在渦北大堤中的應用，采用土工膜進行防滲處理，施工方便、防滲效果好、造價低，具有較高的應用和推廣價值。

關鍵詞: 渦北大堤加固;土工膜應用

1. 概述

現階段我國的許多城市，受技術水平，施工條件及經濟水平限制，防洪大堤在施工中壩體填筑不密實，沒有基進行防滲處理及壩后也未做排水體，且壩后有許多建筑物無法拆除，防滲效果較差，壩后在汛期常出現滲流現象，高水位時經常出現管涌等險情。為了減少征地、拆遷及節約投資，在防洪大堤加固處理中，使壩坡滲透坡降小于允許滲透坡降，需對壩體進行防滲處理。現階段廣泛采用土工膜作為鋪蓋防滲，

2.渦北大堤土工膜鋪設范圍的選定

在理解設計意圖后，施工單位結合工程實際情況和類似工程經驗，通過多種方案的經濟、技術和施工難度的比較，渦北大堤中采用土工膜處理土壩滲漏的方案是經濟合理的。施工時按要求對大壩堤頂至堤腳進行土工膜防滲處理，壩前20m范圍內鋪設土工膜(復合土工膜，下同)鋪蓋。鋪蓋前端開挖3×2m(寬×深)齒槽，將土工膜嵌入齒槽，壩頂開槽后將土工膜嵌入原壩體中，壩體與穿堤建筑物連接處將土工膜與建筑物連接，形成封閉的防滲不透水結構。加固后堤頂高程為27m，堤頂寬9m，迎、被水坡坡比均為1:3。

3.土工膜結構施工

3.1土工膜規格的選擇

土工膜規格的選擇與下墊層平整度、材料允許拉應力、材料彈性模量、鋪設范圍內的最大水頭及覆蓋層最大粒徑等有關，土工膜的厚度選擇除應考慮主要由水壓力要求的強度外，尚應考慮暴露、埋壓、氣候、使用壽命等應用條件，并按國家現行有關標準的規定確定設計厚度及實際厚度。本工程通過現場試驗，壩底、壩坡防滲層均采用規格為200g/0.5mm/200g的針刺短線滌綸兩布一膜(PE膜)，幅寬為6m。主要技術指標見下表。

3.2.土工膜防滲體結構層選定方案

通過現場聯合實驗并經設計部門同意后土工膜防滲結構自上而下依次為防護層、上墊層、防滲層、下墊層、支持層，由于壩體和壩底土層為砂性土體，整平夯實后可直接鋪設土工膜，不設下墊層。上墊層和防護層由于壩體土質均勻，前后坡度一致，上墊層采用厚度10cm厚的砂礫石，滿足防濾要求，防護層采用12cm厚的現澆砼護面。堤腳鋪蓋在土工膜上直接覆蓋60～80cm沙壤土并壓實作為保護層。壩前20范圍內鋪設針刺短線滌綸兩布一膜(PE膜)鋪蓋，在距壩腳20m的護堤地，開挖一防滲齒槽，槽深1.5m，開挖邊坡1:1，口寬3m，將土工膜嵌入槽內，并用砂壤土夯填。

4.土工膜施工

4.1.土工膜與穿堤建筑物的連接處的施工措施

土工膜防滲斜墻與穿堤建筑物的連接，要求連接嚴密、牢靠，留有伸縮余量，防止因建筑物不均勻沉陷而使土工膜發生拉裂破壞。穿堤建筑物澆筑為豎直墻，土工膜與混凝土連接時，首先在砼面上間隔0.2m打孔，安裝經過防腐處理過的膨脹螺栓，沿連接長度通長安裝一條5×200mm(厚×寬)橡皮，膜折疊4層打眼穿入螺栓，然后再用橡皮和熱鍍鋅鋼板壓條通過膨脹螺栓將土工膜固定。

4.2.土工膜的采購、檢測及運輸

(1)外購土工膜必須有廠家提供的合格證書，性能及特性指標。土工膜進場后，隨機抽取 (約2萬平方米隨機抽檢一組試樣)，對其性能指標委托有檢驗資質的檢測單位進行復測，復測結果全部合格方能使用。本工程所用土工膜使用前必須委托檢驗中心對產品的各項技術指標進行檢測，各項指標必須符合國家標準規定和設計要求。(2)根據鋪設基面丈量的記錄，裁剪大捆的土工膜，編號記錄，按號碼運載至鋪設現場。注意，土工膜在運輸過程中不要拖拉、應拽，避免尖銳物刺傷。(3)在壩體施工時，開挖清除原壩表層雜物，按設計對壩坡回填窮實，人工開挖防滑槽，剔除其表面的雜物等堅硬尖狀物，并噴灑除草劑和防蟲劑等藥水，坡面整理應平整、密實、光滑，以防土工膜被刺破。

4.3.土工膜的拼接

1)土工膜的連接分兩個程序進行:即下、上層無紡織布的縫接，中層PE膜的連接。無紡織布的縫接用手提縫紉機、尼龍線進行雙道縫接，搭接寬度15cm;PE膜采用焊接工藝連接，焊接工具采用自動調溫電熱模式雙道塑料熱合機。為了確保質量，焊接均在生產廠家進行。2)需在現場焊接時，要求天氣晴好，風力3級以下，嚴禁在雨天、高溫和嚴寒天氣下施工，焊接基底表面應干燥，焊接前用電吹風吹去膜面上的雜物，再用毛巾擦凈，保證膜面干凈，在焊接部分的底下墊一條長木板，以便焊機在平整的基面上行走，保證焊接質量，正式焊接前，應先根據施工氣溫、PE膜厚度，利用相同材質的PE膜進行試焊，施焊溫度為250～300℃，掌握好的焊接機溫度及行走速度，確定好施工工藝參數，再進行正式施工。拼接焊縫有兩條，每條寬10mm，第一幅土工膜鋪好后，將需焊接的邊翻疊(約50cm)，第二幅反向鋪在第一幅膜上，調整兩幅膜焊接邊緣走向，使之搭接10cm，兩條焊縫間留有10mm的空腔，用此空腔檢查其焊縫質量，要保證每條焊縫檢驗合格。

4.4.土工膜的鋪設

為了保證土工膜的施工質量，鋪設時氣溫選在 5—40℃，考慮到土工膜的熱脹冷縮性，根據經驗，氣溫低于5℃土工膜鋪設緊一些;氣溫在30—40℃時鋪設的松弛一些;氣溫高于40℃時鋪設停止。土工膜鋪設分堤腳、坡面鋪設兩個部分。鋪設時要在平地先將拼接焊成寬幅的土工膜在坡面自上而下從堤頂向堤腳沿垂直于堤軸線方向緩慢展鋪到坡腳齒槽外與堤腳土工膜丁字形相接。堤腳鋪設從齒槽處堤腳沿垂直于堤腳軸線方向緩慢展鋪到庫內20m處。鋪設時應選在干燥天氣進行，為了便于拼接，防止應力集中，土工膜鋪設采用波浪形松馳方式，富余度約為1.5～3%，攤開后及時拉平、拉開并用砂袋及時將對正、搭齊的土工膜壓住，要求土工膜與坡面吻合平整，無突起褶皺，施工人員應穿平底軟布鞋，以免踩壞土工膜，施工時如發現土工膜損壞，應及時修補。

4.5土工膜的錨固。土工膜的錨固分上部與壩頂、堤腳與防滲鋪蓋的錨固，土工膜上部錨固采用在壩頂路緣石基礎底部嵌固足夠長度土工膜，其結構形式為口寬0.5㎝×深0.6㎝的齒槽，在槽內夯填土。

4.6覆蓋保護層。土工膜焊接完成并經驗收合格后，及時在上面均勻鋪設10cm砂礫石墊層，找平拍實后澆筑砼15cm，以防止其在陽光照射下老化和其它因素引起的破壞。

5.土工膜施工質量控制

土工膜鋪設前做好了充分的準備工作，明確鋪設技術措施，施工人員均穿平底布鞋進行鋪設，做到隨鋪隨壓與保護層鋪設同時進行。施工中要控制土工膜焊縫質量，尤其要加強接縫檢測。土工膜焊接好后，觀察有無漏接，接縫是否燙損，有無褶皺，是否拼接均勻等。同時也要進行現場檢漏抽檢:①充氣法:在兩條焊縫之間留有約10mm的空腔，將待測段兩端封死，插入氣針，充氣至0.05MPa～0.20MPa，靜觀0.5min，觀察真空表，如氣壓無下降，表明不漏，焊縫合格，否則要查找原因及時修補。②充水法:在兩條焊縫之間留有約10mm的空腔，將待測段一端封死，另一端插入水針，充水至0.05MPa～0.20MPa，如無水從孔腔漏出，表明焊縫合格，否則要查找原因及時修補。這兩種方法直觀性好，設備簡便，操作方便，便于及時發現問題。

6.施工防滲效果評價

該段大堤在施工過程中嚴格按土工膜施工技術要求，現場控制焊接的質量，且經過試驗結果表明，土工膜施工后各項性能指標均能滿足設計要求，質量得到保證。該工程于2007年5月底完工，經過2007至2009三個汛期的運行，外河側預制塊護面平整，沒有出現護面下滑。壩后無水溢出，防滲效果很好，復合土工膜對于防洪大堤加固，具有較大的經濟效益和很好的推廣應用價值。