復合土工膜防滲技術在全防滲水庫中的應用

□周 佺（新疆生產建設兵團第十三師水務管理有限公司）

1 工程概況

沙棗泉匯流工程主要匯集沙棗泉灌區坎爾井、泉水,充分利用沙棗泉灌區冬季棄水及夏季余水蓄庫，匯流池總庫容430萬m3，工程規模屬?。?）型。該工程由河南省對口援疆十三師資金建設。匯流池位于山前傾斜沖洪積平原區，利用沙棗泉灌區南緣天然洼地四面筑壩近矩形布置，壩線長2709m，壩頂寬5m，上、下游壩坡比均為1：2。庫區北高南低，最大壩高18m（南壩），壩體采用土工膜防滲砂礫石均質壩。

庫區地層巖性上部為第四系上更新統—全更新統洪積堆積（Q3-4pl）礫石，級配不良、顆粒多呈棱角狀，厚度1.50～7.50m。下部為第三系中新統桃園組（N1t）細礫巖與泥巖互層，強風化層厚度1.50～2.00m。第四系覆蓋層及第三系強分化層均為中等透水層，需對庫盤全防滲。設計采用兩布一膜防滲，庫盤鋪膜面積43.00萬m2，壩坡及庫盤鋪膜面積合計53.42萬m2。

2 防滲設計

2.1 土工膜的選擇

根據庫盤地層巖性，最大承壓水頭經經濟比選選擇土工膜規格。本工程最大水頭靠近南壩段為15m，庫盤級配不良礫多為尖角礫石對防滲膜極為不利，經經濟比選采用2布1膜，土工膜規格選用為200g/0.50mm/200g的針刺短纖滌綸2布1膜(PE膜)，幅寬為8m。土工膜的物理力學性能指標應符合《聚乙烯(PE)土工膜防滲工程技術規范》要求。

2.2 防滲結構設計

庫盤防滲層結構自上而下為：上覆50cm厚砂礫土+10cm風積沙上保護層+兩布一膜+10cm風積沙墊層+支持層（庫盤基面）。大壩上游壩坡防滲結構自上而下依次結構為：15cm厚C20現澆混凝土板防護層+3cm砂漿墊層+土工膜防滲層+3cm砂漿墊層+支持層（壩坡）。

庫盤原地形縱坡大，地形起伏，庫盤表層有稀疏雜草，局部沙質沙巖出露，為減少工程投資，庫盤也是本工程壩殼料場之一。壩殼料取土范圍在壩坡坡腳50m范圍之外，庫盤取完料之后應進行整平，坡比≤1:30。

2.3 復合土工膜與建筑物的連接

壩坡復合土工膜與庫盤防滲膜連接形成封閉體系，設計護坡土工膜從阻滑墻底繞過，阻滑墻基槽存在陰陽角，該處的復合土工膜的鋪設應采取防護措施避免阻滑墻膜板鋼管支撐對土工膜的損壞，設計采用混凝土阻滑墻與膜之間設10cm沙墊層，在澆筑阻滑墻時預埋土工膜，預留復合土工膜上覆沙保護層防止鋼筋頭、鐵絲及人為刺破，待阻滑墻澆完后，再進行庫盤防滲膜與護坡防滲膜的焊接。土工膜與水庫放水涵洞的連接常是庫盤防滲的關鍵部位，要求連接嚴密、牢靠，留有伸縮余量，防止因建筑物沉陷而使復合土工膜拉壞。

3 復合土工膜防滲體施工

3.1 庫盤防滲體施工工藝和要求

清理庫盤表面30cm腐殖土、草皮等雜物，對庫盤內的探坑等坑洞要進行回填夯實。對于不滿足要求的巖石出露段應采用免爆頭鑿除，使地形保持平緩，不出現明顯地形凸變處。庫盤防滲體施工應分區進行，將庫盤垂直主壩（南壩）軸線方向按50～100m寬度分為若干區域，規劃好施工運輸、鋪設的先后順序以及覆蓋土料堆放、施工控制點等施工平面布置。分區段開挖區段內土料，運至筑壩區或覆蓋料堆放區。當該區段開挖至基面設計高程，即對該區進行清理平整。庫盤內平整要求對原基面進行碾壓，沒有尖銳凸起。對庫盤內存在的蘆葦等強穿透植物根系要進行專門處理，用草甘磷滴入其根部主干滅殺。庫盤清理經監理工程師驗收合格后，鋪設10cm砂墊層，靜碾一遍后鋪設土工膜。庫盤土工膜鋪膜方向基本平行于庫盤縱坡方向。上保護層施工時要用鏟車在膜面外向膜上均勻倒料，人工攤鋪，避免對土工膜造成損壞，膜上10cm沙保護層禁止重型機械碾壓。上覆砂礫石層采用鏟車按覆蓋厚度均勻上料，輕微整平，嚴禁大范圍平整土料。

3.2 壩坡復合土工膜施工工藝和要求

按設計壩坡削坡并整平坡面、夯實基面，壩坡坡面要求做到壩坡面平整，密實。驗收合格后再做3cm砂漿墊層找平。砂漿墊層施工完畢并經驗收合格后，再將復合土工膜卷材自上而下沿坡面徐徐展放至壩趾，四周邊緣要展平，鋪膜方向平行于壩坡坡面。長度不夠需要連接時，要在平地連好后再做鋪設。復合土工膜上設3cm砂漿保護層，因此在土工膜上鋪3cm厚砂漿保護層，避免護坡板支模過程中對土工膜損壞，有效的控制土工膜的質量。

3.3 復合土工膜的拼接要求

土工膜的連接采用雙焊縫搭接，土工布采用縫接。土工膜接縫要避開轉角，設在平面處，膜塊間節點應為T字形，禁止出現十字型接縫。施工中要求天氣晴好，嚴禁在雨天、高溫和大風天氣施工。焊接基底表面應干燥，焊接前清除膜面上的砂子、泥土等臟物，再用干凈毛巾擦凈焊接處，保證膜面干凈。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，試焊行走速度1.50～2.50m/s,溫度為220～300℃，掌握好焊接機溫度及行走速度。通過對每臺焊機試焊結果的檢測，確定好施工工藝參數，再進行正式施工。兩幅膜拼接寬度＞10cm，拼接焊縫兩條，每條寬10mm，焊縫應透明、平整、順直、連續。兩條焊縫間留有空腔，用此空腔檢查其焊縫質量。

4 復合土工膜鋪設質量控制

4.1 施工操作過程控制

每一卷復合土工膜在現場打開后，要全面檢查，對局部的孔洞要做出標記以便于修補；對大面積損傷的復合土工膜要裁剪掉或禁止使用，在分清責任后以便退貨處理。檢查時還要注意針刺短纖土工織物上存在的雜物及斷針，施工時要進行摘除或按合同要求處理。施工人員鋪設土工膜時嚴格遵守復合土工膜施工技術要求。鋪設土工膜不宜拉得太緊，宜留約3%呈自然松弛量，避免硬折和損傷。鋪膜完畢后應仔細檢查接頭是否符合要求，膜面是否有破漏等，否則應及時采取相應補救措施，直至合格后才能回填保護層。做到隨鋪隨壓，復合土工膜鋪設要與保護層鋪設相協調。

4.2 施工質量檢驗

土工膜接縫檢測方法有目測法和現場檢漏法。目測法：復合土工膜焊接好后，觀察有無漏接，接縫是否燙損，有無褶皺，是否拼接均勻等。現場檢漏采用充氣法：焊縫為雙條，兩條之間留有空腔，將待測段兩端封死，插入氣針，充氣至0.05～0.20MPa，靜觀0.50min，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。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氣檢測，直至驗收合格后，才可以進行下道工序。

5 結語

全庫盤防滲水庫設計較簡單，施工成功與不成功的案例均存在。筆者認為只要設計合理，施工嚴格控制各工序環節，加強薄弱環節的質量控制，特別是土工膜鋪設過程質量控制，土工膜在全庫盤防滲就能取得較為理想的防滲效果。該工程已蓄水2年，通過對浸潤線和壩后滲流觀測，未出現異常情況。