復合土工膜在小型水庫除險加固工程中的應用

趙德龍，柏繼利

江蘇省贛榆縣水利局，江蘇 連云港 222100

0 引言

贛榆縣位于蘇魯交界處，境內在冊小型水庫70座，這些水庫均建于上世紀五六十年代，主壩為均質土壩。經多年運行，存在各種險情，其中大壩滲水情況較多。“十一五”期間江蘇省啟動小型水庫除險加固工程，贛榆縣49座水庫列入規劃。下面以尖嶺水庫為例介紹土壩防滲處理情況。

尖嶺水庫集水面積3.95km2，總庫容180萬m3，小（1）型水庫。受當時建設環境及客觀條件限制，建庫時壩前庫底沒有設鋪蓋防滲，施工中未對水庫壩基進行防滲處理，壩體夯填不密實，壩后也未做排水體，防滲效果較差，壩后常年滲流，高水位時曾出現管涌。經安全鑒定，壩坡滲透坡降大于允許滲透坡降，壩坡滲流不穩定，需對壩體進行防滲處理。

1 防滲處理方案

通過多方案經濟、技術比較，結合本工程的壩體材料與施工條件等實際情況以及類似工程的處理經驗，設計采用迎水坡面鋪設復合土工膜的防滲處理方案。具體為：壩頂至壩腳護坡底鋪設復合土工膜防滲，復合土工膜底部鋪設至護坡前齒墻以外5m，開挖一道防滲齒槽，開挖至強風化斜長角閃巖基，槽深約7m，開挖邊坡1：1，將復合土工膜嵌入槽內，并用粘土夯填，頂部錨固于護坡砼縱格埂下。復合土工膜防滲結構自上而下依次為防護層、防滲層、下墊層、支持層，防護層為10cm厚C20砼護坡，下墊層設5cm厚黃砂墊層。無砼護坡處土工膜頂覆蓋厚度不小于1.0m的粘土保護層。復合土工膜選用規格為200g/0.5mm/200g的針刺短線滌綸兩布一膜（PE膜）。

2 施工技術要點

2.1 施工準備

1)復合土工膜材料質量檢測。本工程所用復合土工膜為兩布一膜針刺短線滌綸兩布一膜（PE膜），使用前委托有資質單位對產品的各項技術指標進行檢測，各項指標均符合標準規定和設計要求；好，這是確保防滲效果的關鍵，特別是對尖石、樹根等雜物要徹底清除干凈，基面不允許有局部凹凸現象，清理好的基面要用夯錘或夯板夯緊，使之密實平整，保證干容重在1.5t/m3以上。本工程原干砌石護坡全部拆除，基層清理干凈，整坡壓實后鋪設墊層。

2.2 復合土工膜鋪設

2.2.1 復合土工膜的鋪設方法

鋪膜時垂直于壩軸線方向通幅鋪設，一定要由上而下鋪設。膜與膜之間及膜與基面之間要壓平貼緊，但不宜將膜拉得過緊，一般要略松一點，但不能在膜底留有氣泡。因為土工膜比較薄且很輕，鋪好以后，在未鋪好保護層以前，極易被風吹動，所以一次鋪膜面積不宜過大，最好邊鋪膜邊蓋保護層土料。

2.2.2 復合土工膜的鋪設技術要求

鋪設應在干燥暖和的天氣進行，為了便于拼接，防止應力集中，復合土工膜鋪設采用波浪形松弛方式，富余度約為1.5%，攤開后及時拉平、拉開，要求復合土工膜與坡面吻合平整，無突起褶皺，施工人員應穿平底布鞋或軟膠鞋，嚴禁穿釘鞋，以免踩壞土工膜，施工時如發現土工膜損壞，應及時修補。

2.3 復合土工膜的拼接

1）復合土工膜的連接分2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10cm；PE膜采用焊接工藝連接，焊接工具采用自動調溫（調速）電熱模式雙道塑料熱合機；

2）焊接工藝：第一幅土工膜鋪好后，將需焊接的邊翻疊（約60cm寬），第二幅反向鋪在第一幅膜上，調整兩幅膜焊接邊緣走向，使之搭接不小于10cm；

3）焊接全部在現場進行，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砂子、泥土等臟物，再用干凈毛巾擦凈，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220℃～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，焊縫應透明、平整、順直、連續。拼接焊縫兩條，每條寬10mm，兩條焊縫間留有10mm的空腔，用此空腔檢查其焊縫質量。

2.4 復合土工膜的錨固

復合土工膜的錨固分上部、中間與庫底的錨固。上部直接錨固在護坡砼頂格埂下，中間部位分別錨固于縱橫砼格埂下，庫底錨固于深溝齒槽，鋪設時將復合土工膜緊貼在溝內側，在溝槽內夯填土。建筑物側均采用開挖錨固溝槽連接。

2.5 上覆保護層

復合土工膜焊接完并經質量驗收合格后，及時在膜上面澆筑砼護坡或覆蓋粘土保護層，以防止其在紫外線照射下易老化和其它因素引起的破壞。

3 復合土工膜施工質量控制

3.1 材料采購

結合工程實際及所選復合土工膜的規格，確定復合土工膜的質量標準、幾何尺寸，選擇生產規模較大、產品質量符合要求的生產廠家進行招標采購。

3.2 原材料質量控制

進場的復合土工膜必須有廠家提供的合格證書，性能及特性指標和使用說明書。復合土工膜進場后，隨機抽取樣品對其性能指標委托第三方檢測，確保原材料質量合格。

3.3 施工過程控制

施工前制定方案報監理、業主批準，然后進行詳細技術交底。施工人員均應穿平底布鞋或軟膠底鞋進行鋪設，嚴禁穿釘鞋以防踩壞土工膜，做到隨鋪隨壓，復合土工膜鋪設要與保護層鋪設相協調。拼接中復合土工膜焊縫質量是拼接關鍵，施工中尤其要加強接縫檢測。可采用目測法、充氣檢漏法、充水檢漏法。施工單位對焊縫質量自檢合格后提交監理單位、質檢部門及甲方聯合抽樣檢查，實行逐段認證簽證，對于虛焊、漏焊的接縫應及時進行補焊，并對補焊部位進行充水檢測，直至驗收合格后，才可以進行下道工序。

4 結論

尖嶺水庫除險加固工程在施工過程中嚴格控制復合土工膜鋪設質量，工程于2009年底完工，蓄水運行一年來，通過監測，主汛期高水位運行時亦未發現壩體滲水，防滲效果較好。由此可見，復合土工膜防滲施工簡單，工期短，造價低，防滲效果明顯，對于小型水利工程的防滲處理，具有推廣價值。

[1]水利水電工程合成材料應用技術規范（SL/T225-98）.

[2]聚乙烯（PE）土工膜防滲工程技術規范（SL/T231-98）.