浅谈复合土工膜在人工湖防渗工程中的应用及施工

李锦玉

(甘肃省酒泉市泓坤水利水电工程有限公司 甘肃酒泉 735000)

1 工程概况

嘉峪关市迎宾湖是一新建人工湖,设计库容101万m3,水面面积18万 m3,库底面积11万m2,工程所建地质为强透水性砂砾石地质,其主要作用是改善周边的气候和自然环境。人工湖库坝全长2150m,坝高7m,其中填方坝长1176m,工程范围为人工湖坝体修筑,库底及迎水面坝防渗及预制砖衬砌,泄水闸、放空管、进水口各一座及库堤护栏等。

2 复合土工膜结构形式

复合土工膜采用济南市天海塑料制品有限公司生产的,其主要构成为:土工织物与土工膜复合而成的不透水材料,土工膜厚度为0.35 mm、0.4mm,重量为750～900g/m2,幅宽为4～8m,其强度和防渗性能均能满足设计和施工要求。

3 复合土工膜施工工艺

3.1 库底复合土工膜施工工艺

3.1.1 库底整平、压实

库底土工膜铺设在库区开挖、坝体填筑完后,即可进行库底土工膜铺设,铺膜前首先用振动碾碾压库底,达到设计要求干容重后,用人工进行平整基础面,清除基面尖棱硬块等杂物,使表面无陡坡、错台、积水和浮土,达到平整光滑,为确保达到防渗效果,在施工时膜下基础土面喷洒除草剂。

3.1.2 复合土工膜铺设

土工膜采用0.4mm两布一膜,铺膜基础经工程师验收合格后,结合砂砾石保护层铺筑按土工布幅长和幅宽分段顺序进行施工,并随砂砾石保护层铺筑延伸,铺设开始以卷长顺水方向铺设,上游幅压下游幅,铺设应平顺,松紧适宜,不能绷拉过紧,应考虑适宜的余幅,但不能形成折皱,确保防渗土工布与库底的紧密贴合。铺膜前先进行小区域试铺,根据试铺合格的参数、施工组合、工艺、工序作业方式、技术指标,经工程师批准后,再进行大面积施工,为防止防渗土工布铺设后因移动搭接错位,应在邻部或适当部位进行锚固,土工膜铺设中应避免破损和污染,铺设后不得长时间曝晒,应及时铺设砂砾保护层。低温 (0℃以下)施工时,土工膜应呈无冰冻松软状态,不得有冰冻。

3.2 库坝坡复合土工膜施工工艺

3.2.1 坝坡整平、压实

坝坡土工膜铺设应在库区开挖、坝体填筑完后,即可进行坝坡土工膜铺设,铺膜前首先用振动碾对坝坡进行碾压 ,达到设计要求干容重后,用人工进行坡面的整平,清理等工作,确保防渗膜下无积水,无凸坡面和杂土,无杂草,无碎石和其它有棱角的硬物,不得在水下铺设,经坡面验收合格后进行防渗膜铺设。

3.2.2 复合土工膜铺设

库坝坡土工膜的铺设,在坝坡夯实达到设计要求之后,人工开挖梯形或三角小槽,将土工膜铺设其中。土工膜采用0.35mm两布一膜,铺膜基础经工程师验收合格后,开始以卷长垂直坝长方向自下而上铺设,上游幅压下游幅,铺膜前先进行小区域试铺,根据试铺合格的参数、施工组合、工艺、工序作业方式、技术指标,经工程师批准后,再进行大面积施工,先护脚后护坡面,自下而上的顺序进行施工,并随砂砾石保护层和砼预制板铺设的增高分段上升,铺设应平顺,松紧适宜,不能绷拉过紧,应考虑适宜的余幅,但不能形成折皱,确保土工膜与坡面的紧密贴合。

为了防止土工膜铺设后因移动搭接错位,应在邻部或适当部位进行锚固。同时,根据设计,底部要沿坡角铺设,将坝体与库底两布一膜联为一体,并做好与建筑物连接铺设,防止建筑物接头处漏水。土工膜铺设中应避免破损和污染,铺设后不得长时间曝晒,应及时铺设砂砾石保护层和混凝土预制板。

3.3 复合土工膜焊接

本项目采用两布一膜复合土工膜,复合土工膜焊接质量的好坏是复合土工膜防渗性能成败的关键,所以务必要做好土工膜的焊接,确保焊接质量,焊接前用干毛巾擦净相邻的焊接间,调整好焊机的温度和速度进行试焊后即可进行焊接,先缝制膜下土工布,用T H型热融焊接机焊接塑膜,焊缝为双道焊,后缝制膜上土工布,对塑膜破损面采用补贴大于破损面25cm的同规格塑膜进行双面焊接处理,并保证膜面干净,搭接紧密。焊逢应均匀、平整、顺直、连续,布采用手提封包机逢制,搭接宽度不小于10cm,偏差不大于2cm,接缝应垂直坝长。

3.4 细砂过渡层及砂砾石保护层

膜上细砂过渡层与砂砾石保护层铺筑,应与二布一膜土工膜铺设同时进行,采用平行作业。在二布一膜土工布分片 (按塑膜幅宽和幅长为控制)铺好接缝焊接完后,将大于2m的两布一膜卷起,留2m宽,再进行膜上细砂过渡层与砂砾石保护层铺筑,砂砾石保护层厚250mm,砂砾石保护层的砂砾料最大粒径不得大于 100mm,不得小于0.05mm,细粒含量不得超过10%。

砂砾石保护层填筑采用装载机运输,人工摊铺,并整平成形,其厚度、坡度等符合设计要求后进入下一道工序。铺筑时应注意对已铺设的二布一膜土工布保护,确保防渗效果。坝坡砂砾石保护层铺筑后,进行预制混凝土板衬砌。

3.5 复合土工膜与混凝土的连接

二布一膜土工布与混凝土的连接施工是防渗工程的重要部位,根据设计图纸要求采用粘接剂进行连接,在施工时严格按照设计重量配比施工,为确保粘接牢固,防止粘接剂老化,结合本单位的施工经验,在已粘接好的二布一膜土工布与混凝土立面上外包一层混凝土,高于接触面开契槽,使其能够粘压牢固,满足防渗要求。

4 复合土工膜施工质量控制

4.1 复合土工膜检测

对进场的复合土工膜除进行外观质量检查外,应按有关规程,随机抽取复合土工膜,对其物理性能指标进行复测,确保用于工程的材料合格。

4.2 焊缝质量检测

复合土工膜拼接质量是关系到防渗的主要问题,由于热熔焊接法受气温影响较大,容易出现焊接温度不当造成土工膜烫损和虚焊的问题,施工时应严格按照焊接试验成果,根据气温变化情况和焊接面的情况,随时进行各参数的调整。经试验,施工时温度易控制在160℃～240℃,行走速度控制在0.5～6m/min范围内。焊接过程中和焊接后2h内焊接面不承受任何拉力,防止焊接面发生移动错位。该复合土工膜焊缝质量的检测主要为目测和抽样检测:目测就是首先对焊缝目测检查、焊缝宽度是否均匀,有无漏焊、烫伤、褶皱等缺陷,并做好详细的目测检测记录;抽样检测就是对焊缝样品抽样进行拉伸实验,检测其拉伸强度。经对焊缝检测,焊缝质量满足设计规范要求。

4.3 易出现的问题及对应措施

(1)在接近水平的区域内,防止形成鼓包,该包会在防渗层下集中土壤中的气体,故须考虑将气体向外或向顶部排出。

(2)尽可能减少施工接缝的数量,特别是坝坡上的水平接缝。

(3)防止在保护层铺设期间防渗层遭受穿孔破坏,严禁现场车辆和带铁钉的鞋或高跟鞋在防渗层上行走。

(4)防渗层与坝体建筑物及水位以下钢性体接触部位的处理直接关系到坝体的安危,如处理不善会造成直接水流渗流通道,形成管涌破坏,“千里之堤、溃于蚁穴”,为此,要作特殊处理,减少集中渗漏,确保水库的安全。

(5)在运输贮存过程中应防止机械碰撞,远离热源,轻拿轻放,防止摩擦、刺伤、撞击。

5 结语

复合土工膜作为一种新型的防渗材料在人工湖防渗工程中应用的前景很好,由于复合土工膜防渗的核心问题是保证施工中土工膜的完整性和土工膜的铺设质量,因此在防渗施工中只要严格按复合土工膜施工技术要求,严格现场焊接和粘接的质量控制,避免人为或其他因素的破坏而产生缺陷影响防渗效果,就能使复合土工膜各项性能指标均满足设计要求,质量得到保证。经过嘉峪关人工湖库底、库坝坡防渗实践证明,取得了较好的防渗效果。

1 张慧莉.复合土工膜料在渠道防渗,水土保持研究,2002,2

2 李锋等.复合土工膜用于水利工程渠道防渗的施工质量控制,河南水利与南水北调,2010,1.

3 陆金荣.复合土工膜在博斯坦水库面板堆石坝工程中的应用,西部探矿工程,2005,7

4 杨建平等.浅论复合土工膜在南水北调工程中的应用技术,南水北调与水利科技,2009,3

5 林森.浅谈复合土工膜在水库除险加固工程中的应用,价值工程