复合土工膜在水库防渗加固工程中的施工技术分析

肖 殷

(松桃县水务局，贵州 松桃554100)

1 工程概况

杨柳水库位于贵州省松桃县长兴镇，距县城29 km，有乡村公路通至坝顶，交通较方便。坝址以上集雨面积0.22 km2，属亚热带湿润性季风气候区，当地多年平均降水量1 383 mm，多年平均流量0.01 m3/s，多年平均径流量19.4 万m3，是一座以灌溉为主的小(2)型水库。

水库大坝为均质土坝，最大坝高10 m，坝长150 m，总库容13.1 万m3，兴利库容9.6 万m3，死库容1.2 万m3。该工程为20 世纪60年代群众突击性投劳兴建，缺乏勘察设计基础资料，施工技术及各项管理工作滞后，坝体填筑及基础处理存在较大的质量问题。因人力、财力有限且缺乏科学的水文计算，原大坝枢纽无溢洪道。大坝防渗处理设计推荐采用坝基齿槽混凝土浇筑及坡面铺设复合土工膜方案。

2 大坝复合土工膜防渗设计

PE 复合土工膜的主要设计参数为:二布—膜(PE 膜)，规 格 为500 g/m2，幅 宽1.8 m，膜 厚0.05 mm，允许抗拉强度［σ］=12 kN/m。复合土工膜主要技术参数见表1。

土工膜上垫层采用厚20 cm的粉质黏土，其粒径≤8 mm，上层10 mm为非筛分黏土，与土工膜接触面为10 cm厚的筛分黏土。坝坡翻夯平整并清理干净后，总体上可直接在其表面铺设土工膜，因此，本工程设计不作土工膜下垫层。但施工中应根据坡面实际情况，根据需要在局部地段增设10 cm厚的筛分黏土下垫层，以防PE 土工膜被杂物穿刺。为增强土工膜及其保护层的抗滑稳定性，分别在高程:698.50 m，697.37 m，696.24 m，695.11 m，693.98 m，692.85 m处设置防滑齿槽。PE 土工膜与坝肩周边接触处采用C15 混凝土浇筑填埋以利整个工程构成封闭的防渗体系。

表1 复合土工膜主要技术参数表

3 复合土工膜防渗施工要点

3.1 复合土工膜的施工工艺及要求

3.1.1 选材要求复合土工膜要求选用无纺土工织物或机织土工织物，其单位质量宜为600 g/m2，厚度3 mm，抗拉强度≤6 kN/m，主要似水头和坝基材料而定，本工程建议选用600 g/m2～7 mg/m2(150/0.3/150)(200/0.3/200)。

3.1.2 施工要求

坡度应符合设计要求，坝址淤泥应清除;坝顶、坝面应按设计要求进行平整;土工膜宜加工成块铺设，铺块的宽度控制在4 ～8 m，长度应按设计坡长加上一定富裕量;接缝采用焊接法，供货厂家可现场指导并提供焊接技术服务，保证焊接质量。坝坡顶部宜锚固，压载并留出富裕量;相邻两块土工织物搭接长度水下≥1 m，护坡铺设土工织物宜由坡底向坡顶展铺，随铺随覆盖，相邻两块土工织物搭接长度≥0.5 m;铺设应保持平顺，松紧适度，对地基条件差，变形较大的基面，应留有一定富裕量。迎水面堤坡干砌混凝土块时，应先铺一层砂或碎石保护，再干砌预制块，预制块不高处抛掷，应从下向上挂线铺设。施工时，不允许高跟鞋和带铁钉于面层，工具不得放在膜料上，第一次放水应先小后大，逐步加大水量，停水时要逐步减少不能猛涨骤落，损坏边坡［1］。

3.2 施工要点

3.2.1 测量定位

在进行土工膜铺摊之前需要进行测量定位作业，将铺摊两侧的边线进行测量放样，之后采用拉线的方法在边线上进行定位，对需要铺摊的面积进行计算，并且对铺摊的边线进行严格的控制。

3.2.2 搬运

本工程主要采用的土工膜都额长度通常为长50 m，宽6 m，在施工现场主要采用的搬运方法是人工抬运。主要是运用钢管穿入卷芯中，将露在两侧的钢管上系上绳套进行抬运。在对土工膜搬运的过程中，严禁将外包装撕裂，从而避免土工膜受到损坏。

3.2.3 摊铺

复合土工膜摊铺分上游坝坡斜面与库底水平摊铺两部分。上游坡面复合土工膜摊铺分两步:第一步，与防浪墙墙基锚固部位的坡顶摊铺2m 并外露预留搭接边;第二步，待防浪墙墙基部分浇筑完成，将待铺复合土工膜置于防浪墙墙基部位，上端与墙基部位预埋复合土工膜搭接、对正，将上端采用砂袋压重固定，然后向下滚铺。滚铺时，应用绳套缓缓下放，禁止直接滚下。库底水平摊铺时，先将一端同相邻块对接，砂袋压重固定，然后人工推动滚铺。

3.2.4 焊接

1)试焊:在对土工膜进行正式的焊接之前，为了保证焊接质量满足焊接要求，必须对土工膜进行试焊。用于试焊的样品的长度必须在1 m或以上，需要根据试焊当日的温度以及环境进行综合考虑。通过对土工膜的试焊，可以对正式焊接施工中的工作状态进行合理的调整，从而确定合理的焊接温度、速度以及压力。试焊完成，在满足当日气温条件下检测样品质量合格后，方能进行大面积的焊接施工。若检测结果达不到设计要求，重新试焊，直到检测结果满足要求。满足要求的试样焊接参数作为正式焊接的主要依据。挤压熔焊接时也要进行试焊［2］。

2)焊接前的准备工作:本工程对土工膜的焊接主要是运用热合焊机进行焊接。在进行土工膜焊接之前，需要首先铺好第一幅土工膜，之后将其需要焊接的边进行翻叠，翻叠的宽度大约为0.6 m，之后将第二幅铺摊在第一幅土工膜上，对两幅土工膜的焊接边缘走向进行调整，使得两幅土工膜搭接长度为0.1 m。在焊接之前需要使用比较干净的毛巾将土工膜上的杂物清理干净，保证土工膜表面的整洁。

3)双缝热合焊机焊接:双缝热合焊接方法如下:做好土工膜之间搭接宽度的检查，永昌土工膜焊接需要搭接的宽度为1 cm。在焊接之前，需要对土工膜的表面进行严格的清理，运用抹布将表面的灰尘、污物以及水分清理干净，保证膜面的干燥以及清洁。

4)挤压熔焊机焊接:对于复合土工膜长直焊缝，主要是使用双缝热合焊机进行焊接。对于非长直焊缝以及局部修补、加强处理等部位，采取热熔挤压焊接。焊接时将机头对正接缝，不得焊偏，不能允许滑焊、跳焊。焊缝中心的厚度为垫衬厚度的2.5 倍，且≥3 mm。一条接缝不能连续焊完时，接茬部分已焊焊缝要至少打毛50 mm，然后进行搭焊。根据气温情况，对焊缝即时进行冷却处理。挤压熔焊作业因故中断时，必须慢慢减少焊条挤出量，不可突然中断焊接，重新施工时应从中断处进行打毛后再焊接。挤压熔焊接的操作程序见图1。

图1 挤压熔焊机焊接程序图

3.2.5 T 字接头处理

土工膜之间的连接严禁出现“十”接头的现象，如果是多幅土工膜之间的连接应该采用“T”字型接头。在施工过程中，两个相邻土工膜之间的纵向缝主要是采用热楔式焊机焊接。其施工要点如下:

1)外贴PE 膜与下部PE 膜环行接触部位保持洁净、干燥。

2)外贴PE 膜必须覆盖相邻三条纵横向直焊缝预留部位，其尺寸还须小于检测真空罩直径。

3)与T 型接头相邻部位三个气道须热风枪进行封闭。

4)T 型接头施工完成须采用真空负压法检测其渗透性。

4 结 语

复合土工膜防渗的主要优势是防滑效果好、抗穿透能力强、表面摩擦力大等，与其他塑料膜防渗相比，具有施工简单、质量可靠以及造价低廉的特点。复合土工膜施工首先必须科学设计，严把材料质量关。施工中要耐心细致，铺膜前应注意检查基面，并确保无小碎石或其它尖锐物。施工中加强对土工膜的保护，防止损伤。为确保达到理想的防渗效果，必须保证保护层断面完整，严格按照《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》施工。

［1］赖翼峰，邓坚，陈向日. 复合土工膜防渗技术在水库除险加固工程中的应用［J］. 水利技术监督，2005(05):56－57.

［2］李锋，费小霞，李华. 复合土工膜用于水利工程渠道防渗的施工质量控制［J］. 河南水利与南水北调，2010(01):23－24.