土工膜防滲施工中應注意的幾個問題

劉學明

（新疆哈密地區水利水電工程質量監督站，新疆 哈密 839000）

土工膜防滲施工中應注意的幾個問題

劉學明

（新疆哈密地區水利水電工程質量監督站，新疆 哈密 839000）

文章對防滲土工膜（或復合土工膜）鋪設中經常出現的問題進行了分析，提出要重視土工膜基礎持力層破壞造成的破裂問題，施工機械造成的破裂問題，與建筑物的連接不當造成的滲漏問題，并針對其成因提出了防治措施，供同類工程參考。

土工膜（或復合土工膜）；滲漏；通病防治

土工膜（或復合土工膜）（以下統稱“土工膜”）以其具有優良的耐環境應力開裂性能、耐化學腐蝕性能、較小的滲透系數以及具有較大的使用溫度范圍和較長的使用壽命等優點，加上運輸、保管、施工方便等，廣泛使用于垃圾填埋場、尾礦儲存場、渠道防滲、堤壩防滲工程等。近年來，在水利工程建設項目中大范圍地使用了土工膜，為水利工程建設、水利工程運行、抗旱防汛應急救援等發揮了巨大作用。

1 土工膜使用現狀

“水是生命之源、水利是國民經濟發展的命脈、基礎產業”，這在干旱的西部地區顯現的尤為突出。在降水只有30mm，蒸發量卻達3000mm，而又蘊含著豐富礦產資源的西部哈密地區，農牧業生產、礦產開發、能源建設等經濟建設中，對水的渴望、對水的珍惜達到了“貴如油”的境界。為充分利用有效溯源，引輸水管網建設、防滲渠道等節水型水利工程遍布于哈密天山南北的戈壁和沙漠。在建的小型水庫基礎處理要求已達到5Lu的防滲標準。在生產實踐中，除調整產業結構、加強節水灌溉、降低工業耗水，加強節水型社會建設外，以防滲為主要內容的水利工程項目建設占到了很大份量。

在這些水利工程建設中，防滲材料的選擇更為重要，在戈壁沙漠地質條件下，土工膜無疑成為首選的防滲材料。

20世紀90年代至今，在哈密地區新建完成的5座小(Ⅰ)型山區水庫有2座使用了復合土工膜防滲材料；在新建的平原水庫、小塘壩等控制性工程中100%使用了土工膜材料進行防滲；在病險水庫除險加固工程中，哈密地區僅有的3座中型水庫除險加固有2座使用了復合土工膜，小型水庫除險加固工程100%采用土工膜進行防滲；在引水渠道防滲、應急搶險工作中土工膜也是作為主要材料得到廣泛使用。土工膜在干旱缺水的哈密地區已成為不可或缺的重要防滲材料。

2 存在的問題

在水利工程中應用土工膜出現問題的比例幾乎與其使用的比例差不多，主要問題就是破壞滲漏。防滲土工膜破壞滲漏造成的損失，除水的滲漏損失外，最為嚴重的是可能造成跨壩，給水庫下游地區和人民生命財產造成重大損失。因此，土工膜產品質量和施工質量的好壞，已成為水利工程安全運行和投資效益發揮好壞的重要指標。

截止目前，在哈密地區已建水利工程中，除以土工膜防滲渠道和以土工膜材料防滲的小塘壩工程運行基本正常外，應用復合土工膜防滲的2座山區水庫中有1座水庫出現了滲漏破壞；采用復合土工膜防滲的平原水庫中，有80%出現過土工膜破壞滲漏現象，有1座小(Ⅱ)型水庫因復合土工膜與放水洞連接不當造成破壞出現了險情。由此可見，利用土工膜防滲，為水利工程防滲體建設提供了較大的方便，但在工程運行安全中也存在很多問題。

3 應用土工膜防滲應重視的問題

在水利部2013年編制的“水利水電工程施工質量通病防治導則”中，對防滲土工膜鋪設通常出現的土工膜損傷、土工膜拼接或修補質量差、滲水、土工膜松脫或滑動等幾個方面問題進行了分析，并針對其成因提出了防治措施要點。

筆者根據從事水利工程防滲的經驗認為，在水利工程應用土工膜進行防滲中，除水利部編制的“水利水電工程施工質量通病防治導則”中提到的幾個方面外，還應該重視以下3個方面的問題。一是土工膜基礎持力層破壞造成土工膜的破裂。二是施工機械操作不當造成土工膜的破裂。三是土工膜與建筑物的連接不當造成的滲漏問題。

3.1 基礎持力層破壞造成的破裂

基礎持力層破壞造成土工膜破裂主要表現在土工膜破裂、膜下墊層大部分流失，基礎持力層沉陷。主要原因是破壞點周圍有滲水，隨著水壓力和滲流量的不斷增大，松散（或不密實）的基礎持力層細顆粒被帶走，同時土工膜下墊層料（一般為粒徑不大于20mm的細粒料）相繼被帶走，當基礎持力層在水壓力作用下發生沉陷達到一定深度時，土工膜被撕裂或焊縫被拉開造成滲漏。這種情況多發生在山前水庫和平原水庫有大顆粒較集中的庫盤防滲中，如伊吾縣吐爾干溝水庫和巴里坤西黑溝水庫庫盤防滲復合土工膜破壞滲漏的情況。

此類情況防治的主要方法是，根據膜下地質條件，對在滲水壓力作用下可能造成地基沉降處，先采用振動碾對原地基進行碾壓，使碾壓后的基礎持力層50cm范圍內的相對密度大于0.8或達到設計中對大壩碾壓要求的相對密度，然后按反濾層形式設置膜下墊層或增鋪一層無紡布，增設的無紡布應鋪設在下墊層之下，處理的范圍要超出應處理邊界外約一幅膜的寬度。

3.2 施工機械造成的破裂

施工機械造成土工膜破裂的情況在施工中和處理水庫滲漏時發現的較多。破裂的土工膜多呈三角形開口，偶有較大的刺破口。主要原因除施工機械在已鋪好的膜上碾壓外（這種情況宜發現且能較好地控制），主要是采用反鏟鋪填鋪膜上墊層和蓋重料時抓斗放料離地面過低，起鏟時劃破土工膜；還有一種情況是抓斗卸料后，移動機械臂時，抓斗掛到已鋪好的膜上墊層或蓋重，造成土工膜破裂，這種情況多發生在坡面處。

此類情況防治的主要方法是：首先制定施工機械不得在已鋪好的土工膜上行走的規定，并嚴格執行。二是機械手要有熟練的操作技術和正確操作技巧。最主要的是在機械鋪設時，施工單位要派1～2名人員跟蹤觀察，發現可疑情況及時檢查、補救，同時最好不要在夜間進行防滲膜的鋪設。

3.3 與建筑物的連接不當造成的滲漏

防滲膜與放水洞、溢洪道、趾墩等建筑物的連接是水庫工程建設中的關鍵部位。與建筑物的連接形式，一般用鋼條（或鋼板）通過膨脹螺栓固定在建筑物上。另一方法是將防滲膜用粘合劑粘在建筑物上，或兩種結合使用。通過運行證明，這種連接方法存在很大問題。

如新建水庫巴里坤縣西黑溝水庫和伊吾縣阿拉通蓋水庫均為庫盤防滲膜防滲、大壩為砂礫石面板壩，其中西黑溝水庫庫盤復合土工膜為300g/0.5mm/300g，防滲面積為44.64萬m2，阿拉通蓋水庫庫盤復合土工膜為300g/0.8mm/300g，防滲面積為17萬m2。原設計庫盤土工膜與趾板混凝土連接形式為粘合劑粘接，粘接長度均為50cm，再用鋼條通過間距為20cm的膨脹螺栓固定在趾板上。經多次檢查，施工質量滿足設計要求，但蓄水后發現2座水庫均有沿庫盤土工膜與趾板連接處漏水現象。

哈密市二堡二村小水庫放水洞采用這種連接，當水位蓄至洞頂以上時，下游出現滲水，繼而發展為漏水，幸好及時發現排除了險情。對放水洞開挖后發現主要是大壩防滲復合土工膜與放水洞連接不好發生滲漏造成了險情。

此類情況防治的主要方法是：首先要對膜與混凝土粘接材料進行試配，選擇滿足工程環境要求的粘接材料。

在處理巴里坤縣西黑溝水庫和伊吾縣阿拉通蓋水庫盤復合土工膜與趾板混凝土連接滲漏問題時發現，粘接的復合土工膜與趾板混凝土有50%已脫離，經更換粘接材料多次調試才達到要求。

其次，鋼板壓條不能直接壓在復合土工膜上，應在膜與鋼板壓條間放置2根彈性較好的直徑約為10mm的橡膠棒（固定膨脹螺栓在2根橡膠棒中間），這樣有利于保證防滲膜能與建筑物混凝土面緊密結合。

4 總 結

土工膜作為防滲材料在水利工程建設中已普遍應用，了解土工膜防滲施工中出現的一些問題，控制好施工中的主要環節，才能最大程度地保證其在工程運行中的安全，發揮正常的防滲效果。

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.06.021

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1008-1305（2014）06-0064-02

劉學明（1965年-），男，高級工程師。