土工膜上墊層及護面施工技術

楊志剛

（元陽縣水務局）

1 工程概況

元陽縣增益寨水庫至爛衙門引水工程五家寨水庫工程，是一座有別于傳統壩型的水庫，傳統壩型的水庫主要為在河床部位填筑擋水建筑物形成水庫，五家寨水庫則是在山頂地形相對平緩寬闊位置開挖庫盆，利用庫盆開挖料對四周進行壩體填筑，形成一個環形的水庫。庫區防滲由壩坡面防滲及庫底防滲兩部分組成，均采用土工膜進行防滲。壩坡面上層土工布表面設置上墊層及護面，上墊層采用碎石墊層，護面采用C15 混凝土預制塊護面，結構形式見圖1。

圖1 土工膜上墊層及護面結構圖

2 施工技術要點分析及方案確定

五家寨水庫上游壩面護坡面積66 693.00 m2，設計混凝土預制塊尺寸為大塊和小塊兩種規格，大塊（長×寬×厚）為：0.50 m×0.30 m×0.10 m，小塊0.30 m×0.30 m×（0.06～0.10）m，共需預制塊557 268塊，其中大塊283 148塊，小塊274 120塊。根據以往工程經驗，大塊采用預制，小塊采用現場填空現澆的方式鋪設。但本工程護坡面積大，小塊面積小，厚度薄，現場填空現澆振搗不易，預制塊強度難以得到保證。經綜合考慮分析，混凝土預制塊大塊和小塊均采用提前預制，現場拼裝鋪設。

五家寨水庫上游壩面護坡斜長69.18 m，高程1 028.00 m設置有2.00 m寬的戧臺。跟以往工程不同，墊層料及混凝土預制塊無法直接在壩坡面上運輸，碎石墊層及混凝土預制塊鋪設以人工鋪設為主，大量的人工在已鋪設土工膜的土工布表面往復行走，運輸材料、鋪設墊層和鋪設混凝土預制塊，極易造成土工膜因往復踩踏而出現孔洞和土工膜下滑，導致土工膜滲漏。如何最大限度減少材料運輸及鋪設施工對坡面土工膜影響和損傷是一大難點，也是必須要保證的，上游壩坡膜上碎石墊層及混凝土預制塊運輸是重點，也是關鍵。因此，通過方案的比較分析，最終采用墊層料及混凝土預制塊坡面運輸方案選擇馬道以下采用汽車式起重機運輸，馬道以上采用溜槽運輸，最大限度減少了施工過程對土工膜的影響，保證了施工質量，保障了施工進度。

3 上墊層及混凝土預制塊護面施工

3.1 施工準備

混凝土預制塊數量較大，應提前計劃生產，并規劃充足的成品堆碼場地，堆碼高度不宜超過1.50 m。堆碼方式沿長邊側立堆碼，縱向、橫向交叉堆碼，不宜平面堆碼，避免底部混凝土預制塊因長時間受壓而開裂。

根據設計技術要求文件，試驗室對周邊料場的碎石料進行取樣、篩分，選擇最符合設計要求的料場進行碎石料采購，嚴格控制碎石料超徑、遜徑含量，超徑含量過多則對保護土工膜不利，遜徑含量過多則庫水位驟降過程中容易從混凝土預制塊縫隙中流出。

施工工具準備，混凝土預制塊鋪設人員人手配備一把橡膠錘、鋼尺、撬棍或磚刀、抹泥板，配備不齊人員不得進行混凝土預制塊鋪設。橡膠錘用于對預制塊敲擊、整平，鋼尺用于測量搭接寬度、凹坑深度等，撬棍或磚刀用于預制塊校正，抹泥板用于碎石墊層料精平。

3.2 樣板先行制度

五家寨水庫上游壩面護坡面積較大，點多面廣，為此，施工決定推行樣板先行制度，在壩軸線里程的某段位置壩面進行樣板鋪設，選取施工技術相對精湛的班組鋪設，鋪設過程中管理人員全面跟蹤檢查、指導，同時對確定的施工工藝進行檢驗。樣板鋪設完成，對樣板施工質量進行全面檢查，線型順制度、表面平整度及縫隙寬度等均滿足設計要求，且基本達到優良標準。

3.3 上墊層鋪設施工

3.3.1 測量放線

土工膜表面放線采用的是將混凝土預制塊鉆孔，鋼筋樁一頭插入鉆孔內，一頭掛施工線，混凝土預制塊擺放于土工布上表面，該措施不用把土工膜釘穿，但鋼筋樁在施工過程中容易滑動，施工控制線準確度降低。

采用這種措施，測量人員加大了對施工控制線的復核頻率，既保護了土工膜不損壞，又提高了施工控制準確度。

3.3.2 碎石料運輸

馬道以下坡面，碎石料由自卸車（15 t）直接運輸至庫底，裝載機裝入專用圓形塔吊料斗，25 t汽車式起重機吊入鋪設工作面附近。料斗底部距鋪設面高度控制在0.50～0.80 m，低于0.50 m，料斗底部容易掛到土工膜，進而損壞土工膜；高于0.80 m，卸料時碎石料落差大，容易沖擊土工布，導致土工布、土工膜滑動。卸料時沿鋪設作業面緩慢移動料斗，碎石料均勻攤鋪，不得集中卸料，避免受力集中造成土工布、土工膜滑動。

馬道以上坡面，在鋪設作業面中部設置運輸帶，寬度2.00～3.00 m，先在坡面上多鋪設一層土工布，與防滑槽結合低凹部位用碎石墊層鋪填平順，頂部鋪設黑色聚乙烯膜，厚1.50 mm，聚乙烯膜兩側用土袋墊高，中部形成凹槽。壩頂位置采用Φ16鋼筋樁錨固，伸入基礎40 cm。碎石料由自卸車（15 t）直接運輸至壩頂，分堆堆放于運輸帶旁，人工鏟入運輸帶，人工站在運輸帶上沿坡面自上而下將碎石料扒運至鋪設作業面。

3.3.3 碎石料鋪設

人工采用0.50 m 寬的鋼制刮板將作業面的碎石墊層攤鋪初平，刮板使用前應對刮板進行鈍化處理，沿碎石表面扒刮，不宜掏底挖刮，避免損傷土工布及土工膜。初平完成后應進行精確平整，精平作業人員人手配一把鋼卷尺和鐵板，按照厚度施工控制線采用后退法整平鋪設面，精平后的鋪設面不允許人員走動、踩踏，避免鋪設面破壞。

3.4 混凝土預制塊護面鋪設施工

3.4.1 測量放線

放線基礎準備工作同上墊層鋪設類似，這里主要強調圓弧段和直線段混凝土預制塊縱、橫向放線方法。

3.4.2 混凝土預制塊運輸

馬道以下坡面，混凝土預制塊由堆場采用小型運輸車或裝載機運輸至庫底，人工裝卸，不得直接翻倒，避免混凝土預制塊棱角磕碰磨損，影響外觀質量。人工裝入磚斗，采用汽車式起重機吊入作業面，磚斗不得放置在土工布表面，也不得放置在砂墊層表面，應放置在已鋪設完成的混凝土預制塊表面，避免對下部土工膜造成損壞，人工搬運至鋪設作業人員附近。

馬道以上坡面，混凝土預制塊由堆場采用小型運輸車或裝載機運輸至壩頂，人工裝卸，不得直接翻倒，避免混凝土預制塊棱角磕碰磨損，影響外觀質量。人工堆碼在壩頂兩側，堆碼高度0.70 m 以下。沿壩坡面搭設溜槽，溜槽采用厚2 mm 鋼板制作，寬35 cm，兩側邊高15 cm。底部先鋪設一層土工布，溜槽擺放于土工布上，頂部用2根φ16鋼筋錨固，溜槽腳部用廢舊輪胎或橡膠墊保護，防止混凝土預制塊下滑至底部時與堅硬物體撞擊。壩頂一名工人將混凝土預制塊放入溜槽，下表面朝下，輕推混凝土預制塊，使其沿溜槽緩慢下滑至底部，人工搬運至鋪設作業人員附近，搬一塊下滑一塊，嚴禁一次下滑多塊在搬運。

4 結語

土工膜或復合土工膜在當今水利工程中應用較廣泛，因其防滲性能好，成本相對經濟，但其屬于塑性材料，厚度薄，抗穿刺強度低，施工過程中保護較困難。通過本項目的實施，有如下思考：從設計方面考慮，是否可通過適當增加碎石墊層厚度減小對土工膜的擾動影響；在粒徑滿足設計功能要求的情況下，應盡量減小碎石墊層的粒徑；在大面積鋪設土工膜的壩面，設計應考慮必要的施工通道，以滿足施工運輸需要。