临泽县大沙河分洪滞洪工程距县城 lOkm,水库海拔1499m~1510m,水库总库容6O万 m。坝前水位为4m,最深处为6m,水库属小 (II)型工程 ,水库主要由引水枢纽 、引水渠 、水库大坝 、腰坝输水 洞等组成 ,是一座以分洪 、灌溉为主要职能的半挖半垫型水库 。经地质勘察 ,所在地土壤为祁连山砂砾土壤 ,土层渗透性较强 ,修建水库必须解决库底及大坝 防渗问题 。由于用钢筋混凝土作刚性防渗造价高 、工期长 ,因此采用复合土工膜 作柔性防渗处理 。
一、 土工膜概况及防渗设计方案的选择
复合土工膜是由土工织物 、高分子 材料等两种以上的材料复合而成的土工合成材料 。它以土工织物 为导水层 ,以高分子材料 为防渗层 ,经压延 、热熔涂 敷而成 ,复合土工膜产品结构为一布一膜 、二布 一膜 、二膜一布等 ,膜在产品中起到防水防渗作用 ,
布在产 品中起保护作用 。
土工膜大多是泡在水中或铺于湿度很大 的土中,在性能方面主要考虑要有良好的机械物 理性能 ,包括单位面积 质量 、厚度 、比重、挠 曲性等 。单位面积质量是衡量土工膜 性能的一个基本指标 ,影响其它很 多指标 ;厚度是在 承受一定压 力下测试 的,厚度影 响抗拉强度 、接合强度、抗撕裂强度 、顶破强度 、刺破强度等性 能;比重 的大小决定土工膜单位重量下 体积 的大小和在水中的沉浮情况 ;土工膜还 具有 良好 的抗水解 性能和湿态机械性能。
土工膜 与窄幅 的防水材 料相 比,幅 宽可达 9m,厂家可 根据工程要 求调整 宽窄,减少 了接缝 ,同时也减 少了因接缝处理不 当而造成 的隐患;市场价格低 ,施 工工序简 单,节省劳 力,同时也缩短了工期,可谓一举多得。使用复合土工膜与传统的布、膜分离使用相 比,提 高了使用效 果,更加 节省 了工程 时间 ,降低了工程费用,综合效益更明显。土工膜还有抗老化性能好,耐水压、耐腐蚀、强度 高、耐磨损、耐低温 、无毒性、平面排水 功能好,防渗作 用优 良,以及独特 的保温 、保湿、防霜 、防冻作用等优点 。本工程设计库底在膜上膜下各铺筑 lOom中细砂做保护层,大坝 坝顶以下 0.5m处挖 1.5m宽 、0.5m深 的防滑 槽 ,坝面全 部铺设土工膜 ,形成封 闭的不透水 防渗结构体 最后在复合土工膜保护层上铺筑 60cm碎石 垫层 、坝面砌筑 30cm块石 。通过多方案经济 、技术比较 ,结合本工程 的坝体材料与施工条件等实 际情 况和类似工程 的处理经验 ,采用复合土工膜作库底 、坝坡 防渗 处理 。
二、复合土"rm防渗材料应用钓质量控棚采用 复合土工膜技 术在施工前应 进行进场原 材料质 量 控制、施工操作过程控制、施工完成后质量检测。
㈠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,否则不 能用于工程 施工。本工程采用两布一膜复合土工膜 ,复合土工膜的连接分 2个程序 进行 ,即下 、上层无纺织布 的缝接 ,中层 PE膜 的连接 。无纺织布 的缝接用 手提缝 纫机 、尼龙 线进行 双道缝 接 ,搭 接 宽度10cm;PE膜 采用焊 接工艺连 接 ,焊接工具采 用自动调温 (调速)电热模式双道 塑料热合机 。拼接包括土工布 的缝接 、土工膜的焊接 ,为 了确保焊接质量 ,方便在施工现场 拼接,复合土工膜 幅宽又不应太宽。
㈢施 工操作 过程控 制复合土工膜在铺设 前应 根据 现场条件编制好施工组织设计 ,说 明铺 设方法和技术措施 ,在铺设前3d交监理工程 师审查 、批准后方可进行复合土工膜施工 ,做 到随铺随用砂覆盖,避 免土工膜裸 露时间过长,影响土工膜 质量 。复合土工膜铺设要与保 护层铺设相协调 。拼接 中复合土工膜焊接质量是拼接的关键,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法。目测法是在复合土工膜焊接 好后,观察有无漏接,接缝是否烫损,有无褶皱 ,是否拼接均匀等。现场检漏采用充水法,焊缝为双条 ,两条之间留有 约 lOmm的空腔 ,将待测段一 端封死 ,另一端插入水 针,充 水至 0.05MPa~O.20MPa,如无水从孔腔漏出,表明焊缝合格,否则要查找原因及时修补。补疤每边应超过破损部位 lOcm~2Ocm。要严格按施工图纸并经监理验收后方可施工 。
㈢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 lO00m2取一试件做拉伸强度实验,要求强度 不低于母材的 8O%,且试样断裂不得在接缝 处,否则接缝质量不合格。本 工程现场 抽取焊接试样并做拉伸 强度 实验 ,合格 率 100%,焊接质量 合格
三、复合土工囊施工方法
本工 程复合 土工 膜铺设 分坝坡 、截水 槽 、延伸库 区平 铺200m三部分。坝坡面铺设复合土工膜有两种方法: 种是顺坝轴线方向铺设 (顺铺):另一种是垂直坝轴线方向铺 设 (横铺)。本工程采用顺 坝轴线方 向铺 设 (顺铺 ),并在坝坡面坡 脚处设有 截水槽 ,截水槽结 构尺寸底宽 1.5m、深 1.35m。
㈠施 工前准备 工作 本 工程所用 复合 土工膜 为两 布一膜PE复合土工膜 ,使用前委托甘肃省水利科 学研 究院对产 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 。土工膜铺 设是 一项细致工作,铺设前应对相关人员进行复合土工膜铺设的培训,并设专职质检 员、记录员 ,要 求劳务人员在膜面上一律 穿布鞋 、胶 鞋 ,禁止穿硬底皮 鞋及带钉的鞋 ,禁止火种带入施工现场 。复合土工膜铺设前先对坝坡土方进行精刷修正 ,铺筑 lOam中细砂保护层,坝面平整度、压实度均达到设计要求并经监理工程师验收合格后方可进行复合土工膜的铺设。为了施工方便,保证拼接质量,复合土工膜应尽量采用 宽幅 ,减少现场拼接量。施工前应根据复合土工膜幅宽、现场长度需要,在单位内剪裁,并拼接成符合设计要求尺寸的块体,卷在钢管上 ,人工搬运 到工作面铺设 。本工程采用 4.5mX60m幅宽土工膜对坝体进行防渗铺设。
㈢复合土工膜的铺设先将拼接好的土工膜用人工搬运到坝坡面上 ,沿坝轴线垂直方 向滚铺 。复合土工膜 的铺设技术要求是:铺设土工膜应在干燥和气温较高环境条件下进行;为了便于拼接和防止应力集中,复合土工膜铺设采用波浪形松驰方式 ,并留有一定 的富余度 ,摊开后及 时拉 平、拉 开,要求复合土工膜 与坡面吻合平整,无突起褶皱。在抗槽与截水槽处尽量使得土工膜有一定的富余量,为了防止土工膜下滑,同时在抗滑槽、截水槽处用砂土将土工膜压紧,并将延伸库区 200m的土工膜卷好放置在坝坡角截水槽 出口平 台,用包皮将 土工膜包好并覆盖一定量 的细砂 ,以免阳光曝晒降低 土工膜质量性能 。施工时如发现土工膜破损 ,应及 时进行修补 ,保证土工膜铺设 防渗效果 。
㈢复合土工膜的拼接 本工程对两布 一膜 复合土工膜采用热熔焊法施工,拼接包括土工膜的缝接、土工膜的焊接,为了确保焊接质量 ,焊接应尽量 由厂家选 派专 业技 术人员到施工现场进行拼接操作 、指导、培训 。本工程土工膜焊接采 用专用焊接设备 、缝包机 、专用缝合线等进行施工。复合土 工膜焊 接质量 的好坏 是复合 土工膜 防渗性 能 的关
键 ,因此务 必做好土工膜 的焊接 ,确保焊接质量 。焊接前应将膜面上的砂子、泥土等赃物清理干净 。为保证焊接质量 ,在焊接部位底部垫一条长木板,以便焊机在平整的基面上行走。正式焊接前 ,根据气温进行试焊 ,确保行走速度和施焊温度 。拼接焊缝两
条,每条宽 lOmm,两条焊缝间距留有 lOmm空腔,用此空腔检查其焊缝质量 。
四、结语
临泽县大沙河三期分洪滞洪蓄水区在施工过程中严格按复合土工膜施 工技术要求 ,严格现场焊接的质量控制,且经过室内试验结果表 明,复合土工膜各项性能指标均 能满足 设计要求,质量得到保证,经 6月 22日的蓄水运行,没有出现库坝下沉,坝后无水溢出点。防渗效果较好,对于水库的防渗处理具有较好 的经济效益和参考价值 。