砂礫石均質壩水庫防滲技術要點研究

摘要：水庫是重要的民生工程項目，合理運用防滲措施，可有效確保水庫蓄水灌溉的功能發揮，為人們的生產生活和國家社會的發展提供支撐。本文主要探討砂礫石均質壩水庫防滲技術要點，并結合嘉峪關人工造林項目灌溉水源工程，提出有效的管理建議，以供參考。

關鍵詞：水庫；防滲技術；施工要點

我國的水庫大壩多修建于20世紀六七十年代。土石壩就地取材，施工便捷，因此，大中型水庫大壩大多采用土石壩。在長期的使用中，水庫因年久失修而出現各種問題，如砂礫石層引發的壩基滲漏情況，直接影響水庫的運行安全，施工單位應采取可靠的防滲技術，科學防范水庫大壩安全隱患。本文結合嘉峪關人工造林項目灌溉水源工程為例，詳細介紹砂礫石均質壩水庫防滲技術要點。

一、項目概況

項目位于距離甘肅省嘉峪關市以北約20km，隸屬于峪泉鎮和新城鎮管轄。工程區位于長城遺址以北，X253路以南，討賴河北一支干渠以西，策克鐵路以東范圍內，調蓄水池位于擬灌溉5606.5畝（1畝≈666.66m²）林地植被區域內西南角，地面高程為1531～1527m。注水時間為當年12月到次年3月。本工程水源為嘉峪關市污水處理廠中水，中水沿機場路南側的中水渠道至機場路十字路穿路后與討賴河北一支干渠一支渠交匯處中水渠道設取水口（節制分水閘）將中水注入北一支干一支渠，通過北一支干一支渠及北一支干一支渠二斗渠將中水輸送至項目區。根據取水水源位置，在討賴河北一支干一支渠二斗渠穿縣道253東側460m處設置（取水口）節制閘和分水閘（退水閘），分水閘后設10m長引渠將水引至提水泵站前池，泵站加壓后，通過2.7km長的DN600球墨鑄鐵管輸水管道將中水輸送至80萬立方米調蓄水池庫。為保證提水泵站前池具備良好的退水條件，在節制閘上游北一支干一支渠二斗渠渠道右側設退水閘及退水管線退水。

二、砂礫石均質壩水庫防滲技術要點

（一）土工膜防滲層鋪設

在施工中，土工膜防滲層鋪設的主要工程量如下：200mm厚細沙保護層52751m³，250mm厚砂礫石墊層9913m³，砂礫石蓋重27909m³，50mm厚M10水泥砂漿保護層1963m³，100mm厚M10水泥砂漿砌C25混凝土預制板3239m³，150g/0.5mm/150g復合土工膜168269m²。在鋪設過程中，施工單位應重視各個施工細節，達到水庫防滲效果，避免出現其他問題。

1.二布一膜土工布鋪設

（1）施工程序。土工膜鋪設總體按照先邊坡自上而下，后庫底自北向南東西向布置施工。

施工工序：基底壓實→取樣試驗→200mm細砂保護層→150g/0.5mm/150g復合土工膜→檢查驗收→200mm細砂保護層→邊坡250mm厚砂礫石墊層（池底300mm厚砂礫石蓋重）→檢查驗收→50mm厚M10水泥砂漿保護層→100mm厚M10水泥砂漿砌C25混凝土預制板→循環施工至完工。按照施工工序，可以讓各項施工活動的開展穩步推進，也能取得理想的施工效果，顯著提高項目效益，達到工程目標。

（2）施工方法。待土方開挖、壩體夯填削坡完畢檢驗合格后，可以鋪設土工膜，鋪膜前首先采用平地機人工配合平整庫底，振動壓實基底，以達到設計要求密實度（相對密度≥0.75），采用人工將基礎面精細整平，將基面上的尖棱硬塊等雜物清除干凈，確保表面平整、光潔、無裂痕、無泥濘、無洼陷、坡度均勻一致，無陡坡、錯臺或者浮土等現象，在基礎土面噴灑除草劑，保障使用效果。

該工程調蓄池水庫土工防滲材料為兩布一膜復合土工膜，規格為150g/0.5mm/150g，復合土工膜為膜布組合體熱復合工藝生產，焊接縫均預留在定制長度及幅寬四周，預留焊接寬度通常為10～25cm。根據調蓄池設計結構及布置形式，結合壩頂長池底短的特點，邊坡計劃定制幅寬6m、長35m一體復合土工膜和組合土工膜結合的方式鋪設，每鋪設4～5條復合土工膜補鋪一條三角形組合土工膜，填補倒三角區域。由于庫底為橢圓形，每條土工膜長短不一，可采用分體組合土工膜鋪設。鋪設土工膜時，人工自上而下卷鋪定制幅寬和長度的邊坡土工膜，庫底焊接縫確保平齊并延伸至下擋墻圈梁庫區側3.5m左右，確保土工膜與細砂墊層及防滑槽墊層接觸密實平整，留有一定伸縮余量，垂直壩軸線方向每10m折疊一道，折疊層用細砂隔離，且鋪設面應該盡可能保證1.5%的松馳度。

鋪設前要做現場鋪設試驗，確定焊接溫度、速度、施工工藝等各項參數，可防范部分細節問題，也能更好地總結合格參數。依照試鋪合格的參數確定工藝、工序作業方式等，待項目部批準后再進行大面積施工，由此可以及時處理死折、劃痕和磨損等問題。

2.二布一膜土工布與混凝土的連接

二布一膜土工布與混凝土連接施工時應該重視防滲細節，運用雙層鋼制壓板橡膠密封螺栓固定的方式進行連接，為保證連接牢固密封完好，提前在混凝土墻體上預埋好底層鋼制壓板和固定螺栓，確保鋼制壓板表面平整光潔無損傷，采用密封膏和橡膠墊進行密封壓板螺栓固定，滿足防滲要求。

3.焊接檢查

首先，檢查并確認基礎支撐細砂墊層已具備鋪設土工膜的條件，開挖基面應干燥、壓實（密實均勻，壓實系數≥0.75）。表面平整、無裂痕、無泥濘、無洼陷、坡度均勻一致，鋪膜內的平直度應平緩變化，陰陽角處圓滑。

在土工膜展開焊接前，應對外觀進行100%全面檢查，土工膜不允許有砂眼、疵點雜質，記錄標記并采用KS膠修補損傷、孔洞等缺陷，修補檢查合格后進行焊接，嚴重的應予以更換。

土工膜焊接使用雙軌焊接機，焊縫搭接面不得有污積水、砂土等影響焊接質量的雜質存在，焊縫處土工膜應熔結為一個整體，避免虛焊，漏焊、超量焊及輪切等現象。聯結的土工膜必須搭接平級、舒展。熱熔焊接工作溫度280℃～300℃，行進速度2～3m/min，焊接形式為雙軌焊接，采用熱焊接方法使土工膜相連的表面加熱處理使之表面熔化，然后通過壓力使之熔合成一體，且土工膜焊縫強度不低于母材的80%。焊道搭接寬度：80～100mm；平面和垂直面的自然褶皺分別為：5%～8%；預留伸縮量：3%～5%；邊角料剩余量：2%～5%。每條焊縫焊接完畢焊縫溫度降至常溫后，采用充有色水打壓法或充氣法檢驗焊縫質量：用彩色水在焊縫內充水打壓，當壓力達到0.15～0.2MPa時保持60s，壓力無明顯下降及彩色水無滲漏為合格，否則為不合格。如不合格，檢查整道焊縫，采用熱焊槍修補漏焊、破損的地方，重新檢測，直至合格為止；對于虛焊、漏焊的接縫應及時補焊，并對補焊部位進行打壓檢測。在下雨期間或接縫有潮氣、露水、或者大沙的情況下暫停鋪設及焊接，不得在有積水或下雨時施工。溫度低于5℃時，按照規范要求暫停施工，如果必須施工，焊接前應對焊機進行預熱處理。

4.防滲層鋪注意事項

①如果接近水平區域，要避免出現鼓包的情況。鼓包是因為在防滲層下集中出現了土壤中的氣體，應采取向頂部排出和向外排出的方式，確保施工成果更加理想。②坡面彎曲的地方應重視適當裁剪，避免出現褶皺，否則將會形成漏洞。③保護層鋪設階段，明確防滲層情況，以免出現穿孔問題，要避免現場車輛和穿帶鐵釘鞋的人在防滲層上走動。④鋪設時，要留出足夠的余量。⑤運輸貯存環節要避免機械碰撞，還要和熱源保持充足的距離，做到輕拿、輕放，防治刺傷或撞擊。

（二）細砂保護層及礫石保護層（砂礫石保護層）施工

邊坡細砂墊層及保護層施工，根據邊坡修整成型的單元和工作面采用長臂挖掘機或吊車鋪筑膜下200mm細砂墊層，人工平整，嚴格按照設計邊坡及厚度平整鋪筑，確保厚度均勻、表面平整、級配均勻、無堅硬物塊、無起伏褶皺等現象，一次鋪筑至庫底擋墻圈梁外（庫區方向）5m處，確保邊坡土工膜與庫底土工膜下墊層焊接鋪筑余量。

庫底土工膜鋪設實行細砂墊層、土工膜、細砂保護層、砂礫石蓋重平行流水作業。鋪設施工時，首先細致平整和碾壓鋪設基面，按照土工膜幅寬為1個單元從北向南東西向分幅鋪設，細砂保護層始終較土工膜幅面寬余3m作業，確保土工膜鋪設焊接在細砂墊層上。基層平整后，監理工程師驗收合格，可以鋪筑膜下細砂過渡層，適當運用裝載機鏟運到鋪設層鋪筑，分成小堆堆放，人工攤鋪，攤鋪一定要平整。要關注膜上細砂過渡層和砂礫石保護層鋪筑，應與二布一膜土工布鋪設同時進行，采用平行作業的方式。

（三）復合土工膜施工質量控制措施

1.明確材料要求

對于兩布一膜復合土工膜膜材，選用的是聚乙烯

（PE）土工膜（無色），工藝技術為吹塑工藝，規格150g/0.5mm/150g，復合土工膜為膜布組合體熱復合工藝生產，材料采用PE復合土工膜，規格為150g/0.5mm/150g、密度≥900g/m²、斷裂伸長率≥300%、破壞拉應力≥12MPa、滲透系數：lt;1.0×10-11cm/s。

對于基材土工布，選用的是長絲紡黏針刺非織造土工布（白色），原材料為全新滌綸長纖維。在實際施工環節，為避免復合土工膜對PE土工膜產生影響，工膜鋪設一般采用膜布分置鋪設的方案。為防范接縫過多的問題，應盡可能地采用寬幅土工布與土工膜，幅寬為6～8m，每卷長度應在60m以上，保證每卷土工膜不出現接縫。

2.外觀檢查

所有土工膜攤鋪之前，應做外觀檢測，這是影響整體質量的關鍵。

3.內在質量檢測

每批土工膜進入施工現場前，都應完成抽樣檢測，詳細分析配方、工藝和規格等，經過各方簽字確認，才能認定其有效。檢測內容涵蓋頂破強度、抗拉強度和滲透系數等。

4.做好材料管理

（1）材料運輸。由材料供應商負責運輸工作，保證運輸過程中的安全。在土工膜卷材運輸時，盡可能使用防紫外線的外包裝，避免材料受損，同時又能防潮、防污等。注意卷材在裝卸過程中對卷材表層產生的磨損，對于大片或者卷材貨包要貼標簽，還要標明安裝號及厚度等。

（2）材料接收。每批都應具有制造商提供的出廠檢測報告、合格證原件，注明數量、生產日期、班次和檢驗員代號。檢驗時，對外包裝進行百分之百檢查，若發現外包裝完全損壞，則應進行材料外觀質量檢測。凡原材料出廠檢測報告中所標明的試驗結果不符合其規定的技術標準時，做退貨處理。按規范要求抽樣檢驗，根據檢驗報告認定質量合格與否。

（3）材料保存。土工膜及土工布在運輸環節要妥善保存，運送施工場地后應放置在干燥處，避免酸堿等腐蝕性介質侵害。做好防火防潮細節，避免粘結成塊，儲存在方便取用的位置，減少裝卸次數。

（4）材料發放。對于運送至施工現場的材料，記錄好發放人和領用人等，還要核實品種、規格及數量等信息。

5.嚴把焊接質量關

（1）加強培訓，持證上崗。土工膜施工前，對參與施工的所有人員進行崗前培訓和技術交底，焊接及質檢人員必須持證上崗。現場所有施工人員必須定員、定崗、定責。嚴格執行現場考勤制度、進出場登記制度、現場交接班制度。

（2）規范裁剪，逐片編號。裁剪土工膜時，應在平坦場地，避免堅硬雜質的場地。裁剪前，丈量好尺寸，按照具體要求裁剪，避免出現尺寸錯誤。裁剪人員要詳細分析土工膜是否存在破損或者孔洞，若發現實際問題，要盡可能修補，范圍超出破洞周邊10～20cm；對于難以修補的部分，要裁剪到位。逐片編號并標記分區，便于鋪設和檢測。

（3）嚴把檢測、驗收關。

詳細分析每條焊縫，在完成土工膜焊接后，及時對焊接部位的焊接質量加以分析，落實好必要的檢測工作，如全部焊縫、焊縫節點、破損部位等，都是需要重點檢測的區域。只有驗收合格，才能開展后續工作，避免埋下安全隱患。檢測人員運用可靠的檢測手段，如現場檢測時可以分析出實際情況，雙焊縫檢測方法有雙焊縫加壓檢測法、真空罐法、真空壓力檢漏法等。檢測設備有真空檢測儀和氣壓式檢測儀等，以確保檢測效果真正符合要求，從而提升整體施工質量。

三、結語

在砂礫石勻質壩水庫防滲施工中，應重視各個施工細節，還要了解項目的特殊性，才能保證整體施工質量達到預期水平。作為支撐國家穩步運行的重要基礎設施，水庫的運行情況受到的關注度明顯提升，但是在多種因素的影響，水庫滲漏水問題值得關注。采取必要的防滲技術，可有效改善水庫運行狀態，使得水庫運行質量得以保障。

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