水利工程施工中土工膜全庫盤防滲技術(shù)的應(yīng)用

□劉懷勇 侯軍紅 職光躍

職光躍，南水北調(diào)中線局河南直管建管局

土工膜作為一種比較熱門的新技術(shù)，以其較好的防滲作用，被國內(nèi)外廣泛使用，而土工膜和土工織物結(jié)合在一起又形成了復(fù)合土工膜，復(fù)合土工膜很好地保護(hù)了土工膜不被那些碎石或者尖銳的東西所刺破，又防止了土工膜與土工織物之間位置的偏移。因此土工膜在水利工程中就有很好的使用價值，可有效解決水利工程施工各種滲漏問題，盡管現(xiàn)在土工膜技術(shù)還在快速發(fā)展階段，各方面的技術(shù)支持還有待加強(qiáng)，但是土工膜全庫盤防滲技術(shù)具有很好的市場前景。

一、土工膜在水利工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

土工膜作為一種優(yōu)質(zhì)輕便、成本低、施工起來也比較方便的防滲材料，通過這些年來科技的發(fā)展，土工膜全庫盤防滲技術(shù)在水利工程中得到了較好的應(yīng)用，因為其良好的實用價值，土工膜防滲技術(shù)在國內(nèi)外水利施工中大受歡迎，雖然現(xiàn)在其技術(shù)還不太成熟，土工膜技術(shù)各方面現(xiàn)在還處在發(fā)展階段，但是目前已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用［1］。

例如:西班牙在1984年修建的Poza delos Ramos 壩，是世界上現(xiàn)在最早的用土工膜技術(shù)修建的大壩，壩的總體高度有97 米，壩坡是1:1．3 的堆石坡，堆石壩的上游是砌的石塊，可以有效阻止上游泥沙對大壩的破壞，而表面是用簡單的水泥抹平，然后在上面鋪聚氯乙烯膜，也就是我們所說的土工膜防滲技術(shù)。而壩的下半部分聚氯乙烯膜厚度高達(dá)2mm，是上半部分的一倍，然后在膜上鋪滿瀝青，在瀝青上面再鋪上鋼筋網(wǎng)，最后再灌水泥混凝土，厚度達(dá)16 厘米，直到現(xiàn)在該壩的運(yùn)行情況還很好。可以看出土工膜技術(shù)對水利工程質(zhì)量的提高起到了重要的作用。

二、土工膜在庫盤防滲中的應(yīng)用要求

根據(jù)用的對象不同，土工膜也有種類之分，而我們常見的有兩種:聚氯乙烯膜和聚乙烯膜。而聚乙烯膜的抗拉強(qiáng)度較好，在使用壽命上比起聚氯乙烯膜要更長，并且具有較好的隔水、粘連作用，是比較理想的防滲材料［2］。土工膜材料一般都要具有以下基本要求:土工膜必須沒有裂痕、主膜和無紡布的粘合要較好、具有良好的均勻性和不透水透氣性，并且在厚度上不能小于0．5mm，而在不均勻性方面最好不要超過10%。總的要求是要和當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境地質(zhì)相匹配，在大壩上的土工膜要具有較好的延伸性，能夠適應(yīng)地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化引起的問題，還要能夠經(jīng)得起地溫的考驗。

三、水利工程中土工膜全庫盤防滲技術(shù)的施工注意事項

在土工膜防滲層整體結(jié)構(gòu)中，土工膜是防滲透的主體成分，而在具體的防滲過程中僅僅依靠土工膜是不能有效達(dá)到防滲效果的。土工膜防滲層主要由土工膜本身以及保護(hù)土工膜的保護(hù)層和起到支撐作用的支持層等三部分組成，保護(hù)層是為了防止水的沖刷且對各種對壩體有破壞的東西都有一定的保護(hù)作用，而支持層是使土工膜能夠受力均勻，避免局部遭受破壞。土工膜在使用的過程中其優(yōu)點是:能夠及時修復(fù)，當(dāng)局部遭受破壞后具有重修的條件并且施工的速度快;便于估算工程量和資金投入，可以根據(jù)修補(bǔ)的范圍很快計算出修補(bǔ)過程中的用料，人員及耗費的資金也便于計算。

土工膜全庫盤防滲體在施工的過程中一定要對其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，有針對性地對設(shè)計要求和施工的條件制定有效的管理方法，并給予適當(dāng)?shù)男畔⒕荆?］。在施工過程中要嚴(yán)格按照施工步驟來進(jìn)行，還要建立健全全方位的質(zhì)量保障體系，從而保障工程施工質(zhì)量，嚴(yán)格把控土工膜的質(zhì)量環(huán)節(jié)。在施工的過程中一般都是采取循環(huán)作業(yè)的施工模式。土工膜的連接一定要用熱焊或者用瀝青粘接，防治出現(xiàn)粘貼不嚴(yán)密的現(xiàn)象［4］。還要注意土工膜與膜之間正確的焊接，這也是施工中的重要環(huán)節(jié)，焊接的速度在很大程度上反映了施工的進(jìn)度，同時焊接質(zhì)量的好壞決定了整個土工膜防滲效果的好壞，因此要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，防止虛接、漏接等現(xiàn)象的發(fā)生，從而較好地保證工程質(zhì)量［5～6］。經(jīng)試驗，對于可滿足機(jī)械施工條件，故選擇機(jī)械施工。土工膜施工工序完成后，盡快進(jìn)行保護(hù)層鋪設(shè)，以防膜光氧老化，利用機(jī)械傾倒保護(hù)層材料后，進(jìn)行推平夯實，至保護(hù)層達(dá)到施工設(shè)計要求厚度，進(jìn)行質(zhì)量驗收，合格后完成施工。

四、實例探討

(一)工程概況。上游水庫主要承擔(dān)下游1．2 萬畝耕地和解決1．9 萬人口的飲水等問題，上游水庫在準(zhǔn)噶爾盆地南邊，地形起伏，海拔高度為750m～800m 之間，而工程區(qū)在構(gòu)造單元上處在背部沖擊平原上，在壩基的上半部粉是微透水性低液限粉土層，而這個土層的厚度在1．2m～2．3m 之間，在2009年設(shè)計總庫容量為107 萬m3壩長是650m 壩高是11m。壩的基本形狀是土工膜斜防滲土壩，壩體上游坡比為1:2．5，下游的坡比是1:2．0，上下游的坡比是不同的。

(二)全庫盤防滲設(shè)計。庫盤防滲的范圍是正常的蓄水水位，防滲面積是19．2 萬m2，膜上有50cm，膜下設(shè)30cm 土料墊層，因庫盤沖擊有一定的泥土厚度，土層厚度是滿足施工要求的，沒有換下30cm 土料層，采用分塊作業(yè)的方法對壩體進(jìn)行施工，挖掉了45cm 的土層后開始進(jìn)行鋪膜作業(yè)，先預(yù)留好焊接的寬度然后進(jìn)行焊接，焊接的過程中還要合理把握焊接的程度，最后進(jìn)行檢測，檢測合格后進(jìn)行下一層土工膜的鋪設(shè)，運(yùn)用這種方法加快了施工的速度。據(jù)以上分析，最終確定本水庫工程施工方案為:上游、下游邊坡比分別取1:3．0、1:2．0;清除主壩壩基含礫中砂和副壩壩基含鹽表層，使用質(zhì)量優(yōu)良的砂礫石回填;采用厚0．5mm 的聚乙烯復(fù)合土工膜對壩體進(jìn)行防滲處理。上游坡防滲結(jié)構(gòu)自下而上為:中細(xì)砂層(20cm)——中細(xì)砂層、復(fù)合土工膜層(20cm)——砂礫石過渡層(30cm)、干砌卵石護(hù)坡層(25cm)，壩體土工膜上下層示意圖見圖1。

圖1 壩體土工膜上下層示意圖

使用聚乙烯光膜對庫盤進(jìn)行防滲處理，厚0．5mm，同時在土工膜上、下鋪設(shè)保護(hù)層和過渡層，以預(yù)防陽光、水浪、人為等因素對土工膜的損壞。

五、結(jié)語

水利工程中全庫盤防水的應(yīng)用，不僅能夠及時將水利工程中的不足進(jìn)行有效的彌補(bǔ)，而且還對人們的生活提供了安全保證。根據(jù)對全盤防滲技術(shù)的分析，導(dǎo)致土工膜防滲技術(shù)存在缺陷的原因有很多，但歸根到底就是因為現(xiàn)在的技術(shù)水平還不完善，以及應(yīng)用的不科學(xué)和人員的不專業(yè)等因素造成了土工膜全庫防滲技術(shù)得不到較好的實施。還要避免在水利工程防滲施工的過程出現(xiàn)因操作不當(dāng)而引起的質(zhì)量問題，在具體的實際應(yīng)用中要根據(jù)不同的地質(zhì)狀況來選擇合理的防滲技術(shù)，做到材料和技術(shù)完美整合，發(fā)揮土工膜防滲技術(shù)的最大潛能，為水利工程施工的順利進(jìn)行做好充足的準(zhǔn)備。

［1］唐安軍，劉紅．土工膜水庫庫盤防滲技術(shù)及應(yīng)用［J］．水利規(guī)劃與設(shè)計，2010，5:86～88

［2］吳俊杰，鳳煒，劉亮，曹文潔．全庫盤防滲復(fù)合土工膜應(yīng)力應(yīng)變分析［J］．水電能源科學(xué)，2013，12:66～69

［3］周佺．復(fù)合土工膜防滲技術(shù)在全防滲水庫中的應(yīng)用［J］．河南水利與南水北調(diào)，2014，16:32～33

［4］李立剛．西霞院工程土工膜防滲技術(shù)的進(jìn)一步探討［J］．人民黃河，2012，11:111～112

［5］孫麗娜，姜洋．復(fù)合土工膜防滲技術(shù)在灌渠改造工程中的應(yīng)用［J］．科技創(chuàng)業(yè)家，2013，5:22

［6］徐天下．防滲復(fù)合土工膜在水利工程中的施工及質(zhì)量控制探析［J］．中國高新技術(shù)企業(yè)，2015，10:131～132