建筑工程中的防水防滲施工研究

段磊王坤

（河南省西華縣水利局，河南 周口 466600）

防水防滲處理是水庫建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)之一，常用的防水防滲處理措施有截水槽、灌漿帷幕、澆筑混凝土防滲墻、全庫盤土工膜防滲等，其中與混凝土、漿砌石等材料相比，土工膜作為一種基本不透水的材料，其防滲系數(shù)更小、便于施工，可大面積連續(xù)鋪設(shè)，在平原水庫建設(shè)工程中較為適用［1］。

1 工程概況

某水庫位于某縣縣城以北25km處，為一座灌注式水庫，總庫容980×104m3，最大蓄水面積為65.6×104m3，最大壩高21m，壩頂高程118m，長220m，寬4m。放水橋涵位于水庫西南岸，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，洞長78m，混凝土厚度30cm，閘孔斷面2m×2m。主壩壩體坐落于弱風(fēng)化巖上，為一段“U”型沖溝，溝底為含礫中砂層，約5m厚，密實(shí)度小，經(jīng)水浸后易發(fā)生液化。其余部位為第四系Q1-2al+pl的砂卵礫石層，密實(shí)，穩(wěn)定透水。庫區(qū)周邊無不良地質(zhì)構(gòu)造，中部低凹處有分布不均勻的沖擊積粉質(zhì)壤土，其余為含礫粗砂和砂礫石，庫區(qū)下部有膠結(jié)性差且不連續(xù)的半膠結(jié)砂卵石層。從該水庫基本地質(zhì)情況來看，水庫防滲處理中的主要問題為庫區(qū)和壩基滲漏［2］。

2 施工方案

根據(jù)本水庫地質(zhì)情況，考慮施工條件、施工技術(shù)等因素，最終確定選擇使用土工膜全庫盤防滲技術(shù)，在包括的東、南、北岸、主副壩及庫盤等整個(gè)庫區(qū)鋪設(shè)土土工膜，垂直防滲選擇土工膜斜墻防滲，水平防滲通鋪設(shè)土工膜形成水平鋪蓋。

2.1 土工膜材質(zhì)與類型選擇

在土工膜全庫盤施工中，首先需要確定所使用土工膜的材質(zhì)，土工膜的材質(zhì)主要有聚乙烯和聚氯乙烯，前者含有炭黑等摻合料，適用于寒冷地區(qū)，后者延伸率更高，適用于穿透性植物叢生地區(qū)，由于本工程位于遼寧省，屬于寒冷地區(qū)，且根據(jù)其地質(zhì)條件，最終確定選擇聚乙烯材料的土工膜。

2.2 土工膜厚度選擇

實(shí)際工程中，在水壓力作用下，土工膜被向墊層擠壓，可能發(fā)生頂破或被穿刺，形成滲漏通道，因此施工方案設(shè)計(jì)中還需要考慮到土工膜的厚度，一般在進(jìn)行土工膜厚度選擇時(shí)，主要考慮到的其受力情況、所接觸顆粒的孔隙，按照經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算出薄膜實(shí)際張應(yīng)力，與安全系數(shù)相乘，若該數(shù)值不大于所選土工膜的極限抗拉強(qiáng)度，則確定合適。本工程中經(jīng)計(jì)算，確定膜厚為0.5mm。

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(duì)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(duì)庫盤進(jìn)行防滲處理，厚0.5mm，同時(shí)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(duì)土工膜的損壞。

3 施工技術(shù)

水庫建設(shè)中，土工膜全庫盤防滲施工工序一般為：基底清理與施工→土工膜鋪設(shè)→壓膜定型→焊接接縫→土工膜施工驗(yàn)收→保護(hù)層施工。

3.1 基底清理與施工

在土工膜施工前，先進(jìn)行基底清理、平整，以防止基底植物、雜物等穿透土工膜，造成損壞；根據(jù)本工程施工方案，壩基采用換填方法，根據(jù)基底情況，挖出基底原有土層后，換填砂礫石并夯實(shí)，保持施工面的平整；庫盤不需換填，使用推土機(jī)推平后，碾壓密實(shí)，并進(jìn)行取樣實(shí)驗(yàn)，確保其相對(duì)密度滿足要求后，進(jìn)行土工膜鋪設(shè)工序。由于本工程土工膜下方設(shè)有保護(hù)層，在土工膜施工前，利用機(jī)械鋪設(shè)下方保護(hù)層材料，進(jìn)行碾軋夯實(shí)、平整［3］。

3.2 土工膜接縫

根據(jù)土工膜施工要求，采用自頂部至坡腳緩慢滾放鋪設(shè)的方法，沿垂直中軸線鋪開土工膜后，人工找正、搭齊，為避免應(yīng)力集中，方便拼接，預(yù)留2%富裕度；確保鋪設(shè)的土工膜與施工面吻合平整后進(jìn)行接縫焊接施工。復(fù)合土工膜接縫處理時(shí)，先分離邊緣膜和土工布，按照“底層布—膜—上層布”的順序依次進(jìn)行接縫焊接。

使用專用的土工膜焊接機(jī)進(jìn)行接縫焊接，在焊接施工前，先進(jìn)行焊接試驗(yàn)，確定施焊溫度和行走速度，一般溫度為180～220℃，行走速度為1.5～2.0m/s；確定焊接施工方法后，進(jìn)行焊接施工，為保證焊接牢固，需兩條焊縫，按照寬10mm、間隔12mm的方式焊接，每道焊縫完成后，均進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保焊接質(zhì)量合格，滿足要求后，方可進(jìn)行下一道焊縫的施工；每道焊縫焊接過程中，應(yīng)盡可能一次完成，減少的漏焊、虛焊，以提高施工質(zhì)量。

3.3 保護(hù)層施工

由于人工施工工期長，大面積土工膜保護(hù)層施工中可采用機(jī)械施工，而因機(jī)械施工易對(duì)土工膜造成破壞，施工前需先進(jìn)行施工試驗(yàn)，在施工處隨意選擇一處，夯實(shí)、平整處理后，鋪設(shè)土工膜，使用機(jī)械將施工選用的保護(hù)層材料一次傾倒在其上，并進(jìn)行推平、振動(dòng)、夯實(shí)后，取出土工膜，進(jìn)行損傷檢驗(yàn)，若滿足要求，則可進(jìn)行機(jī)械施工。本工程施工中，經(jīng)試驗(yàn)，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(shí)，至保護(hù)層達(dá)到施工設(shè)計(jì)要求厚度，進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，合格后完成施工。

4 結(jié)論

本水庫建設(shè)中采用土工膜全庫盤防滲技術(shù)，其保護(hù)層對(duì)料場(chǎng)的要求低，且不可預(yù)見因素少，易控制工程造價(jià)，且土工膜與水庫其他建筑物聯(lián)結(jié)方式單一，施工較為簡單，對(duì)施工機(jī)械設(shè)備和施工人員的要求相對(duì)較低，工期更短，可較好地保證施工質(zhì)量，提高投資效益。

［1］黃維.淺析水利建筑工程中的防滲施工技術(shù)［J］.江西建材，2014（23）：119.

［2］韓立杰.論述水利工程防滲處理施工技術(shù)應(yīng)用［J］.科技與企業(yè)，2013（20）：226-226.

［3］趙彥晨.淺析水利工程中的防滲施工技術(shù)［J］.中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013（24）：72-75.