復(fù)合土工膜在灌區(qū)節(jié)水改造中的應(yīng)用

趙景紅

【摘要】復(fù)合土工膜作為一種渠道襯砌防滲材料， 以其防滲效果好、投資小、工藝便捷、能顯著延長(zhǎng)渠道使用壽命等諸多優(yōu)點(diǎn)，在灌區(qū)節(jié)水改造工程中得到了大量采用，受到廣泛好評(píng)。

【關(guān)鍵詞】復(fù)合土工膜；防滲；施工；應(yīng)用

近年來(lái)，隨著灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項(xiàng)目的持續(xù)推進(jìn)，石頭河灌區(qū)在渠道襯砌工程中廣泛應(yīng)用復(fù)合土工膜作為防滲材料，效果顯著?，F(xiàn)結(jié)合施工實(shí)踐，淺談土工膜在灌區(qū)節(jié)水改造工程中的應(yīng)用。

1、灌區(qū)渠道防滲現(xiàn)狀

石頭河水庫(kù)灌區(qū)渠系原設(shè)計(jì)均采用單一的砼或砌石等建筑材料，既適應(yīng)大比降、高流速的渠道要求，又有一定的防滲性能，起初滿足了灌溉的基本要求。但通過(guò)多年的運(yùn)行實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，其防滲效果和耐久性較差。后來(lái)，又采用了砼板下鋪設(shè)聚氯乙烯膜料，雖然起到了一定的防滲作用，但由于這種防滲形式必須在塑料膜上面鋪設(shè)2-3cm厚的灰土或低標(biāo)號(hào)水泥砂漿過(guò)渡層作為介質(zhì)保護(hù)薄膜不被破壞。而在實(shí)際施工中，渠道內(nèi)坡比一般在1：1-1：1.25之間，2-3cm厚的過(guò)渡層不易操作，且渠道行水時(shí)，在砌縫較多的渠道上，過(guò)渡層往往會(huì)被水流沖走或掏空，導(dǎo)致上部砼板整體破壞或表面凹凸不平。因此，其施工難度較大，施工質(zhì)量難以保證，工效較低。

近年來(lái)，隨著防滲膜料的發(fā)展，灌區(qū)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，采用了復(fù)合土工膜防滲，即一布一膜土工布。由于其抗拉強(qiáng)度較高，抗穿透能力和抗老化性能好，可不設(shè)過(guò)渡層。另外，土工布表面摩擦力大，防滑效果好，便于安砌或澆筑砼板。與塑料膜防滲相比，具有施工簡(jiǎn)單，質(zhì)量可靠，提高工效等優(yōu)點(diǎn)。目前，灌區(qū)除部分斗、分渠之外，干、支渠防滲工程大都采用這種板膜復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，即采用一布一膜土工布柔性材料做防滲層，其上再用C15砼剛性材料做為保護(hù)層，厚度一般8-10cm，此層主要起保護(hù)膜料不被外力破壞和防止其老化以延長(zhǎng)工程壽命的作用。兩種材料互相揚(yáng)長(zhǎng)避短，顯示了明顯的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能。

2、土工膜防滲技術(shù)應(yīng)用

土工膜作為一種新型防滲材料，其主要優(yōu)點(diǎn)有：①防滲效果好：其滲漏量是單純的砼防滲材料的1/6，是砌石材料的1/13，是不防滲土渠的1/21；②延長(zhǎng)了渠道工程的使用壽命。③投資省：與單純的砼防滲材料相比，投資大體相當(dāng)，采用砼作膜料防滲層的保護(hù)層時(shí)，其厚度可以由砼防滲時(shí)的10-14cm減薄至8-10cm，購(gòu)買土工布的投資雖較減薄砼節(jié)約的投資稍高，但其減輕了凍脹破壞，尚可減少維修費(fèi)和管理費(fèi)。④符合灌區(qū)實(shí)際情況：石頭河灌區(qū)防滲渠道多為舊渠道改建工程，普遍存在施工與行水時(shí)間的矛盾。采用了板膜復(fù)合結(jié)構(gòu)，渠底現(xiàn)澆，坡板可在灌溉行水期提前預(yù)制，在非灌溉期施工，既避免了施工與行水的矛盾，又可縮短工期，降低投資。

該工序包括剪裁、接縫、鋪設(shè)等幾項(xiàng)工作。經(jīng)理論計(jì)算，考慮到實(shí)際應(yīng)用的安全系數(shù)，石頭河灌區(qū)采用的復(fù)合土工膜規(guī)格為一布一膜，其中上面一層為100-150g/m2的土工布（根據(jù)渠道流量、斷面、水深等具體確定），其表面摩擦力大，防滑效果好，便于安砌或澆筑砼板。下面一層為不小于0.25mm厚的聚氯乙烯膜，是主要的防滲材料。

2.1 膜料剪裁。一般供應(yīng)商提供的都是成卷的大幅膜料，施工前應(yīng)根據(jù)鋪膜基槽斷面尺寸的大小及每段長(zhǎng)度剪裁?？v向鋪設(shè)時(shí)，首先按基槽的斷面尺寸計(jì)算所需膜料的幅數(shù)。橫向鋪設(shè)時(shí)，以鋪設(shè)基槽斷面的長(zhǎng)度為一幅。剪裁的長(zhǎng)度應(yīng)以其大塊膜料便于搬運(yùn)和鋪設(shè)為宜，一般為50米左右。

2.2 膜料拼接。膜料連接處理的方法一般有：①搭接：搭接寬度宜大于15cm；②縫紉后加防水涂料處理；③熱焊：宜于稍厚的無(wú)紡布基材，焊縫搭接寬度不小于10cm；④粘接：用與土工膜配套供應(yīng)的粘合劑在連接面上加壓即可。接縫時(shí)應(yīng)做到無(wú)塵土和水份，接縫長(zhǎng)度要大于10cm。

土工膜的接縫處理是一個(gè)關(guān)鍵工序，直接影響防滲效果。焊接前必須清掃焊接面，不得有油污、灰塵，且保證搭接面干燥。焊接過(guò)程中和焊后24小時(shí)內(nèi)，焊接面不得承受任何拉力，嚴(yán)禁膜錯(cuò)動(dòng)。拼接時(shí)，在同一斷面上，要將高處的膜搭接在低處的膜面上進(jìn)行焊接，沿渠道軸線方向上游的膜要壓在下游的膜上面。在坡面上進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)將一個(gè)單元的土工膜在平地上進(jìn)行焊接，質(zhì)量檢查合格后進(jìn)行整體鋪設(shè)，盡量減少在坡面上焊接，以免機(jī)器行走不均勻，燙傷土工膜。

石頭河水庫(kù)灌區(qū)近年來(lái)多采用機(jī)器焊接。焊接時(shí)的搭接寬度一般控制在15cm左右，采用雙焊縫焊接。焊縫寬度為2×10mm，搭接寬度為15cm。焊機(jī)溫度控制在300-350°之間，行走速度控制在1.5-2.5m/min，焊縫強(qiáng)度不低于母材的80%。對(duì)焊縫質(zhì)量的檢測(cè)采用目測(cè)法和現(xiàn)場(chǎng)檢漏法。目測(cè)觀察焊縫有無(wú)漏接、燙損、皺褶，拼接是否均勻?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)采用充氣法，將焊縫兩端封死，用氣針插入焊縫兩端空腔部位，若真空針?lè)€(wěn)定，則質(zhì)量合格，若氣針指針下降則焊縫質(zhì)量不合格。對(duì)質(zhì)量缺陷要及時(shí)修補(bǔ)。

2.3 土工膜鋪設(shè)與現(xiàn)場(chǎng)施工。土工膜鋪設(shè)在基槽檢驗(yàn)合格后進(jìn)行，鋪膜前在基槽表面灑水濕潤(rùn)，以保證膜料能緊密地貼在基床上?？v向鋪設(shè)時(shí)，將按設(shè)計(jì)尺寸加工的大幅膜料疊成“琴箱”式，使膜的幅寬與渠軸線方向垂直，橫向放在下游槽內(nèi)，再將一端與先鋪好的膜料或原建筑物在現(xiàn)場(chǎng)焊接，再向上游拉展鋪開，焊接長(zhǎng)度控制在30cm左右。橫向鋪設(shè)時(shí)，使膜的幅寬與渠軸線方向平行，由渠道一岸經(jīng)渠底向另一岸鋪設(shè)，幅與幅之間要預(yù)留足夠的搭接長(zhǎng)度，一般控制在15cm。

施工前首先要用料徑較小的砂土或粘土找平基面，然后再鋪設(shè)土工膜。鋪設(shè)按照先下游后上游、上游幅壓下游幅的順序，并使縫口吻合緊密，將膜下空氣完全排出。土工膜不要繃得太緊，兩端埋入土體部分呈波紋狀，最后在所鋪的土工膜上用砂漿鋪一層3cm左右過(guò)渡層?，F(xiàn)澆砼（或安砌砼預(yù)制塊）作為防沖保護(hù)層。土工膜的鋪設(shè)應(yīng)和砼鋪砌或澆筑的速度相配合，當(dāng)天鋪膜，當(dāng)天澆筑好砼板，以免膜料裸露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，受到溫度和天氣變化引起變形損壞。施工時(shí)，應(yīng)盡力避免石子直接砸在土工膜上，最好是邊鋪膜料邊進(jìn)行保護(hù)層的施工。復(fù)合土工膜與周邊結(jié)構(gòu)物連接應(yīng)采用膨脹螺栓和鋼板壓條錨固，連接部位要涂刷乳化瀝青（厚2mm）粘接，以防發(fā)生滲漏。坡肩和堤頂路沿結(jié)合處要預(yù)留相應(yīng)長(zhǎng)度的膜，一般控制在30cm，在鋪設(shè)過(guò)程中用編織袋裝土覆壓，應(yīng)邊鋪邊壓，以防膜布滑移或在風(fēng)力作用下，全部被張起而破壞。鋪設(shè)中間不應(yīng)有縱向連接縫，只有橫向連接縫。

施工時(shí)要嚴(yán)格注意以下事項(xiàng)：①鋪設(shè)必須在基槽驗(yàn)收合格后進(jìn)行，鋪面要平整、無(wú)雜草、無(wú)樹根、無(wú)積水。②土工膜與基礎(chǔ)或支持層間要壓平貼緊，坡肩預(yù)留錨固長(zhǎng)度符合規(guī)范要求，膜布鋪設(shè)保持松弛狀，以適應(yīng)變形。③鋪設(shè)期間要用沙袋或軟性重物壓住，直至保護(hù)層施工完止，當(dāng)天鋪設(shè)的土工膜要當(dāng)天全部拼接完。④鋪設(shè)過(guò)程中，作業(yè)人員不得穿帶訂的鞋或皮鞋，不準(zhǔn)直接在土工膜上放置堅(jiān)硬物體，不得用帶尖的器具做搬撬工具，嚴(yán)禁在土工膜上敲打砼塊體或石料等一切有損壞膜料的施工作業(yè)。⑤拼接時(shí)，要保證足夠的焊接寬度，防止發(fā)生漏焊、燙傷和皺褶。如發(fā)現(xiàn)缺陷要及時(shí)修補(bǔ)。⑥機(jī)械設(shè)備、車輛不得在土工膜上直接行駛或作業(yè)，防止土工膜損壞。

2.4 土工膜施工中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

2.4.1 根據(jù)多年實(shí)踐證明，防滲膜厚度不小于0.25mm，太薄可能產(chǎn)生氣孔，且易在施工中受損而降低防滲效果。

2.4.2 在土工膜鋪設(shè)施工中，特別要注意做到鋪設(shè)不宜過(guò)緊，不得打皺，拼接要牢固。

2.4.3 在土工膜鋪設(shè)拼接檢驗(yàn)合格后，需在土工膜上鋪設(shè)一層3CM厚的砂漿保護(hù)層，這時(shí)土工膜最易遭到人為損壞，在施工中要加強(qiáng)施工質(zhì)量的檢測(cè)和施工管理，嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范，把好準(zhǔn)備、鋪設(shè)、拼接、檢驗(yàn)和回填等五道質(zhì)量關(guān)。

3、結(jié)論

由于土工膜良好的防滲效果，且施工方便、工期短、成本低，目前在灌區(qū)節(jié)水改造項(xiàng)目建設(shè)中被大量采用，受到廣泛好評(píng)。