淺談垂直鋪塑在羅紋河堤防工程中的施工

摘 要：“垂直鋪塑”截滲技術是我國一項剛剛興起的新工藝、新技術，在羅紋河堤防加固工程中應用，通過實施該項技術，掌握和總結了該項技術的設計、施工工藝、質量控制措施。實踐證明：該項技術工藝簡單、施工成本低、速度快、防滲效果好。

關鍵詞：垂直鋪塑 施工方法 質量控制 效果分析

中圖分類號：TV871.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（b）-0049-01

羅紋河位于華縣西部，發源于秦嶺北麓，屬三門峽庫區渭河南岸一級支流，峪口至入渭口段河道長度9.8 km，渭河下游治理工程范圍為南起老西潼公路橋，北至渭河右岸匯入口，該范圍內羅紋河長度6.23 km。

三門峽水庫建成后，由于庫區泥沙大量堆積，加劇了潼關河床抬高和渭河下游淤積，渭河下游河道主槽萎縮，河槽擺動不定，臨水河岸坍塌毀田現象嚴重，雖經多年治理，但存在防洪工程不完善，加之南山支流尾閻段堵塞，泄流不暢，洪澇災害頻繁發生，導致該去群眾生活、生產條件長期得不到改善。2003年及2005年渭河兩次大洪水，使得當地居民遭受了嚴重的洪澇災害，財產損失嚴重，因而，各級政府對該項目的實施十分重視，先后多次安排資金，加強對渭洛河及支流的系統治理。2011年經上級批準對羅紋河進行加固，堤身防滲采用垂直鋪塑施工技術。

1 垂直鋪塑技術原理

利用專門的開槽機械，在設計防滲線上開出一定寬度、一定深度的連續溝槽，采用泥漿保護槽壁，同步在槽內用人工分幅置入或人工輔助機械連續置入土工模后再用土料回填溝槽，形成以防滲膜為主體、泥漿為輔助體的防滲體。羅紋河塑開槽機械選用鏈條式循環刮刀鋪塑機。靠鏈條循環運動帶動幾排刮刀切割土體成槽（槽寬30 cm），塑膜卷于實心鋼箍上，直接插入溝槽中，人工輔助機械拉動鋼箍轉動，連續置入土工模于槽中。

2 工藝流程

垂直鋪塑主要工藝流程如下：鋪放防滲帷幕軸線→壓實鋪塑機械工作平臺→在工作平臺上安裝機械→開槽→鋪設塑膜→回填槽孔→檢查復填→驗收。

3 “垂直鋪塑”設計

（1）塑膜材質選擇：總的原則：選擇對水質無污染、抗老化、滿足防水性、抗變形能力強及耐久性強的土工膜，一般用PVC（聚氯乙烯），其力學性能見表1。

（2）塑膜厚度：參照前蘇聯國家水工科學研究院推薦的計算公式。式中：σ為薄膜允許拉應力，kg/cm2；E為薄膜特性模量，kg/cm2；P為水壓力，t/m2；D為支撐土體最大粒徑，mm；T為薄膜厚度mm。據此公式計算的膜厚很薄，一般小于0.1 mm，考慮到施工的人為不利因素，確保安全可靠，一般采用0.2～0.3 mm。

（3）鋪塑深度及防滲型式：一般根據壩基地層構造、各土層的滲透系數，結合鋪塑機械的開槽深度能力，以滿足滲透穩定、防止土壤鹽堿化為基準，可設計成懸掛式和封閉式兩種防滲體系。

①當壩基相對不透水層埋深較大，受鋪塑機造槽深度的限制，可設計成懸掛式塑膜防滲帷幕，但必須慎重地417775bf52acdec8edf64c1409d6815f3a5616e6977f2274a6ff408c56697718做滲流試驗穩定分析。

②當不透水層埋深淺時，采用封閉式防滲體系。

（4）鋪塑的位置。

①在同一垂直平面上，對壩體與壩基全部實施垂直鋪塑時，應該在壩頂中心線上游、距離壩頂中心線向上游1/3～2/5處為宜。②當壩基為垂直鋪塑，壩體上游坡面復合土工膜兩者連結成防滲體系時，垂直鋪塑距壩內腳必須有一定的安全距離L =6 m。槽子的內側按壩體壩基的臨面考慮，以保證壩體連同壩基的抗滑穩定。

4 施工質量控制

4.1 開槽和鋪塑的速度要保持一致，不能脫節

如果開槽的速度過快，鋪塑的速度過慢就會造成槽壁浸水時間過長，承載力下降，最終造成塌孔。這樣防滲膜鋪設達不到設計深度，造成防滲效果下降。在塌陷淤泥中搶行下膜，會造成防滲膜被扯裂破損的情況。一旦發生這種情況，蓄水后水頭壓力集中于防滲膜高于透水層的位置或破損部位，這種壓力的集中更容易造成集中滲漏和滲透穩定問題，引起嚴重質量事故，所以施工中要搞好開槽和鋪膜的速度協調。

4.2 保護好塑膜，控制好膜與膜搭結，防止破損或在搭結處出現縫隙

施工過程中很容易造成膜的破損，防滲膜接縫的地方也會出現結合不緊密的情況。這種現象同樣會造成集中滲漏和滲透穩定問題，造成垂直鋪塑防滲帷幕出現質量問題。故在施工中最好采用專用機具進行熱焊接，這樣不僅接縫緊密，而且不會因后天因素造成連接破壞。如果采用人工縫合，搭接寬度應不少于50 cm，縫合兩道線，確保接縫在填塞后嚴密無縫隙。

4.3抓好垂直鋪塑的施工質量現場監控

施工質量控制主要是成槽質量控制、鋪塑質量控制、槽孔回填料質量控制三個環節。具體而言，主要做好以下工作：成槽質量控制：孔槽縱向平面軸線偏差不超過10 cm，槽孔寬度控制在20～40 cm。實際挖深要超出設計深度10～30 cm左右，以便有充足的落淤空間，槽深測量一是靠繩量探測，二是測量造槽機桿臂的長度和傾角控制。槽深的控制尤其重要，只有達到設計要求，才能確保防滲效果的發揮。另外為防止坍壁，應控制槽內泥漿比重，一般為1.1～ 1.5 g/cm。

4.4 塑膜鋪設控制。

一是檢查膜的質量，主要通過驗證，包括出廠合格證、質檢合格證及有關指標試驗報告等。二是塑膜鋪設深度控制，每隔50 m檢測一次。第三是塑膜搭接質量控制。最好采用熱粘合，搭接寬不小于10 cm。若人工縫合，搭接寬應不少于50 cm，縫合兩道線。另外塑膜上端超出槽口平面，至少50 cm，以便固定或與水平復合膜搭接。

4.5 孔槽回填

在孔槽回填方面要求回填的土料選用干凈的粉質土或砂壤土。回填土要及時，當塑膜鋪入后及時先回填1 m左右，以固定塑膜下端，防止塑膜上浮。然后逐步回填干凈的粉質土，不得回填開槽刮出的泥塊。

5 效果分析

工程完工四個月后，通過對鋪塑段注水試驗，計算出其滲透系數，和之前相比，堤防的滲透系數大大降低，防滲效果十分明顯。實踐證明：該技術具有工藝簡單，工程造價低，施工速度快、防滲效果好、無污染等特點。