復(fù)合土工膜在灌區(qū)節(jié)水改造中的應(yīng)用

趙景紅

【摘要】復(fù)合土工膜作為一種渠道襯砌防滲材料， 以其防滲效果好、投資小、工藝便捷、能顯著延長渠道使用壽命等諸多優(yōu)點，在灌區(qū)節(jié)水改造工程中得到了大量采用，受到廣泛好評。

【關(guān)鍵詞】復(fù)合土工膜；防滲；施工；應(yīng)用

近年來，隨著灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項目的持續(xù)推進，石頭河灌區(qū)在渠道襯砌工程中廣泛應(yīng)用復(fù)合土工膜作為防滲材料，效果顯著。現(xiàn)結(jié)合施工實踐，淺談土工膜在灌區(qū)節(jié)水改造工程中的應(yīng)用。

1、灌區(qū)渠道防滲現(xiàn)狀

石頭河水庫灌區(qū)渠系原設(shè)計均采用單一的砼或砌石等建筑材料，既適應(yīng)大比降、高流速的渠道要求，又有一定的防滲性能，起初滿足了灌溉的基本要求。但通過多年的運行實踐發(fā)現(xiàn)，其防滲效果和耐久性較差。后來，又采用了砼板下鋪設(shè)聚氯乙烯膜料，雖然起到了一定的防滲作用，但由于這種防滲形式必須在塑料膜上面鋪設(shè)2-3cm厚的灰土或低標號水泥砂漿過渡層作為介質(zhì)保護薄膜不被破壞。而在實際施工中，渠道內(nèi)坡比一般在1：1-1：1.25之間，2-3cm厚的過渡層不易操作，且渠道行水時，在砌縫較多的渠道上，過渡層往往會被水流沖走或掏空，導(dǎo)致上部砼板整體破壞或表面凹凸不平。因此，其施工難度較大，施工質(zhì)量難以保證，工效較低。

近年來，隨著防滲膜料的發(fā)展，灌區(qū)不斷總結(jié)經(jīng)驗，采用了復(fù)合土工膜防滲，即一布一膜土工布。由于其抗拉強度較高，抗穿透能力和抗老化性能好，可不設(shè)過渡層。另外，土工布表面摩擦力大，防滑效果好，便于安砌或澆筑砼板。與塑料膜防滲相比，具有施工簡單，質(zhì)量可靠，提高工效等優(yōu)點。目前，灌區(qū)除部分斗、分渠之外，干、支渠防滲工程大都采用這種板膜復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，即采用一布一膜土工布柔性材料做防滲層，其上再用C15砼剛性材料做為保護層，厚度一般8-10cm，此層主要起保護膜料不被外力破壞和防止其老化以延長工程壽命的作用。兩種材料互相揚長避短，顯示了明顯的經(jīng)濟技術(shù)性能。

2、土工膜防滲技術(shù)應(yīng)用

土工膜作為一種新型防滲材料，其主要優(yōu)點有：①防滲效果好：其滲漏量是單純的砼防滲材料的1/6，是砌石材料的1/13，是不防滲土渠的1/21；②延長了渠道工程的使用壽命。③投資?。号c單純的砼防滲材料相比，投資大體相當，采用砼作膜料防滲層的保護層時，其厚度可以由砼防滲時的10-14cm減薄至8-10cm，購買土工布的投資雖較減薄砼節(jié)約的投資稍高，但其減輕了凍脹破壞，尚可減少維修費和管理費。④符合灌區(qū)實際情況：石頭河灌區(qū)防滲渠道多為舊渠道改建工程，普遍存在施工與行水時間的矛盾。采用了板膜復(fù)合結(jié)構(gòu)，渠底現(xiàn)澆，坡板可在灌溉行水期提前預(yù)制，在非灌溉期施工，既避免了施工與行水的矛盾，又可縮短工期，降低投資。

該工序包括剪裁、接縫、鋪設(shè)等幾項工作。經(jīng)理論計算，考慮到實際應(yīng)用的安全系數(shù)，石頭河灌區(qū)采用的復(fù)合土工膜規(guī)格為一布一膜，其中上面一層為100-150g/m2的土工布（根據(jù)渠道流量、斷面、水深等具體確定），其表面摩擦力大，防滑效果好，便于安砌或澆筑砼板。下面一層為不小于0.25mm厚的聚氯乙烯膜，是主要的防滲材料。

2.1 膜料剪裁。一般供應(yīng)商提供的都是成卷的大幅膜料，施工前應(yīng)根據(jù)鋪膜基槽斷面尺寸的大小及每段長度剪裁。縱向鋪設(shè)時，首先按基槽的斷面尺寸計算所需膜料的幅數(shù)。橫向鋪設(shè)時，以鋪設(shè)基槽斷面的長度為一幅。剪裁的長度應(yīng)以其大塊膜料便于搬運和鋪設(shè)為宜，一般為50米左右。

2.2 膜料拼接。膜料連接處理的方法一般有：①搭接：搭接寬度宜大于15cm；②縫紉后加防水涂料處理；③熱焊：宜于稍厚的無紡布基材，焊縫搭接寬度不小于10cm；④粘接：用與土工膜配套供應(yīng)的粘合劑在連接面上加壓即可。接縫時應(yīng)做到無塵土和水份，接縫長度要大于10cm。

土工膜的接縫處理是一個關(guān)鍵工序，直接影響防滲效果。焊接前必須清掃焊接面，不得有油污、灰塵，且保證搭接面干燥。焊接過程中和焊后24小時內(nèi)，焊接面不得承受任何拉力，嚴禁膜錯動。拼接時，在同一斷面上，要將高處的膜搭接在低處的膜面上進行焊接，沿渠道軸線方向上游的膜要壓在下游的膜上面。在坡面上進行焊接時，應(yīng)將一個單元的土工膜在平地上進行焊接，質(zhì)量檢查合格后進行整體鋪設(shè)，盡量減少在坡面上焊接，以免機器行走不均勻，燙傷土工膜。

石頭河水庫灌區(qū)近年來多采用機器焊接。焊接時的搭接寬度一般控制在15cm左右，采用雙焊縫焊接。焊縫寬度為2×10mm，搭接寬度為15cm。焊機溫度控制在300-350°之間，行走速度控制在1.5-2.5m/min，焊縫強度不低于母材的80%。對焊縫質(zhì)量的檢測采用目測法和現(xiàn)場檢漏法。目測觀察焊縫有無漏接、燙損、皺褶，拼接是否均勻?，F(xiàn)場檢測采用充氣法，將焊縫兩端封死，用氣針插入焊縫兩端空腔部位，若真空針穩(wěn)定，則質(zhì)量合格，若氣針指針下降則焊縫質(zhì)量不合格。對質(zhì)量缺陷要及時修補。

2.3 土工膜鋪設(shè)與現(xiàn)場施工。土工膜鋪設(shè)在基槽檢驗合格后進行，鋪膜前在基槽表面灑水濕潤，以保證膜料能緊密地貼在基床上?？v向鋪設(shè)時，將按設(shè)計尺寸加工的大幅膜料疊成“琴箱”式，使膜的幅寬與渠軸線方向垂直，橫向放在下游槽內(nèi)，再將一端與先鋪好的膜料或原建筑物在現(xiàn)場焊接，再向上游拉展鋪開，焊接長度控制在30cm左右。橫向鋪設(shè)時，使膜的幅寬與渠軸線方向平行，由渠道一岸經(jīng)渠底向另一岸鋪設(shè)，幅與幅之間要預(yù)留足夠的搭接長度，一般控制在15cm。

施工前首先要用料徑較小的砂土或粘土找平基面，然后再鋪設(shè)土工膜。鋪設(shè)按照先下游后上游、上游幅壓下游幅的順序，并使縫口吻合緊密，將膜下空氣完全排出。土工膜不要繃得太緊，兩端埋入土體部分呈波紋狀，最后在所鋪的土工膜上用砂漿鋪一層3cm左右過渡層?，F(xiàn)澆砼（或安砌砼預(yù)制塊）作為防沖保護層。土工膜的鋪設(shè)應(yīng)和砼鋪砌或澆筑的速度相配合，當天鋪膜，當天澆筑好砼板，以免膜料裸露時間過長，受到溫度和天氣變化引起變形損壞。施工時，應(yīng)盡力避免石子直接砸在土工膜上，最好是邊鋪膜料邊進行保護層的施工。復(fù)合土工膜與周邊結(jié)構(gòu)物連接應(yīng)采用膨脹螺栓和鋼板壓條錨固，連接部位要涂刷乳化瀝青（厚2mm）粘接，以防發(fā)生滲漏。坡肩和堤頂路沿結(jié)合處要預(yù)留相應(yīng)長度的膜，一般控制在30cm，在鋪設(shè)過程中用編織袋裝土覆壓，應(yīng)邊鋪邊壓，以防膜布滑移或在風(fēng)力作用下，全部被張起而破壞。鋪設(shè)中間不應(yīng)有縱向連接縫，只有橫向連接縫。

施工時要嚴格注意以下事項：①鋪設(shè)必須在基槽驗收合格后進行，鋪面要平整、無雜草、無樹根、無積水。②土工膜與基礎(chǔ)或支持層間要壓平貼緊，坡肩預(yù)留錨固長度符合規(guī)范要求，膜布鋪設(shè)保持松弛狀，以適應(yīng)變形。③鋪設(shè)期間要用沙袋或軟性重物壓住，直至保護層施工完止，當天鋪設(shè)的土工膜要當天全部拼接完。④鋪設(shè)過程中，作業(yè)人員不得穿帶訂的鞋或皮鞋，不準直接在土工膜上放置堅硬物體，不得用帶尖的器具做搬撬工具，嚴禁在土工膜上敲打砼塊體或石料等一切有損壞膜料的施工作業(yè)。⑤拼接時，要保證足夠的焊接寬度，防止發(fā)生漏焊、燙傷和皺褶。如發(fā)現(xiàn)缺陷要及時修補。⑥機械設(shè)備、車輛不得在土工膜上直接行駛或作業(yè)，防止土工膜損壞。

2.4 土工膜施工中應(yīng)注意的幾個問題

2.4.1 根據(jù)多年實踐證明，防滲膜厚度不小于0.25mm，太薄可能產(chǎn)生氣孔，且易在施工中受損而降低防滲效果。

2.4.2 在土工膜鋪設(shè)施工中，特別要注意做到鋪設(shè)不宜過緊，不得打皺，拼接要牢固。

2.4.3 在土工膜鋪設(shè)拼接檢驗合格后，需在土工膜上鋪設(shè)一層3CM厚的砂漿保護層，這時土工膜最易遭到人為損壞，在施工中要加強施工質(zhì)量的檢測和施工管理，嚴格按技術(shù)規(guī)范，把好準備、鋪設(shè)、拼接、檢驗和回填等五道質(zhì)量關(guān)。

3、結(jié)論

由于土工膜良好的防滲效果，且施工方便、工期短、成本低，目前在灌區(qū)節(jié)水改造項目建設(shè)中被大量采用，受到廣泛好評。