基于复合土工膜的湖区防渗进占法施工探讨

2023-03-09贾振鹏

陕西水利 2023年9期

贾振鹏

（中国水电建设集团十五工程局有限公司,陕西西安 710065）

我国在早期湖区防渗施工中,多采用混凝土防渗技术,因其原材料易得,且施工成本低。但混凝土缺乏良好抗冻性和抗腐蚀性,再加上长期高水压的影响,其防渗能力会大幅度降低。随着科学技术的不断发展,大量新材料、新技术被广泛应用到水利项目施工建设中,复合土工膜就是一种典型的新材料,和混凝土相比,复合土工膜虽然前提购买材料的成本比较高,但由于其具有较好的抗渗性、抗冻性,无需频繁进行维护检修和大幅度降低后期运维成本,具有显著的综合效益。基于此,开展基于复合土工膜的湖区防渗进占法施工探讨分析就显得尤为必要。

1 工程概述

秦汉新城渭河湿地公园一期PPP项目位于陕西省西咸新区秦汉新城段渭河北岸（秦汉大道-机场中段）,处于沿渭滨水生态景观带上。建设用地呈带状延伸,自西向东长约5.1 km,总体范围东起渭河横桥,西至机场中线,北至兰池大道,南至渭河滩涂,总用地面积2051700 m2。再生湿地生境体验园总建筑面积约72.6万 m2。主要包含西漓广场、风情水车、童趣中心、绿地泡泡、丝路观廊、科普中心等24个景观节点施工项目及人工湖水体施工项目、绿化施工项目等。

2 复合土工膜施工前的准备工作

虽然复合土工膜在湖区防渗施工中有很多成功经验,但不同地区地质条件、施工难度等存在较大差异,为最大限度上提升复合土工膜防渗效果,保证施工的连续性,提升施工效果,需要在正式施工前,切实做好施工前的准备工作。

（1）做好施工前的技能技术培训。在案例工程复合土工膜施工前,为保证施工质量,邀请复合土工膜生产制造厂家的专业技术人员,对施工人员进行技能技术培训,保证每位施工人员都能很好地掌握复合土工膜施工技巧和注意事项。

（2）做好施工场地的准备工作。在复合土工膜正式施工前,需要向监理工程师申请对基础面的联合检查验收工作,全部验收合格之后,才能开始复合土工膜施工。

（3）加强对原材料的检验。若复合土工膜自身就存在质量问题,则无论选择何种施工技术,都无法保证最终的施工效果。因此,当复合土工膜进入到施工现场后,必须严格按照相关规范和标准进行抽样检验,坚决杜绝质量不达标的复合土工膜应用到湖区防渗施工中。就案例工程而言,要求复合土工膜的单位面积质量为800 g/m2,厚度为0.4 mm,断裂强度不低于16 kN/m,CBR顶破强力不低于2.8 kN,撕破强力不低于0.56 kN,断裂伸长率不低于70%,以便从根本上保证湖区防渗施工质量。

3 复合土工膜在湖区防渗施工中的应用要点

复合土工膜属于一种新型的防渗施工材料和技术,没有统一的施工规范和标准,但从复合土工膜作为一种施工材料角度来看,其施工内容主要包括：运输和存储、铺设、拼接、焊接、质量检测、压层施工六个方面。

3.1 运输和存储

在进行复合土工膜运输中,要加强保护,避免在装卸、运输中复合土工膜表面及四周造成磨损和损坏,同时按照施工中所需复合土工膜的下料长度的要求留出适当的余量。并在复合土工膜的货包上张贴标签,标签上要清楚工整的书写制造厂商的名称、制造号、安装号、类型、规格、重量等,并附有装卸和使用的说明书。此外,复合土工膜在运输和存放中要加强覆盖保护,避免风吹、雨淋、日晒,运输到施工现场后要尽量存放在通风、干燥的区域,避免受潮结块,存放在取用容易的位置,以减少搬运次数[1]。

3.2 铺设

铺设应用复合土工膜的关键工序,为最大限度上发挥出复合土工膜在湖区防渗中优势,本工程在复合土工膜铺设中严格控制好以下几个方面,取得了良好效果。

（1）在采用进占法铺设复合土工膜前,需要通过基础锚固槽开挖验收,完成防滑槽的开挖以及坡面的清理工作,并对湖区铺设复合土工膜基面进行平整碾压[2]。基础锚固槽和防滑槽的断面开挖尺寸需要能够达到设计图纸规定的要求。本工程复合土工膜主要通过锚固槽和进出水路线上的混凝土进行固定,尤其是顶部要锚固在防浪墙混凝土中,以提升整体防渗效果,锚固长度也要符合设计要求。

（2）当湖区基础造形结束后,及时开展湖底基础平整度碾压、夯实、削坡等处理工作。如果基础发生了扰动,需要进行置换和回填时,要做到分层回填、分层夯实,每层回填夯实厚度控制在40 cm以下。在复合土工膜铺设面清理中要做到平整压实,去除砖石、铁丝、玻璃、树枝、草根等。如果湖底存在大量杂草,还要喷洒除草剂,以消除杂草,以免杂草生长时刺破复合土工膜出现渗漏问题。和复合土工膜相互接触的基面,还要铺设一层粘土作为防护层,控制站土层的铺设厚度不低于30 cm。

（3）参与复合土工膜铺设的操作人员,需要穿软质胶鞋,避免穿钉鞋进入铺设现场,切不可在复合土工膜上进行损坏材料的操作,如敲击、捶打、硬拖等。在调整复合土工膜位置是要避免使用尖锐的器材,更不能在复合土工膜之上进行块体物料的直接卸放操作。复合土工膜要采取进占法,进行从上到下滚铺,注意铺设时要做到张弛适中,本工程采取了波浪形松弛铺设方法,控制富余度在1.5%左右,以保证复合土工膜能够良好地适应湖区基础变形和边坡的变形情况,以免发生应力集中和人为损伤问题[3]。

（4）复合土工膜和湖区基础面之间不能起泡,也不能架空,要保证二者之间能够紧密贴合,并压平压实。当天铺设的复合土工膜需要保证能够全部完成拼接,若在铺设期间突遇大风、大雨等恶劣天气,要立即停止铺设工作,并对保护层进行处理,用接触面柔软的重物,如沙袋将复合土工膜边缘压紧,避免风力损坏复合土工膜。

（5）在复合土工膜铺设之前需要提前规划行车道路,如果车辆必须经过复合土工膜铺设区域,要提前做好防护工作。并且在实际摊铺中,若发生复合土工膜被损坏的情况,在修理前要先去除已经发生破损的位置,填入符合要求的物料,并进行平整处理之后,再在现场监理的监督和指导下完成修复工作。针对那些已经被损坏的复合土工膜,需要在破损位置的上方再铺设一层质量达标的复合土工膜,针对加厚后的复合土工膜,要保证新铺设的复合土工膜覆盖范围超过破坏复合土工膜范围的100 cm以上,并做好土工膜的拼接处理工作。

3.3 拼接

拼接也是复合土工膜施工的主要环节,也是最容易发生渗漏的环节,因此,在具体施工中必须加强处理和控制。具体的拼接方法为：揭开相邻两块复合土工膜衔接位置的土工布,先对下层相邻两块土工布进行缝合处理[4]；再调整中间两幅膜的焊接边缘,相互搭接至少15 cm；最后进行中间层复合土工膜的焊接,全部拼接完成后,及时进行质量检测,合格后再完成上层土工布的缝合。

3.4 焊接

在进行复合土工膜焊接操作中,常用的焊机有两种,一种的热锲焊机,另一是挤压焊条式焊接,在本工程复合土工膜焊接中采取了后者,为保证焊接质量,在正式焊接之前,对焊接位置的杂物进行全面清理,以保证焊接质量。结合现场条件和温度先进行试焊接,以确定最佳的焊接工艺参数,控制焊接机行走的速度在1.5 m/s～2.5 m/s之间,焊接温度控制在210℃～300℃之间。焊接操作前,需要在两幅复合土工膜焊接位置的底部提前垫上一块长木板,作为复合土工膜拼接的操作平台,也方便焊机能够稳定行走。但木板所选择的木板必须表面光滑,无毛刺,以免刺破复合土工膜,影响防渗效果。在焊接时每天焊缝的要预留出约1.2 cm的宽度,且相互之间需要预留出约1.2 cm左右的空腔。如果复合土工膜焊接范围内,存在灰尘、油污、水渍等,可用压缩空气来清除,以保证焊接面相对干净、整洁,更好地保证焊接质量。

3.5 质量检测

质量检测是衡量复合土工膜施工质量的关键环节,当复合土工膜完成焊接之后,需要进行全方位的质量检测,先进行外观检测,检查复合土工膜拼接位置是否存在漏焊,或者外观质量不达标的问题,如褶皱、烫损、夹渣、气泡、未熔合、未焊透等,发现这些问题及时处理,漏焊、熔点可采用热风枪进行补焊,其他缺陷可按照缺陷的程度进行处理,如果缺陷程度比较轻,可打磨后重新焊接,如果缺陷严重,焊缝要全部铲除后再进行焊接[5]。当复合土工膜施工质量自检达标后及时进行验收,验收通过后进行回填上部砂土和土层施工。

3.6 压层施工

压层施工是复合土工膜施工的最后一步,也是比较关键的一步,复合土工膜施工完成后,为降低风力、阳光等对复合土工膜造成的不良影响,要及时回填压层。如果受到现场施工条件和机械设备的影响,在48小时内无法为复合土工膜压层施工,需要布设临时遮阳措施[6]。在复合土工膜防渗施工中,要尽量做到边铺设、边焊接、边覆盖上部保护层,以减少人直接在复合土工膜上行走的次数。