復(fù)合土工膜在老撾色薩拉龍灌溉工程中的應(yīng)用

張佳立 高 猛

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)國(guó)際工程有限公司，北京 100025)

·水利工程·

復(fù)合土工膜在老撾色薩拉龍灌溉工程中的應(yīng)用

張佳立 高 猛

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)國(guó)際工程有限公司，北京 100025)

以老撾色薩拉龍灌溉工程為背景，根據(jù)復(fù)合土工膜防滲原理及設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)復(fù)合土工膜施工方法進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并探討了土工膜包裝運(yùn)輸、存儲(chǔ)、鋪設(shè)、拼接等質(zhì)量控制措施，以達(dá)到良好的防滲效果。

復(fù)合土工膜，防滲，連接，質(zhì)量

1 工程概況

老撾色薩拉龍灌溉工程位于老撾中部Savannakhet省 Tha Pang Thoong地區(qū)，主體大壩建于色薩拉龍河上，由水庫(kù)、大壩、溢洪道、取水建筑物、渠道及渠系建筑物等組成，主要任務(wù)是灌溉。擋水壩采用土工膜心墻堆石壩，壩高約21 m，壩頂長(zhǎng)度1 793.00 m，壩頂寬度6.00 m，總庫(kù)容7 513萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容3 080萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)灌溉面積2 000 ha。

由于老撾色薩拉龍灌溉工程當(dāng)?shù)赝亮暇哂蟹稚⑿院团蛎浶缘忍匦?，故該工程采用土工膜心墻堆石壩，壩體主要由主堆石區(qū)、過(guò)渡區(qū)、保護(hù)層區(qū)和土工膜組成，保護(hù)層料粒徑為0.1 cm～4 cm，過(guò)渡區(qū)石料最大粒徑30 cm，堆石區(qū)石料最大粒徑80 cm，主要由土工膜心墻防滲。

2 復(fù)合土工膜防滲原理及設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 復(fù)合土工膜防滲原理

復(fù)合土工膜作為土工防滲材料，采用塑料薄膜為防滲基材，與無(wú)紡布復(fù)合而成。目前，聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)已成為國(guó)內(nèi)外防滲應(yīng)用的主要塑料薄膜，因其是高分子化學(xué)柔性材料，具有比重較小，適應(yīng)變形能力高，延伸性強(qiáng)，耐低溫，耐腐蝕，抗凍性能好等優(yōu)點(diǎn)。其作用機(jī)理是以塑料薄膜較大的抗拉強(qiáng)度和延伸率承受水壓并適應(yīng)壩體變形，以其不透水性隔斷土壩漏水通道；無(wú)紡布采用高分子短纖維化學(xué)材料，通過(guò)針刺或熱粘成形，具有較高的延伸性和抗拉強(qiáng)度，與塑料薄膜結(jié)合后，增大了塑料薄膜的抗拉強(qiáng)度和抗穿刺能力；同時(shí)，因無(wú)紡布表面粗糙，加大了接觸面的摩擦系數(shù)，對(duì)復(fù)合土工膜及保護(hù)層的穩(wěn)定非常有利。

2.2 復(fù)合土工膜設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

大壩使用400 g/0.8 mm/400 g兩布一膜形式的復(fù)合土工膜鋪設(shè)在壩體中央作為“防滲心墻”(可簡(jiǎn)稱“心墻土工膜”)，標(biāo)稱斷裂強(qiáng)度24 kN/m,膜的鋪設(shè)隨壩體填筑同步上升。由于碾壓密實(shí)性的需要，土工膜呈“之”字狀上升。復(fù)合土工膜內(nèi)在質(zhì)量技術(shù)要求見(jiàn)表1。

3 復(fù)合土工膜施工方法

3.1 施工前的準(zhǔn)備

土工膜施工前，按照實(shí)際施工工況，做模擬試驗(yàn)，以便發(fā)現(xiàn)和總結(jié)施工中存在的問(wèn)題，并及時(shí)進(jìn)行技術(shù)論證，編制科學(xué)、合理的施工方案。土工膜廠家技術(shù)指導(dǎo)人員進(jìn)場(chǎng)后，開(kāi)展土工膜施工技術(shù)培訓(xùn)，包括土工膜焊接、試驗(yàn)、保護(hù)、堆放及施工中注意事項(xiàng)等多方面培訓(xùn)，確保土工膜心墻施工質(zhì)量。

表1 復(fù)合土工膜內(nèi)在質(zhì)量技術(shù)要求

土工膜心墻施工前，對(duì)土工膜安裝軸線進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，在CAD中繪制軸線，按照底板高程的變化，合理劃分土工膜下料段長(zhǎng)，以土工膜損耗量控制到最小為原則，將底板劃分為若干段，段長(zhǎng)利用大壩樁號(hào)控制。按照土工膜每卷尺寸為50 m×6 m在電腦上模擬排列土工膜，并繪制土工膜施工下料圖，標(biāo)注詳細(xì)尺寸。經(jīng)檢查無(wú)誤后，下發(fā)施工班組，嚴(yán)格按照下料圖進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)土工膜裁剪施工。

3.2 心墻土工膜與壩基、岸坡及其他建筑物的連接

與壩體齒槽混凝土相接部位土工膜安裝工作主要包括：基礎(chǔ)清理、測(cè)量土工膜安裝軸線、繪制土工膜下料圖、實(shí)地放樣、基礎(chǔ)修整、檢查驗(yàn)收、涂刷瀝青、安裝橡膠條、安裝土工膜、安裝鋼條、膨脹螺栓錨固、檢查驗(yàn)收、二期混凝土澆筑等。

3.2.1 與壩基連接部位基礎(chǔ)面處理

按照土工膜下料圖紙，在底板上放樣出每塊土工膜安裝位置和軸線，并做好明顯標(biāo)記。土工膜連接部位基礎(chǔ)面需平整、干凈。局部不平整的部位，采用手持電砂輪進(jìn)行打磨修整或用砂漿找平，利用高壓風(fēng)槍吹干凈，平整度應(yīng)該滿足扁鋼條固定后止水橡皮與基礎(chǔ)接觸嚴(yán)密無(wú)架空現(xiàn)象。其他較平整部位可不進(jìn)行打磨處理，但需將表面清理干凈，保證瀝青和混凝土能充分粘結(jié)。

3.2.2 瀝青涂刷

基礎(chǔ)面處理合格后，經(jīng)驗(yàn)收簽證方可進(jìn)行瀝青涂刷作業(yè)，涂刷應(yīng)均勻，保證瀝青與止水橡皮充分接觸。涂刷分段進(jìn)行，完成一段后，即可進(jìn)行止水橡皮的鋪設(shè)。

3.2.3 安裝止水橡皮

首先將寬25 cm、厚0.6 cm的止水橡皮粘貼在瀝青帶上，然后借助橡膠手錘輕擊或擠壓，保證止水橡皮和瀝青充分粘連，不出現(xiàn)止水橡皮起拱的現(xiàn)象。橡膠止水分段安裝，并檢查和瀝青的粘結(jié)質(zhì)量，如不能滿足設(shè)計(jì)要求，需局部或全部返工處理。

止水橡皮在接頭部位采用對(duì)接的方式連接，搭接時(shí)將止水橡皮端頭切平，然后對(duì)齊安裝，利用訂書(shū)釘臨時(shí)固定。

3.2.4 土工膜錨固

將裁剪好的土工膜從長(zhǎng)邊端卷成一圈，順壩軸線放置在預(yù)先設(shè)計(jì)的部位，然后將剪切端頭和止水橡皮邊對(duì)齊，安裝平整，無(wú)皺褶，安裝結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。止水橡皮與扁鋼條同時(shí)安裝，先安放止水橡皮，接著在其上安裝寬20 cm、厚1 cm的扁鋼帶，安裝時(shí)注意扁鋼帶中心線和帷幕灌漿中心線重合，在保證安裝位置滿足設(shè)計(jì)要求后，完成膨脹螺栓打孔固定。

扁鋼帶在出廠時(shí)，按照設(shè)計(jì)圖紙的要求，每間隔0.5 m設(shè)置D=10 mm螺栓孔，在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，利用電鉆穿過(guò)螺栓孔進(jìn)行土工膜及混凝土鉆孔，然后進(jìn)行膨脹螺栓安裝前預(yù)膨脹(即先將螺帽壓住套管至螺桿扁頭)，接著將其打入鉆孔內(nèi)，用梅花扳手用力緊固，完成膨脹螺栓安裝。

固定扁鋼帶時(shí)，先固定中間部位，然后固定兩端部位螺栓，剩余孔逐次加密全段固定，保證土工膜不會(huì)出現(xiàn)皺褶。

扁鋼帶安裝時(shí)，遇到底板結(jié)構(gòu)縫部位，需切割斷開(kāi)，避免基礎(chǔ)不均勻變形造成扁鋼條的拉動(dòng)。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)通知要求進(jìn)行施工，同時(shí)膨脹螺栓孔不應(yīng)破壞分縫處橡膠止水帶，在施工過(guò)程中，需要注意和橡膠止水帶錯(cuò)位。

3.2.5 二期混凝土施工

土工膜和混凝土連接完成后，再次對(duì)土工膜進(jìn)行認(rèn)真檢查，膨脹螺栓無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，全部緊固，并將鋼板、土工膜、橡皮壓緊在混凝土板上，確定無(wú)破損、空洞、撕裂等缺陷，通過(guò)檢查驗(yàn)收合格后，進(jìn)行二期混凝土的澆筑。

3.2.6 與岸坡及其他建筑物的連接

心墻土工膜與岸坡及其他建筑物的連接形式按設(shè)計(jì)圖紙要求施工，其錨固施工與壩基連接形式基本相似，其操作流程及工藝可參照與壩基連接施工工藝。

3.3 土工膜鋪設(shè)及填筑順序

土工膜和大壩齒槽混凝土錨固完成，二期混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%時(shí)，經(jīng)驗(yàn)收合格后，進(jìn)行保護(hù)層料的填筑施工，先將土工膜翻滾至下游側(cè)，在上游側(cè)填筑碾壓保護(hù)層料，人工清除表面可見(jiàn)較大石塊，同時(shí)修整邊坡，邊坡應(yīng)平整，拍打密實(shí)。現(xiàn)場(chǎng)施工再次確認(rèn)接觸面有無(wú)尖銳塊石，檢查合格后，將土工膜翻滾至上游側(cè)；填筑下游側(cè)的保護(hù)料，第一層填筑結(jié)束，詳見(jiàn)圖1。土工膜在翻滾時(shí)，需要多人將土工膜抬起翻滾，不能出現(xiàn)局部撕扯、強(qiáng)拉等等情況，在這個(gè)過(guò)程中，需專人指揮，使50 m長(zhǎng)的土工膜一次性翻越至另一邊。

土工膜、保護(hù)料和過(guò)渡料同時(shí)上升，填筑完成兩層保護(hù)層料和過(guò)渡料方可填筑一層堆石料，保護(hù)料和過(guò)渡料每層鋪設(shè)厚度為50 cm，堆石料每層鋪設(shè)厚度為100 cm，每一層保護(hù)和過(guò)渡料填筑完成后，同時(shí)進(jìn)行碾壓。每?jī)蓪颖Ｗo(hù)、過(guò)渡料和一層堆石料填筑完成后應(yīng)進(jìn)行騎縫碾壓。

3.4 復(fù)合土工膜的焊接

土工膜接頭為雙焊縫焊接，焊縫的寬度為1 cm，搭接長(zhǎng)度最少10 cm，焊縫間留有10 mm空腔，焊接適宜環(huán)境氣溫為5 ℃～35 ℃，氣溫若低于5 ℃，必須加熱搭接面。采用自動(dòng)調(diào)溫(調(diào)速)電熱楔式雙道塑料熱合機(jī)、熱熔擠壓焊接機(jī)作為主要焊接工具，局部修補(bǔ)用輔助工具采用塑料熱風(fēng)焊槍。

復(fù)合土工膜焊接完成后，連續(xù)填筑三層堆石料，且土工膜外露端頭不小于1 m時(shí)，開(kāi)始焊接土工膜，焊接前，將土工膜順長(zhǎng)邊卷成一圈，人工轉(zhuǎn)移到需要焊接的部位，將焊接處外面的土工膜清理干凈，進(jìn)行焊接。焊接完成后進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，如焊接質(zhì)量不合格，需進(jìn)行補(bǔ)焊或采用其他方式補(bǔ)救。焊接部位撕開(kāi)的“兩布”需采用手提式縫紉機(jī)縫合或使用焊槍電焊在一起，保護(hù)焊縫部位土工膜。

4 復(fù)合土工膜施工質(zhì)量控制

為保證土工膜的施工質(zhì)量，制定了嚴(yán)格的復(fù)合土工膜施工管理制度，由專人負(fù)責(zé)運(yùn)輸、存放、鋪設(shè)、拼接、檢測(cè)、缺陷修補(bǔ)、驗(yàn)收等每個(gè)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格執(zhí)行制度，確保施工質(zhì)量。

1)土工膜包裝運(yùn)輸。土工膜在廠家出廠包裝時(shí)，采用不漏水不透光的布包裝，并配專用的吊帶。不可用有釘子的木箱或容易對(duì)土工膜形成破壞的其他包裝材料包裝。運(yùn)輸由物流公司派專車運(yùn)輸，不得與其他貨物混裝。

2)工地存儲(chǔ)。工地存儲(chǔ)設(shè)有專用的存放倉(cāng)庫(kù)，倉(cāng)庫(kù)應(yīng)干燥，不得漏雨，土工膜存放不得被陽(yáng)光直曬，搬運(yùn)上壩時(shí)，不得破壞土工膜。

3)土工膜鋪設(shè)。土工膜鋪設(shè)前應(yīng)先按實(shí)測(cè)的錨固基礎(chǔ)縱斷面剪裁好第一層土工膜，剪裁的目的是使以上的接縫保持水平，錨固基礎(chǔ)混凝土應(yīng)清掃干凈，打磨平整，錨固線上不得有尖角和局部凸起。底層瀝青必須按設(shè)計(jì)涂刷，錨固膠片和鋼板須與基礎(chǔ)緊貼，不得架空。鋪設(shè)及檢測(cè)人員不得穿釘鞋，不得在場(chǎng)內(nèi)抽煙。土工膜鋪設(shè)應(yīng)松弛，不得拉扯過(guò)緊，應(yīng)對(duì)正，搭接應(yīng)對(duì)齊。盡量避免在酷熱天氣強(qiáng)陽(yáng)光下鋪設(shè)，未焊接膠接時(shí)應(yīng)壓沙袋，以免被風(fēng)吹動(dòng)，焊接膠接后把沙袋移到接縫上。

4)土工膜拼接。土工膜的焊接和膠接，由二期施工中經(jīng)過(guò)培訓(xùn)和實(shí)際操作過(guò)的技工及技術(shù)人員操作和自檢，完整記錄操作過(guò)程，載明每道接縫操作及自檢人員的姓名、所用設(shè)備及膠粘劑、天氣條件、日期、焊接溫度、爬行速度等。每班開(kāi)始前，操作員需先對(duì)小樣試焊接，檢驗(yàn)合格后才可實(shí)際操作壩上土工膜。自檢員需對(duì)接縫進(jìn)行100%無(wú)損檢測(cè)，對(duì)薄弱可疑部位有損檢測(cè)，有損檢測(cè)需經(jīng)工程師簽字同意，同時(shí)做好操作及檢測(cè)記錄。檢測(cè)不合格的應(yīng)告知工程師，以便采取補(bǔ)救措施。

5)報(bào)告制度。在土工膜施工全過(guò)程中，任何人員發(fā)現(xiàn)土工膜有損壞，都應(yīng)向當(dāng)班技術(shù)員或質(zhì)檢員報(bào)告，以便采取補(bǔ)救措施，不得隱瞞不報(bào)，對(duì)報(bào)告人員加以表?yè)P(yáng)或獎(jiǎng)勵(lì)。

5 結(jié)語(yǔ)

老撾色薩拉龍灌溉工程大壩在施工過(guò)程中嚴(yán)格按照復(fù)合土工膜施工技術(shù)要求，控制現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表明，復(fù)合土工膜各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，2014年該工程已通過(guò)竣工驗(yàn)收并開(kāi)始蓄水，大壩運(yùn)行安全穩(wěn)定，防滲效果良好。

[1] 劉彥利，張建生.復(fù)合土工膜心墻堆石壩應(yīng)力變形分析[J].甘肅水利水電技術(shù)，2015，51(1)：19-23.

[2] 賈知明，李 濤.復(fù)合土工膜防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工工藝探討[J].中國(guó)西部科技，2010，9(3):54-55.

[3] 楊建平，壽 偉，王鐵強(qiáng).淺論復(fù)合土工膜在南水北調(diào)工程中的應(yīng)用技術(shù)[J].南水北調(diào)與水利科技，2009，7(3):109-111.

Application of composite geo-membrane in Sesalalong irrigation project of Laos

Zhang Jiali Gao Meng

(CGGCInternationalLtd,Beijing100025,China)

Taking Sesalalong irrigation project of Laos as the background, the paper illustrates the construction method of composite geo membrane according to its anti-leakage principle and design technical standard, and explores the quality control measures including the packaging and transportation of the geo membrane, reserve, pavement and assembly, so as to have better anti-leakage effect.

composite geo membrane, anti-leakage, connection, quality

1009-6825(2015)28-0213-03

2015-07-26

張佳立(1984- )，男，碩士； 高 猛(1978- )，男，工程師

TV512

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