淺談復合土工膜在人工湖防滲工程中的應用及施工

李錦玉

(甘肅省酒泉市泓坤水利水電工程有限公司 甘肅酒泉 735000)

1 工程概況

嘉峪關市迎賓湖是一新建人工湖,設計庫容101萬m3,水面面積18萬 m3,庫底面積11萬m2,工程所建地質為強透水性砂礫石地質,其主要作用是改善周邊的氣候和自然環境。人工湖庫壩全長2150m,壩高7m,其中填方壩長1176m,工程范圍為人工湖壩體修筑,庫底及迎水面壩防滲及預制磚襯砌,泄水閘、放空管、進水口各一座及庫堤護欄等。

2 復合土工膜結構形式

復合土工膜采用濟南市天海塑料制品有限公司生產的,其主要構成為:土工織物與土工膜復合而成的不透水材料,土工膜厚度為0.35 mm、0.4mm,重量為750～900g/m2,幅寬為4～8m,其強度和防滲性能均能滿足設計和施工要求。

3 復合土工膜施工工藝

3.1 庫底復合土工膜施工工藝

3.1.1 庫底整平、壓實

庫底土工膜鋪設在庫區開挖、壩體填筑完后,即可進行庫底土工膜鋪設,鋪膜前首先用振動碾碾壓庫底,達到設計要求干容重后,用人工進行平整基礎面,清除基面尖棱硬塊等雜物,使表面無陡坡、錯臺、積水和浮土,達到平整光滑,為確保達到防滲效果,在施工時膜下基礎土面噴灑除草劑。

3.1.2 復合土工膜鋪設

土工膜采用0.4mm兩布一膜,鋪膜基礎經工程師驗收合格后,結合砂礫石保護層鋪筑按土工布幅長和幅寬分段順序進行施工,并隨砂礫石保護層鋪筑延伸,鋪設開始以卷長順水方向鋪設,上游幅壓下游幅,鋪設應平順,松緊適宜,不能繃拉過緊,應考慮適宜的余幅,但不能形成折皺,確保防滲土工布與庫底的緊密貼合。鋪膜前先進行小區域試鋪,根據試鋪合格的參數、施工組合、工藝、工序作業方式、技術指標,經工程師批準后,再進行大面積施工,為防止防滲土工布鋪設后因移動搭接錯位,應在鄰部或適當部位進行錨固,土工膜鋪設中應避免破損和污染,鋪設后不得長時間曝曬,應及時鋪設砂礫保護層。低溫 (0℃以下)施工時,土工膜應呈無冰凍松軟狀態,不得有冰凍。

3.2 庫壩坡復合土工膜施工工藝

3.2.1 壩坡整平、壓實

壩坡土工膜鋪設應在庫區開挖、壩體填筑完后,即可進行壩坡土工膜鋪設,鋪膜前首先用振動碾對壩坡進行碾壓 ,達到設計要求干容重后,用人工進行坡面的整平,清理等工作,確保防滲膜下無積水,無凸坡面和雜土,無雜草,無碎石和其它有棱角的硬物,不得在水下鋪設,經坡面驗收合格后進行防滲膜鋪設。

3.2.2 復合土工膜鋪設

庫壩坡土工膜的鋪設,在壩坡夯實達到設計要求之后,人工開挖梯形或三角小槽,將土工膜鋪設其中。土工膜采用0.35mm兩布一膜,鋪膜基礎經工程師驗收合格后,開始以卷長垂直壩長方向自下而上鋪設,上游幅壓下游幅,鋪膜前先進行小區域試鋪,根據試鋪合格的參數、施工組合、工藝、工序作業方式、技術指標,經工程師批準后,再進行大面積施工,先護腳后護坡面,自下而上的順序進行施工,并隨砂礫石保護層和砼預制板鋪設的增高分段上升,鋪設應平順,松緊適宜,不能繃拉過緊,應考慮適宜的余幅,但不能形成折皺,確保土工膜與坡面的緊密貼合。

為了防止土工膜鋪設后因移動搭接錯位,應在鄰部或適當部位進行錨固。同時,根據設計,底部要沿坡角鋪設,將壩體與庫底兩布一膜聯為一體,并做好與建筑物連接鋪設,防止建筑物接頭處漏水。土工膜鋪設中應避免破損和污染,鋪設后不得長時間曝曬,應及時鋪設砂礫石保護層和混凝土預制板。

3.3 復合土工膜焊接

本項目采用兩布一膜復合土工膜,復合土工膜焊接質量的好壞是復合土工膜防滲性能成敗的關鍵,所以務必要做好土工膜的焊接,確保焊接質量,焊接前用干毛巾擦凈相鄰的焊接間,調整好焊機的溫度和速度進行試焊后即可進行焊接,先縫制膜下土工布,用T H型熱融焊接機焊接塑膜,焊縫為雙道焊,后縫制膜上土工布,對塑膜破損面采用補貼大于破損面25cm的同規格塑膜進行雙面焊接處理,并保證膜面干凈,搭接緊密。焊逢應均勻、平整、順直、連續,布采用手提封包機逢制,搭接寬度不小于10cm,偏差不大于2cm,接縫應垂直壩長。

3.4 細砂過渡層及砂礫石保護層

膜上細砂過渡層與砂礫石保護層鋪筑,應與二布一膜土工膜鋪設同時進行,采用平行作業。在二布一膜土工布分片 (按塑膜幅寬和幅長為控制)鋪好接縫焊接完后,將大于2m的兩布一膜卷起,留2m寬,再進行膜上細砂過渡層與砂礫石保護層鋪筑,砂礫石保護層厚250mm,砂礫石保護層的砂礫料最大粒徑不得大于 100mm,不得小于0.05mm,細粒含量不得超過10%。

砂礫石保護層填筑采用裝載機運輸,人工攤鋪,并整平成形,其厚度、坡度等符合設計要求后進入下一道工序。鋪筑時應注意對已鋪設的二布一膜土工布保護,確保防滲效果。壩坡砂礫石保護層鋪筑后,進行預制混凝土板襯砌。

3.5 復合土工膜與混凝土的連接

二布一膜土工布與混凝土的連接施工是防滲工程的重要部位,根據設計圖紙要求采用粘接劑進行連接,在施工時嚴格按照設計重量配比施工,為確保粘接牢固,防止粘接劑老化,結合本單位的施工經驗,在已粘接好的二布一膜土工布與混凝土立面上外包一層混凝土,高于接觸面開契槽,使其能夠粘壓牢固,滿足防滲要求。

4 復合土工膜施工質量控制

4.1 復合土工膜檢測

對進場的復合土工膜除進行外觀質量檢查外,應按有關規程,隨機抽取復合土工膜,對其物理性能指標進行復測,確保用于工程的材料合格。

4.2 焊縫質量檢測

復合土工膜拼接質量是關系到防滲的主要問題,由于熱熔焊接法受氣溫影響較大,容易出現焊接溫度不當造成土工膜燙損和虛焊的問題,施工時應嚴格按照焊接試驗成果,根據氣溫變化情況和焊接面的情況,隨時進行各參數的調整。經試驗,施工時溫度易控制在160℃～240℃,行走速度控制在0.5～6m/min范圍內。焊接過程中和焊接后2h內焊接面不承受任何拉力,防止焊接面發生移動錯位。該復合土工膜焊縫質量的檢測主要為目測和抽樣檢測:目測就是首先對焊縫目測檢查、焊縫寬度是否均勻,有無漏焊、燙傷、褶皺等缺陷,并做好詳細的目測檢測記錄;抽樣檢測就是對焊縫樣品抽樣進行拉伸實驗,檢測其拉伸強度。經對焊縫檢測,焊縫質量滿足設計規范要求。

4.3 易出現的問題及對應措施

(1)在接近水平的區域內,防止形成鼓包,該包會在防滲層下集中土壤中的氣體,故須考慮將氣體向外或向頂部排出。

(2)盡可能減少施工接縫的數量,特別是壩坡上的水平接縫。

(3)防止在保護層鋪設期間防滲層遭受穿孔破壞,嚴禁現場車輛和帶鐵釘的鞋或高跟鞋在防滲層上行走。

(4)防滲層與壩體建筑物及水位以下鋼性體接觸部位的處理直接關系到壩體的安危,如處理不善會造成直接水流滲流通道,形成管涌破壞,“千里之堤、潰于蟻穴”,為此,要作特殊處理,減少集中滲漏,確保水庫的安全。

(5)在運輸貯存過程中應防止機械碰撞,遠離熱源,輕拿輕放,防止摩擦、刺傷、撞擊。

5 結語

復合土工膜作為一種新型的防滲材料在人工湖防滲工程中應用的前景很好,由于復合土工膜防滲的核心問題是保證施工中土工膜的完整性和土工膜的鋪設質量,因此在防滲施工中只要嚴格按復合土工膜施工技術要求,嚴格現場焊接和粘接的質量控制,避免人為或其他因素的破壞而產生缺陷影響防滲效果,就能使復合土工膜各項性能指標均滿足設計要求,質量得到保證。經過嘉峪關人工湖庫底、庫壩坡防滲實踐證明,取得了較好的防滲效果。

1 張慧莉.復合土工膜料在渠道防滲,水土保持研究,2002,2

2 李鋒等.復合土工膜用于水利工程渠道防滲的施工質量控制,河南水利與南水北調,2010,1.

3 陸金榮.復合土工膜在博斯坦水庫面板堆石壩工程中的應用,西部探礦工程,2005,7

4 楊建平等.淺論復合土工膜在南水北調工程中的應用技術,南水北調與水利科技,2009,3

5 林森.淺談復合土工膜在水庫除險加固工程中的應用,價值工程