土工膜防滲在水庫大壩除險加固中的應用

楊漢錫 上官宗盼

（1溫州市行政審批與公共資源交易服務管理中心；2溫州市水鄉建設促進中心）

1 永嘉縣水庫情況的概述

永嘉縣境內已建成投入運行的水庫78 座，合計水庫總庫容1.13億m3，正常庫容8 690萬m3。其中包括金溪、北溪2座中型水庫，小一型水庫15座，小二型水庫61座。水庫壩型類別為翻板閘2座、重力壩3座，土石壩39座、拱壩34座。大塘水庫位于永嘉縣金溪鎮甌渠村，水庫大壩始建于1957 年，經多年運行，大壩存在壩坡普遍散浸現象，且中間部位存在明顯滲漏點，壩體防滲性能達不到規范要求，威脅下游6 000多人口，危害相當大。因此大塘水庫要確保工程本身安全，積極開展水庫大壩除險加固工作。

2 土工膜防滲處理技術

隨著水庫土石壩的除險加固工程技術的不斷發展，根據永嘉縣水庫的情況，通過對金溪、北溪兩座中型水庫洪災風險分析，因超標準洪水導致潰壩的可能性很小，但并不能排除超標準洪水發生的可能，一旦遇到超標準洪水導致潰壩，下游的損失將十分慘重，所以多采用土工膜、黏土斜墻、沖抓套井回填以及高噴灌漿的防治方案來開展水庫土石壩除險加固工程。同時根據工程的實際作條件、工程壩體用材等方面進行綜合考慮，永嘉縣水庫大壩除險加固工程時，采用的防治設計方案是迎水坡面鋪設土工膜。PE復合土工膜采用重量為900，膜厚為0.50 mm，滲透系數k≤10～12 cm/s的二布一膜。這種防治方案的施工思路是從水庫壩頂開始加固，直到壩腳為止，實現全壩面的鋪設和全面的復合土工膜防滲。

由于永嘉縣水庫存在壩坡普遍散浸現象，且中間部位存在明顯滲漏點，壩體防滲性能達不到規范要求，需要對迎水坡面鋪設土工膜工程，工程從以下幾個方面開展施工：在開展鋪設施工時，對水庫兩岸山坡、護坡前趾與土工膜底部相融合處，挖掘一條防滲齒槽在兩岸山坡和在護坡前趾之間的融合處，控制好防滲齒槽的深度，確保其深度控制在相對不透水層處。同時設置好開挖邊坡的比例，其比例一般為1∶1。防滲齒槽的處理方式選擇砼截水或黏土回填的方式。控制好復合土工膜的分層處理，保證下墊層、防滲層、防護層的施工質量。開展下墊層的鋪設時，墊層要選擇厚度為一百毫米的黏土，以此預防壩面的尖銳石塊等物質刺破土工膜，同時防護層作為復合土工膜，其材料可以選擇厚度為100 mm的黏土。接著再鋪設六方塊護坡或對 20砼護坡進行澆筑。

3 土工膜防滲技術工序

3.1 作業前期準備

開展水庫大壩除險加固定工程時，要先對復合土工膜所需的建筑用材的質量進行嚴格的檢核。除險加固定工程所需復合土工膜的材料為“兩布一膜”，“兩布”就是用短線滌綸布作為上下兩層的材料，而“一膜”則選用PE膜。為了保證工程的施工質量，聘請委托具有檢測資質的機構，嚴格檢測工程的各項技術標準，保證工程的各項指標符合國家、行業規定的技術標準要求，這是有效保證水庫大壩防滲效果的重要步驟。另外，施工期間，及時清理了現場的建筑垃圾，保證基面的平整和清凈。完成基面施工后，再對下墊層進行鋪設，對下墊層開展夯錘處理，而且還要利用夯板對下墊層進行夯緊，確保下墊層平整密實。

3.2 鋪設土工膜的處理

3.2.1 土工膜的鋪設辦法

在開展土工膜的鋪設時，必須要保證壩軸線與土工膜進行垂直鋪設，而且要控制好兩塊土工膜的搭接距離，確保下墊層與土工膜處于緊貼狀態，同時要對膜進行壓平處理。在開展壓平工作時，要控制好膜的松緊度，不能拉得太實，要留下一定的松度，而且膜底不能存在氣泡。由于土工膜具有輕薄的特點，容易受大風的影響，所以在鋪設土工膜的過程中，要開展控制土溝槽的工作，同時要控制好土溝槽的距離。處理好土工膜防滑枕，在土溝槽內鋪設土工膜，然后再用混凝土或黏土進行回填，以此將土工膜進行固定。

3.2.2 開展復合土工膜鋪設的技術處理

為確保復合土工膜的鋪設質量，工程挑選在合適的天氣環境下進行，一般都是選擇溫暖干燥的天氣。同時，為了保證拼接工作的順利完成，避免應力集中的現象。一般情況下，波浪形的松弛方式是最佳的鋪設方式。利用這種方式可以保證鋪設時具有較好的富余度，其富余底大約在1.50%。將防滑枕放入土工膜時，要拉直土工膜，確保坡面與復合土工膜平整融合在一起，保證土工膜不出現突起褶皺的情況。同時在鋪設過程中作業人員不能穿釘鞋，以免尖銳的鞋踩破土工膜。倘若出現土工膜損壞的情況，一定要及時修補，確保土工膜的質量符合要求。

3.3 土工膜拼接處理

開展土工膜拼接施工時，施工單位從以下三個問題開展工作：

第一，在開展復合土工膜的連接工作時，處理好兩個程序問題，分別是中層的PE 膜和上下層無紡織布的連接問題。對于這兩個程序的處理辦法，在開展連接上下層無紡織布縫接工作時，一定要采用尼龍線或手提縫紉機進行雙道縫接處理。同時要控制好搭接的寬度，一般情況下，其寬度在10 cm 左右。在連接PE膜時，要選擇好焊接工具使用模式，正常情況下，應選擇自動調溫電熱模式，再配合雙道塑料熱合機，保證土工膜的拼接質量。

第二，在焊接施工時，一旦鋪設好第一幅土工膜，要對其開展焊接工作，處理好邊翻疊的問題，控制好翻疊的寬度，一般情況下，寬度要控制在60 cm左右。在第一幅膜的基礎上鋪設第二層膜，但是在鋪設的過程中要注意處理好膜與膜之間的邊緣問題，在對其進行焊接時，要調整好幅膜邊緣，確保搭接超過10 cm，其效果圖如圖1所示。

圖1 土工膜焊接的作業圖

第三，在開展現場焊接工作時，要選擇合適的天氣。一般情況下，選擇在風力不超過3 級的干燥暖和的天氣下進行焊接最適合。同時，處理好焊接基底的表面，保證其干燥、干凈，因此，在開展焊接之前，施工單位通過發揮電吹風的作用，將基底表面的泥土、砂子等不利于焊接的物質清理干凈，而且在焊接時還要在焊接部分的下端放置長木板，以保證焊接時的平整度，從而保障焊接質量。未開展焊接前，施工還要從PE膜的厚度、施工天氣等細節上進行綜合考慮。開展焊接試驗時要利用相同PE膜，并且要控制好焊接時的溫度，一般情況下，溫度應保持在220h～300h之間。同時，在試驗時，要嚴格記錄好焊接機的焊接溫度和行走速度，而且要充分發揮拉力機的作用，在現場利用它開展剪切、剝離試驗，當樣品測試符合標準要求后，記錄好相關的焊接施工工藝指標，再進行正式的焊接作業。焊接時，要保證焊接質量，確保焊接透明、順直、平整。拼接兩條焊縫時，控制好焊縫的寬度，其焊縫一般保持在10 mm，并預留一定的空間在兩條焊縫當中，空間長度也是10 mm左右。

3.4 鋪設反滲水坡面土工膜的注意點

針對死水位高、大壩高度高的水庫大壩，在坡面底部開展土工膜作業時，可能會出現坡面反滲水的問題。針對這種情況，施工單位選擇反滲水坡面土工膜鋪設技術。在了解坡面滲水的狀況下，選擇好方向，根據一定的間隔距離挖掘導滲槽，然后再用砂卵石進行回填。同時在坡面底部開展土工膜工作，根據導滲溝的布置情況，設置好相應的間隔間距，處理好逆止閥排水情況。

4 結語

通過對永嘉縣水庫開展加固工作，采用土工膜防滲技術，有效降低工程的投資成本。土工膜防滲技術應用在水庫大壩除險加固工程中收到良好的效果。盤山后水庫除險加固建設穩步推進，水庫除險加固完成后，可以作為南陳村的生活水源，保障了1 000 多人的生活用水，還可保證下游40 hm2農田的灌溉，具有良好的社會效益。同時，大壩景觀設計與開發建設的“溫泉小鎮”周邊環境相協調，有效推進溫州西部山區旅游休閑產業建設。