復合土工膜在汾河灌區節水續建配套工程中的應用

韓素麗

（山西省水利水電科學研究院 山西太原 030002）

復合土工膜是通過對聚乙烯或聚氯乙烯的增強改性、熱復合或壓延成膜的同時與滌綸針刺土工織物一次組合而成，其抗拉、抗頂破、抗撕裂強度高，延伸性能好,且有很好的不透水性、彈性、耐久性，適應變形能力強，具有防滲和平面導水的綜合功能。復合土工膜防滲技術在水利水電工程、鐵路、公路工程、隧道工程、垃圾處理廠、建筑工程等現代建設工程中廣泛運用。由于具有上述特點，復合土工膜在堤防工程、灌區節水改造渠道防滲工程中得到了推廣應用。本文結合汾河灌區節水續建配套渠道防滲工程中復合土工膜的實際施工情況，介紹復合土工膜在灌區渠道防滲工程中的應用。

1 工程概況

汾河灌區位于山西省中部的太原盆地，灌區跨三市、十一個縣（市、區）。全灌區控制土地面積13.7萬hm2，其中耕地面積13.7萬hm2，其中耕地面積10.46萬hm2，設計灌溉面積10萬hm2，是山西省最大的自流灌區。灌區位于汾河沖積平原區，地層主要以壤土、砂壤土為主，局部有粉細砂及砂礫巖，按含水層巖性，地下埋深及動力特征結合本區實際開采深度，分為淺層潛水和中層承壓水，地下水可開采總量為9358萬m3。流向地面坡度基本一致，淺層地下水埋深2～3m。

全汾河灌區分為四個灌排區系相對獨立的灌區，即一壩灌區、二壩的汾東灌區、汾西灌區、三壩灌區。灌區面積主要分布于汾河兩岸。本次汾河灌區節水續建配套2008年項目工程，位于一壩東一支渠（樁號10+134-11+619），長1485m。本渠道防滲工程采用復合土工膜加漿砌石的形式進行防滲改造。

2 復合土工膜設計情況及工藝流程

2.1 設計情況

汾河灌區渠道防滲工程采用漿砌石梯形渠結合復合土工膜的防滲形式，M5水泥砂漿墊層為邊坡5cm厚，M7.5漿砌石護坡砌筑。斷面迎水側邊坡為1：1，渠深1.5m，底寬3m。渠坡、底板每50m設橫向伸縮縫一道，縫寬20mm，縫內填充聚乙烯閉孔泡沫塑料板，迎水面50mm用瀝青砂漿填縫。渠頂做400mm×120mm混凝土壓頂。

2.2 工藝流程

在復合土工膜鋪設前，渠道底板和坡面修整完成，地下排水系統和渠道防凍脹沙礫料填鋪工程完成，換填后的坡面平整度、壓實度均達到設計要求，并經現場監理工程師驗收合格后方可進行土工膜的鋪設，本工程復合土工膜鋪設流程為：準備工作——對正、搭齊——縫底層布——擦拭主膜塵土——主膜焊接——連接質量檢測——縫上層布——驗收。

3 復合土工膜施工方法

3.1 施工準備

1）原材料購進

根據設計要求和施工條件制定一套完整的施工質量管理辦法和嚴格的操作規程，進場的復合土工膜必須有廠家提供的產品合格證書、性能及特性指標和使用說明書，方可進場用于本工程。

2）復合土工膜原材料質量檢測

本工程采用山東中易土工材料有限公司生產的規格為SN2/PE-7.5-300-0.2的兩布一膜短纖針刺復合土工膜，材料進場后，即作抽樣檢查。委托太原理工大學土木工程檢測中心對產品的單位面積質量、厚度、斷裂強力、撕裂強力、斷裂伸長率、頂破強力、滲透系數等技術指標進行檢測，其各項指標均滿足GB-T17638-1998《土工合成材料短纖針刺非織造土工布》的標準規定和設計要求。

3）基面進行清理平整

渠堤及渠底開挖后，清除草根和樹根及瓦礫、石子等尖棱雜物,防止穿破、刺破土工膜,然后進行夯實,土方壓實系數達到設計要求并經現場監理工程師驗收批準后,方可進行土工膜的鋪設。

4 復合土工膜的鋪設方法及拼接

4.1 復合土工膜鋪設方法

本工程中復合土工膜的鋪設分為渠底鋪設和渠道兩側邊坡鋪設兩個部分。根據施工組織設計的安排，先進行渠坡復合土工膜的鋪設，渠坡復合土工膜鋪設時頂端預留30cm,底端預留20cm。頂端預留的復合土工膜埋進路緣石坑內；底端預留部分與渠底土工膜連接。

由于施工時，土工膜面積大，渠內平整度問題，難免會出現溫度過高造成部分焊接破壞。出現這種情況時，監理同意后，也可以采用KS膠粘接，但必須保證KS膠涂抹均勻。采用KS膠粘接，將受損部位清理干凈，在該部位外鋪一層合格的土工膜，其各邊長度應至少大于破壞部位10cm以上，并將兩者拼接處理。渠底土工膜與渠坡土工膜“丁”字形相接。

4.2 復合土工膜鋪設要求

渠底復合土工膜鋪設時，由于渠道淤積嚴重，渠底開挖后，必須將渠坡預留的土工膜接口處清理干凈再與渠底土工膜焊接，否則焊接質量難以保證。土工膜頂部應錨固于渠堤邊坡以上，以形成整體防滲作用。除渠堤邊坡以上可以錨固，其他部位杜絕破壞。待漿砌石施工完畢后進行土方回填。

復合土工膜鋪設前必須清除渠底的一切雜物、雜草和尖石，土工膜攤開后要及時拉平、拉展，不允許出現凸出及凹陷的部位，一次鋪設長度宜控制在30～50m，鋪好后成松弛狀，以適應部位變形防止破壞，并與支持面貼實，嚴禁出現褶皺、懸空現象，土工膜下空氣應完全排出。施工人員應穿平底布鞋或軟底膠鞋，嚴禁穿釘鞋，以免踩壞土工膜。施工時一旦發現土工膜損壞，必須及時進行修補。鋪設完成后進行覆土，覆土質量必須符合設計要求，清除草根、樹根及其它硬雜物。

4.3 復合土工膜的拼接方法

目前，土工膜的現場拼接方法有膠粘法和熱熔法兩種，本工程采用HT-1型土工膜焊說明進行熱熔法焊接施工，為保證土工膜的焊接質量，兩側預留20cm寬光膜面，垂直于水流方向鋪設，接縫寬度10cm，拼接方式為上游壓下游。

5 復合土工膜焊接的控制措施

5.1 參數控制

復合土工膜焊接質量的好壞是渠道防滲工程成敗的關鍵，所以在土工膜焊接上一定要嚴格把關，在施工前要做好焊接試驗，確定合理的施工參數并編報《復合土工膜焊接施工技術方案》，經監理工程師審批后，嚴格遵照執行。施焊時,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，一般掌握行走速度1.5～2.5m/s,施焊溫度為220～300℃。保證焊接質量，因為焊接溫度要傳至膜片，受氣溫影響較大，要及時進行參數調整,嚴禁正焊或欠焊。

5.2 膜面清理

焊接前，用電吹風吹去膜面上的砂子、泥土等臟物，焊縫搭接處不得有污垢、積水和砂土等臟物，保證膜面干凈。

5.3 焊縫檢測

1）現場檢測

復合土工膜焊縫質量是拼接的關鍵，施工中尤其要加強接縫的檢查。檢測方法有兩種，（1）目測法：復合土工膜焊接好后，主要觀察有無漏接，接縫處是否燙損，復合土工膜應熔為一體，并且兩條焊縫要光滑平順，沒有褶皺，厚度要均勻，目測認為沒有問題后再進行現場檢漏。（2）現場檢漏法：現場檢漏有兩種方法:充氣法和充水法，充氣法的優點是直觀性好，便于及時發現問題。設備簡便，操作簡單，可在現場隨時隨地檢查和抽查，所以汾河灌區節水工程采用充氣法對全部焊縫進行檢測，兩條焊縫之間留有約10mm的空腔，將待測段兩端封死，插人氣針，充氣至0.05～0.20MPa,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）抽樣檢測

施工完質量檢測主要是抽樣檢測，施工每約1000m2取一組試件，做拉伸強度試驗，要求強度不低于母材的80%，且試樣斷裂不得在接縫處，否則接縫質量不合格。本標段工程共使用復合土工膜1.7萬m2,現場共抽取焊縫試樣17組，作拉伸強度試驗，經檢測合格率100%，焊縫質量合格。

6 應用效果

在汾河灌區渠道防滲工程復合土工膜的施工過程中，嚴格按照上述方法進行施工和質量控制，嚴把施工質量關，經取樣進行室內試驗，其各項性能指標全部符合設計要求，工程質量得到保證，提高了灌溉水的利用率，節約的水可擴大灌概面積，從而保證了灌區節水改造工程目標的實現。