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      建筑工程中的防水防滲施工研究

      2015-11-23 13:22:14段磊王坤
      河南科技 2015年15期
      關鍵詞:土工膜保護層鋪設

      段磊王坤

      (河南省西華縣水利局,河南 周口 466600)

      防水防滲處理是水庫建設中的重要環(huán)節(jié)之一,常用的防水防滲處理措施有截水槽、灌漿帷幕、澆筑混凝土防滲墻、全庫盤土工膜防滲等,其中與混凝土、漿砌石等材料相比,土工膜作為一種基本不透水的材料,其防滲系數更小、便于施工,可大面積連續(xù)鋪設,在平原水庫建設工程中較為適用[1]。

      1 工程概況

      某水庫位于某縣縣城以北25km處,為一座灌注式水庫,總庫容980×104m3,最大蓄水面積為65.6×104m3,最大壩高21m,壩頂高程118m,長220m,寬4m。放水橋涵位于水庫西南岸,采用鋼筋混凝土結構,洞長78m,混凝土厚度30cm,閘孔斷面2m×2m。主壩壩體坐落于弱風化巖上,為一段“U”型沖溝,溝底為含礫中砂層,約5m厚,密實度小,經水浸后易發(fā)生液化。其余部位為第四系Q1-2al+pl的砂卵礫石層,密實,穩(wěn)定透水。庫區(qū)周邊無不良地質構造,中部低凹處有分布不均勻的沖擊積粉質壤土,其余為含礫粗砂和砂礫石,庫區(qū)下部有膠結性差且不連續(xù)的半膠結砂卵石層。從該水庫基本地質情況來看,水庫防滲處理中的主要問題為庫區(qū)和壩基滲漏[2]。

      2 施工方案

      根據本水庫地質情況,考慮施工條件、施工技術等因素,最終確定選擇使用土工膜全庫盤防滲技術,在包括的東、南、北岸、主副壩及庫盤等整個庫區(qū)鋪設土土工膜,垂直防滲選擇土工膜斜墻防滲,水平防滲通鋪設土工膜形成水平鋪蓋。

      2.1 土工膜材質與類型選擇

      在土工膜全庫盤施工中,首先需要確定所使用土工膜的材質,土工膜的材質主要有聚乙烯和聚氯乙烯,前者含有炭黑等摻合料,適用于寒冷地區(qū),后者延伸率更高,適用于穿透性植物叢生地區(qū),由于本工程位于遼寧省,屬于寒冷地區(qū),且根據其地質條件,最終確定選擇聚乙烯材料的土工膜。

      2.2 土工膜厚度選擇

      實際工程中,在水壓力作用下,土工膜被向墊層擠壓,可能發(fā)生頂破或被穿刺,形成滲漏通道,因此施工方案設計中還需要考慮到土工膜的厚度,一般在進行土工膜厚度選擇時,主要考慮到的其受力情況、所接觸顆粒的孔隙,按照經驗公式,計算出薄膜實際張應力,與安全系數相乘,若該數值不大于所選土工膜的極限抗拉強度,則確定合適。本工程中經計算,確定膜厚為0.5mm。

      據以上分析,最終確定本水庫工程施工方案為:上游、下游邊坡比分別取1:3.0、1:2.0;清除主壩壩基含礫中砂和副壩壩基含鹽表層,使用質量優(yōu)良的砂礫石回填;采用厚0.5mm的聚乙烯復合土工膜對壩體進行防滲處理。上游坡防滲結構自下而上為:中細砂層(20cm)—中細砂層、復合土工膜層(20cm)—砂礫石過渡層(30cm)、干砌卵石護坡層(25cm),壩體土工膜上下層示意圖見圖1。

      圖1 壩體土工膜上下層示意圖

      使用聚乙烯光膜對庫盤進行防滲處理,厚0.5mm,同時在土工膜上、下鋪設保護層和過渡層,以預防陽光、水浪、人為等因素對土工膜的損壞。

      3 施工技術

      水庫建設中,土工膜全庫盤防滲施工工序一般為:基底清理與施工→土工膜鋪設→壓膜定型→焊接接縫→土工膜施工驗收→保護層施工。

      3.1 基底清理與施工

      在土工膜施工前,先進行基底清理、平整,以防止基底植物、雜物等穿透土工膜,造成損壞;根據本工程施工方案,壩基采用換填方法,根據基底情況,挖出基底原有土層后,換填砂礫石并夯實,保持施工面的平整;庫盤不需換填,使用推土機推平后,碾壓密實,并進行取樣實驗,確保其相對密度滿足要求后,進行土工膜鋪設工序。由于本工程土工膜下方設有保護層,在土工膜施工前,利用機械鋪設下方保護層材料,進行碾軋夯實、平整[3]。

      3.2 土工膜接縫

      根據土工膜施工要求,采用自頂部至坡腳緩慢滾放鋪設的方法,沿垂直中軸線鋪開土工膜后,人工找正、搭齊,為避免應力集中,方便拼接,預留2%富裕度;確保鋪設的土工膜與施工面吻合平整后進行接縫焊接施工。復合土工膜接縫處理時,先分離邊緣膜和土工布,按照“底層布—膜—上層布”的順序依次進行接縫焊接。

      使用專用的土工膜焊接機進行接縫焊接,在焊接施工前,先進行焊接試驗,確定施焊溫度和行走速度,一般溫度為180~220℃,行走速度為1.5~2.0m/s;確定焊接施工方法后,進行焊接施工,為保證焊接牢固,需兩條焊縫,按照寬10mm、間隔12mm的方式焊接,每道焊縫完成后,均進行質量檢查,確保焊接質量合格,滿足要求后,方可進行下一道焊縫的施工;每道焊縫焊接過程中,應盡可能一次完成,減少的漏焊、虛焊,以提高施工質量。

      3.3 保護層施工

      由于人工施工工期長,大面積土工膜保護層施工中可采用機械施工,而因機械施工易對土工膜造成破壞,施工前需先進行施工試驗,在施工處隨意選擇一處,夯實、平整處理后,鋪設土工膜,使用機械將施工選用的保護層材料一次傾倒在其上,并進行推平、振動、夯實后,取出土工膜,進行損傷檢驗,若滿足要求,則可進行機械施工。本工程施工中,經試驗,可滿足機械施工條件,故選擇機械施工。土工膜施工工序完成后,盡快進行保護層鋪設,以防膜光氧老化,利用機械傾倒保護層材料后,進行推平夯實,至保護層達到施工設計要求厚度,進行質量驗收,合格后完成施工。

      4 結論

      本水庫建設中采用土工膜全庫盤防滲技術,其保護層對料場的要求低,且不可預見因素少,易控制工程造價,且土工膜與水庫其他建筑物聯(lián)結方式單一,施工較為簡單,對施工機械設備和施工人員的要求相對較低,工期更短,可較好地保證施工質量,提高投資效益。

      [1]黃維.淺析水利建筑工程中的防滲施工技術[J].江西建材,2014(23):119.

      [2]韓立杰.論述水利工程防滲處理施工技術應用[J].科技與企業(yè),2013(20):226-226.

      [3]趙彥晨.淺析水利工程中的防滲施工技術[J].中國建筑金屬結構,2013(24):72-75.

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