复合土工膜在汾河灌区渠道防渗中的应用

1工程概况汾河灌区经过50多年的运行使用，河源来水逐年减少，灌溉水利用率低下，一些建筑物老化、损坏严重，部分渠系及建筑物已将近报废，渠道防渗标准低，渠系水有效利用系数低（η=0.）。年，灌区续建配套与节水改造工程经原国家计委、水利部批准，列入国家重点大型灌区续建配套项目，工程主要内容是渠道防渗和配套建筑物。汾河灌区的渠道具有渠道长、断面变化大、基础条件不一等的特点，针对不同地段渠道不同的特点，运用了以下3种防渗改造形式：预制混凝土板加聚乙稀复合土工膜、现浇混凝土护坡加聚乙稀复合土工膜和浆砌石护坡加聚乙稀复合土工膜。其中，聚乙稀复合土工膜的施工是此次工程的质量控制点。2复合土工膜施工工艺原理土工膜是一种土工合成材料，具有较好的防渗效果。一般情况下，将土工膜铺设在需要进行防渗处理的坡面上，上面铺设砂垫层和混凝土，堤顶封顶层混凝土形成一个整体完全封闭的防渗体系。本工程设计土工膜直接铺在堤坡面上，上部铺10cm厚砂垫层，表层为10cm厚混凝土。3复合土工膜的性能指标复合土工膜中的防渗膜采用易于热焊接的聚乙烯（即PE）膜，膜厚0.16mm，土工布采用纯新涤纶针刺无纺布，每平方米重量不小于g。渠道复合土工膜采用规格为/0.16/的两布一膜，是国家经贸委公布重点土工合成材料生产企业，使用前委托山西省水利工程质量检测中心对产品的各项技术指标进行检测，各项指标均符合标准规定和设计要求。4复合土工膜施工工艺4.1基础处理开挖清除原表层树根、腐植土，并按设计尺寸削坡，对欠坡进行回填土夯实，使坡面平整、密实、光滑。达到设计平整度要求后，经监理工程师验收合格，为复合土工膜铺设提供工作面。将边坡上的草皮、树根等全部清除干净，然后按设计断面进行削坡，削坡时，必须彻底清除一切尖角硬物，以防伤损复合土工膜。对局部较松软的坡面和亏坡断面进行处理，做到坡面平整。回填夯实土方前，渠坡部位要先做成台阶状，分层夯实，夯实厚度20～30cm，超填宽度视渠道断面及回填方量，一般控制在20～50cm，确保削坡后建基面不出现虚方，干容重达到规范要求。同时，及时进行干容重检测，确保回填土碾压质量。4.2复合土工膜的铺设按渠道的断面结构不同分为：全铺式、半铺式、底铺式3种。全铺式为渠坡、渠底三面铺，渠坡铺膜高度在渠道正常水位以上；半铺式为一侧渠坡、渠底二面铺，一侧渠坡铺膜高度在渠道正常水位以上，另一侧渠坡不铺；底铺式为渠底一面铺，两侧渠坡不铺。复合土工膜在铺设时要求自渠道上游向下游，并且垂直于渠道轴线方向通幅铺设。铺膜基槽检验合格后，在基槽表面洒水湿润，以保证塑膜能紧密地贴在基床上。铺设时，将加工好的塑膜放在下游基槽内，再向上游拉展铺开，不要拉得太紧，要留有均匀的小折皱。也可将成卷的塑膜由渠道一岸经渠底向另一岸铺设。铺膜速度应和M10水泥砂浆保护层的施工速度相配合，做到同时进行。施工人员应穿胶底鞋或软底鞋，谨慎施工。施工过程应保证塑膜与基槽紧密平整吻合，膜下空气完全排出并及时粘补已铺膜层的破孔。4.3复合土工膜的拼接塑膜连接的处理方法有搭接法、焊接法和粘接法等，本工程采用粘接法和焊接法。年的工程采用焊接法，焊接前必须清除膜面上的砂子、泥土等脏物，保证膜面干净。如膜面潮湿，需用电吹风吹干膜面才能焊接。雨天需在棚内进行焊接。焊接前，在土工膜拼缝部位的底下垫一条长木板，以便焊机在平整的基面上行走，保证焊接质量。电熨斗的温度控制在℃～℃，根据经验电熨斗走过后的木板上垫的报纸应微微发黄为宜。每条接缝焊接完成，土工膜焊接检验合格后，即进行面层土工布的缝接。缝合面要求松紧适度，缝接平顺。1年以后的工程采用粘接法，大块塑膜施工，搭接吻合宽度一般为20cm，膜层要平整，层间要洁净，而且要上游一幅压下游一幅，并使缝口吻合紧密。4.4复合土工膜的锚固土工膜上部锚固采用在堤顶处嵌固足够长度土工膜，即土工膜直接埋入锚固沟，填土并夯实，混凝土封顶板。4.5垫层及混凝土护砌复合土工膜的上面均匀铺设3cm厚M10水泥砂浆保护层，找平拍实后铺设10cm厚混凝土预制块。土工膜、垫层和混凝土预制块铺设工序应紧密衔接，防止风吹及复合土工膜过长时间暴晒老化。塑膜护面所用的水泥采用硅酸盐水泥，标号R以上，上覆M10水泥砂浆，配合比为水泥∶砂=1∶4（重量比），厚度为3cm。边坡抹水泥砂浆时，为保证水泥砂浆保护层不致沿塑膜隔层整体下滑，要求水泥砂浆拌合后达到“手抓成团，放开不散，压实后表面出浆”。同时，在水泥砂浆保护层与渠底交接处开出一道深5cm的沟槽，水泥砂浆保护层伸入渠底，有利于水泥砂浆保护层抗滑稳定。5复合土工膜施工质量控制5.1原材料质量控制进场的复合土工膜必须有厂家提供的合格证书、性能及特性指标和使用说明书。土工膜外观上不允许有针眼、疵点和厚薄不均匀，土工布不允许有裂口、孔洞、裂纹或退化变质等材料。在运输过程中及运抵工地后应妥善保存，避免日晒，尽量减少装卸次数。5.2施工操作过程控制土工膜铺设前编好施工组织设计、说明铺设方法和技术措施，经监理批准后方使用。施工人员均应穿平底布鞋或软胶底鞋进行铺设，严禁穿钉鞋以防踩坏土工膜，做到随铺随压，土工膜铺设要与保护层铺设相协调。拼接中土工膜焊缝质量是拼接关键，施工中尤其要加强接缝检测，检测方法有目测法和现场检漏。目测法：复合土工膜焊接好后，观察有无漏接，接缝是否烫损，有无褶皱，搭接宽度是否满足设计要求等。现场检漏：采用充气法对全部焊缝进行检测，用粘胶和夹子将焊缝两端封死，插入气针，充气至～MPa，静观15min，观察气压计，如气压无下降，表明不漏，则焊缝合格，否则要进行及时修补或重新焊接。土工膜上下部锚固是重要的环节，严格按施工图纸并经监理验收后施工。5.3施工完质量检测施工完质量检测主要是抽样检测，施工每约m2取一组试件，做拉伸强度试验，要求强度不低于母材的80%，且试样断裂不得在接缝处，否则接缝质量不合格。现场抽取焊缝试样，作拉伸强度试验，经检测合格率%，焊缝质量合格。6结束语汾河灌区在续建配套与节水改造工程中，积极采用新材料、新技术、新工艺，科学地进行施工工艺改革以及严格的工程质量管理，经工程实践证明，采用复合土工膜解决渠道防渗问题是成功、可靠的，能有效地减少渠道渗、漏水，降低工程总投资，又缩短了施工工期，具有施工简单、经济、工效高、防渗效果好等特点，具有广阔的发展前景。