论文部分内容阅读
【摘 要】复合土工膜在水库的整个除险加固设计方案中起着极为重要的作用。因此在施工过程中一定要严格按照相关施工工序进行施工以确保施工质量。本文主要论述了复合土工膜在水库土坝防渗处理中的应用，采用复合土工膜斜墙防渗处理，防渗效果良好，具有推广价值。
【关键词】复合土工膜；水库；除险加固
1.水库概况
水库总库容400万m3，兴利库容368万m3，是一座以农业灌溉为主，兼有防洪、旅游、水产养殖等功能的综合水库。水库于1958年建成，主坝为均质土坝。水库主坝长1140m，坝顶宽度3.0～4.0m，坝顶高程为1495.00m，正常蓄水位1491.30m，坝底高程为1487.55～1488.80m，大坝内坡比1：3～1：4.5，马道高程1493.00m，宽1.5m，后坝坡坡比1：2。受当时建设环境及客观条件限制，坝前库底没有铺盖防渗，施工中未对水库坝基进行防渗处理，坝体夯填不密实，坝后也未做排水体，防渗效果较差，坝后常年渗流，高水位时曾出现管涌。
2.复合土工膜施工准备
（1）复合土工膜材料质量检测。本工程所用复合土工膜为两布一膜和一布一膜针刺复合土工膜，使用前委托甘肃省水利科学研究院实验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。
（2）复合土工膜具有一定的抗顶破、抗刺破能力，但在水头较大时，常被膜下尖砾、树根顶破。水库在防渗施工中，开挖清除原坝表层干砌石及砾石垫层至粘土层，并按设计尺寸削坡挖平和欠坡回填夯实，找平并洒水穷实，使夯填土干容重不小于1.65t/m3。人工开挖防滑槽，剔除其表面的石子、树根等坚硬尖状物，并喷洒除草剂等药水，整理后的坡面应平整、密实、光滑，以防复合土工膜被刺破。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。
（3）土工膜场内拼接。为了施工方便，保证拼接质量，复合土工膜应尽量采用宽幅，减少坝坡现场拼接量，施工前应根据复合土工膜幅宽、现场长度需要，在库内专用场地剪裁，并拼接成符合要求尺寸的块体，卷在钢管上，人工搬运到工作面铺设。
3.复合土工膜的铺设
3.1复合土工膜的铺设方法
复合土工膜铺设分库底铺设、坡面铺设两个部分。铺设方法：复合土工膜的铺设要求在平地先将4m窄幅拼接焊成20m宽幅，然后在坡面自上而下，垂直于坝轴线方向通幅铺设。坡面铺设在坡面验收合格后，从堤顶向堤脚沿垂直于堤轴线方向缓慢展铺到坡脚齿槽外顶处与库底土工膜丁字形相接。库底铺设在库底开挖验收合格后，从齿槽外顶向库内沿垂直于堤脚轴线方向缓慢展铺到库内25m处。
3.2复合土工膜的铺设技术要求
铺设应在干燥暖和天气进行，为了便于拼接，防止应力集中，复合土工膜铺设采用波浪形松驰方式，富余度约为1.5%，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，施工人员应穿平底布鞋或软胶鞋，严禁穿钉鞋，以免踩坏土工膜，施工时如发现土工膜损坏，应及时修补。
4.复合土工膜的拼接
（1）本工程采用两布一膜和一布一膜复合土工膜，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，焊接应尽量在厂内进行，但为了施工方便，复合土工膜幅宽又不应太宽，必须在施工现场拼接。
（2）复合土工膜焊接质量的好坏是复合土工膜防渗性能成败的关键，所以务必做好土工膜的焊接，确保焊接质量，因此，土工膜焊接应由生产厂家派专业技术人员到现场操作，指导，培训，采用土工膜专用焊接设备进行。本工程土工膜焊接采用ZPR—210V型热合土工膜焊接机，土工布采用手提式封包机缝接。
（3）焊接工艺：第一幅土工膜铺好后，将需焊接的边翻叠（约60cm宽），第二幅反向铺在第一幅膜上，调整两幅膜焊接边缘走向，使之搭接10cm。
（4）焊接全部在现场进行，要求天气晴好，风力3级以下，严禁在雨天、高温和严寒天气下施工，焊接基底表面应干燥，焊接前用电吹风吹去膜面上的砂子、泥土等脏物，再用干净毛巾擦净，保证膜面干净，在焊接部分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，正式焊接前，应先根据施工气温、PE膜厚度，利用相同材质的PE膜进行试焊，施焊温度为220～300℃，掌握好的焊接机温度及行走速度，确定好施工工艺参数，再进行正式施工，焊缝应透明、平整、顺直、连续。拼接焊缝两条，每条宽10mm，两条焊缝间留有10mm的空腔，用此空腔检查其焊缝质量。
5.复合土工膜的锚固
复合土工膜的锚固分上部与坝顶的锚固，库底与防渗铺盖的锚固，复合土工膜上部锚固采用在坝顶路缘石基础底部嵌固足够长度复合土工膜，其结构形式为口宽0.3㎝×深0.3㎝的三角槽，在槽内夯填土。复合土工膜库底与防渗铺盖的锚固，坝脚25m外沿轴线方向挖口宽3.0m×深1.5m的一条沟槽，铺设复合土工膜时将复合土工膜紧贴在沟内侧，在沟槽内夯填土。
复合土工膜焊接完并经质量验收合格后，及时在膜上面均匀铺设20cm砂砾石垫层，找平拍实后砌筑干砌石30cm，以防止其在紫外线照射下易老化和其它因素引起的破坏。
6.复合土工膜施工质量控制
复合土工膜的铺设，是该工程施工的关键。施工质量控制包括材料采购、进场原材料质量控制、施工操作过程控制、施工完质量检测。
6.1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。复合土工膜进场后，随机抽取復合土工膜对其性能指标委托甘肃省水利科学研究院实验中心进行复测，复测结果全部合格。
6.2施工操作过程控制
复合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，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：（1）目测法；（2）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，是否拼接均匀等。现场检漏有两种：①充气法：焊缝为双条，两条之间留有约10mm的空腔，将待测段两端封死，插入气针，充气至0.05MPa～0.20MPa，静观0.5min，观察真空表，如气压无下降，表明不漏，焊缝合格，否则要查找原因及时修补。②充水法：焊缝为双条，两条之间留有约10mm的空腔，将待测段一端封死，另一端插入水针，充水至0.05MPa～0.20MPa，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。充水法较充气法有以下优点：①直观性好，便于及时发现问题；②设备简便，操作简单，在现场便随时随地检查和抽查。鉴于以上优点，该工程采用充水法检查焊缝质量，自检合格后提交监理单位、质检部门及甲方联合抽样检查，实行逐段认证签证，对于虚焊、漏焊的接缝应及时进行补焊，并对补焊部位进行充水检测，直至验收合格后，才可以进行下道工序。
7.结语
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。而且该工程经过半年的运行，干砌石护面平整，没有出现护面下滑、堆石。坝后无水溢出点，防渗效果较好，对于中小型病险水库的除险加固，具有较大的经济效益和很好的推广使用价值。
【参考文献】
[1]邢喜梅.复合土工膜在水库除险加固工程中的应用研究[J].水利技术监督，2013（09）.
[2]张宽义.复合土工膜在水库除险加固中的防渗应用[J].北京农业，2014（01）.
【关键词】复合土工膜；水库；除险加固
1.水库概况
水库总库容400万m3，兴利库容368万m3，是一座以农业灌溉为主，兼有防洪、旅游、水产养殖等功能的综合水库。水库于1958年建成，主坝为均质土坝。水库主坝长1140m，坝顶宽度3.0～4.0m，坝顶高程为1495.00m，正常蓄水位1491.30m，坝底高程为1487.55～1488.80m，大坝内坡比1：3～1：4.5，马道高程1493.00m，宽1.5m，后坝坡坡比1：2。受当时建设环境及客观条件限制，坝前库底没有铺盖防渗，施工中未对水库坝基进行防渗处理，坝体夯填不密实，坝后也未做排水体，防渗效果较差，坝后常年渗流，高水位时曾出现管涌。
2.复合土工膜施工准备
（1）复合土工膜材料质量检测。本工程所用复合土工膜为两布一膜和一布一膜针刺复合土工膜，使用前委托甘肃省水利科学研究院实验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。
（2）复合土工膜具有一定的抗顶破、抗刺破能力，但在水头较大时，常被膜下尖砾、树根顶破。水库在防渗施工中，开挖清除原坝表层干砌石及砾石垫层至粘土层，并按设计尺寸削坡挖平和欠坡回填夯实，找平并洒水穷实，使夯填土干容重不小于1.65t/m3。人工开挖防滑槽，剔除其表面的石子、树根等坚硬尖状物，并喷洒除草剂等药水，整理后的坡面应平整、密实、光滑，以防复合土工膜被刺破。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。
（3）土工膜场内拼接。为了施工方便，保证拼接质量，复合土工膜应尽量采用宽幅，减少坝坡现场拼接量，施工前应根据复合土工膜幅宽、现场长度需要，在库内专用场地剪裁，并拼接成符合要求尺寸的块体，卷在钢管上，人工搬运到工作面铺设。
3.复合土工膜的铺设
3.1复合土工膜的铺设方法
复合土工膜铺设分库底铺设、坡面铺设两个部分。铺设方法：复合土工膜的铺设要求在平地先将4m窄幅拼接焊成20m宽幅，然后在坡面自上而下，垂直于坝轴线方向通幅铺设。坡面铺设在坡面验收合格后，从堤顶向堤脚沿垂直于堤轴线方向缓慢展铺到坡脚齿槽外顶处与库底土工膜丁字形相接。库底铺设在库底开挖验收合格后，从齿槽外顶向库内沿垂直于堤脚轴线方向缓慢展铺到库内25m处。
3.2复合土工膜的铺设技术要求
铺设应在干燥暖和天气进行，为了便于拼接，防止应力集中，复合土工膜铺设采用波浪形松驰方式，富余度约为1.5%，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，施工人员应穿平底布鞋或软胶鞋，严禁穿钉鞋，以免踩坏土工膜，施工时如发现土工膜损坏，应及时修补。
4.复合土工膜的拼接
（1）本工程采用两布一膜和一布一膜复合土工膜，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，焊接应尽量在厂内进行，但为了施工方便，复合土工膜幅宽又不应太宽，必须在施工现场拼接。
（2）复合土工膜焊接质量的好坏是复合土工膜防渗性能成败的关键，所以务必做好土工膜的焊接，确保焊接质量，因此，土工膜焊接应由生产厂家派专业技术人员到现场操作，指导，培训，采用土工膜专用焊接设备进行。本工程土工膜焊接采用ZPR—210V型热合土工膜焊接机，土工布采用手提式封包机缝接。
（3）焊接工艺：第一幅土工膜铺好后，将需焊接的边翻叠（约60cm宽），第二幅反向铺在第一幅膜上，调整两幅膜焊接边缘走向，使之搭接10cm。
（4）焊接全部在现场进行，要求天气晴好，风力3级以下，严禁在雨天、高温和严寒天气下施工，焊接基底表面应干燥，焊接前用电吹风吹去膜面上的砂子、泥土等脏物，再用干净毛巾擦净，保证膜面干净，在焊接部分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，正式焊接前，应先根据施工气温、PE膜厚度，利用相同材质的PE膜进行试焊，施焊温度为220～300℃，掌握好的焊接机温度及行走速度，确定好施工工艺参数，再进行正式施工，焊缝应透明、平整、顺直、连续。拼接焊缝两条，每条宽10mm，两条焊缝间留有10mm的空腔，用此空腔检查其焊缝质量。
5.复合土工膜的锚固
复合土工膜的锚固分上部与坝顶的锚固，库底与防渗铺盖的锚固，复合土工膜上部锚固采用在坝顶路缘石基础底部嵌固足够长度复合土工膜，其结构形式为口宽0.3㎝×深0.3㎝的三角槽，在槽内夯填土。复合土工膜库底与防渗铺盖的锚固，坝脚25m外沿轴线方向挖口宽3.0m×深1.5m的一条沟槽，铺设复合土工膜时将复合土工膜紧贴在沟内侧，在沟槽内夯填土。
复合土工膜焊接完并经质量验收合格后，及时在膜上面均匀铺设20cm砂砾石垫层，找平拍实后砌筑干砌石30cm，以防止其在紫外线照射下易老化和其它因素引起的破坏。
6.复合土工膜施工质量控制
复合土工膜的铺设，是该工程施工的关键。施工质量控制包括材料采购、进场原材料质量控制、施工操作过程控制、施工完质量检测。
6.1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。复合土工膜进场后，随机抽取復合土工膜对其性能指标委托甘肃省水利科学研究院实验中心进行复测，复测结果全部合格。
6.2施工操作过程控制
复合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，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：（1）目测法；（2）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，是否拼接均匀等。现场检漏有两种：①充气法：焊缝为双条，两条之间留有约10mm的空腔，将待测段两端封死，插入气针，充气至0.05MPa～0.20MPa，静观0.5min，观察真空表，如气压无下降，表明不漏，焊缝合格，否则要查找原因及时修补。②充水法：焊缝为双条，两条之间留有约10mm的空腔，将待测段一端封死，另一端插入水针，充水至0.05MPa～0.20MPa，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。充水法较充气法有以下优点：①直观性好，便于及时发现问题；②设备简便，操作简单，在现场便随时随地检查和抽查。鉴于以上优点，该工程采用充水法检查焊缝质量，自检合格后提交监理单位、质检部门及甲方联合抽样检查，实行逐段认证签证，对于虚焊、漏焊的接缝应及时进行补焊，并对补焊部位进行充水检测，直至验收合格后，才可以进行下道工序。
7.结语
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。而且该工程经过半年的运行，干砌石护面平整，没有出现护面下滑、堆石。坝后无水溢出点，防渗效果较好，对于中小型病险水库的除险加固，具有较大的经济效益和很好的推广使用价值。
【参考文献】
[1]邢喜梅.复合土工膜在水库除险加固工程中的应用研究[J].水利技术监督，2013（09）.
[2]张宽义.复合土工膜在水库除险加固中的防渗应用[J].北京农业，2014（01）.