论垂直铺塑施工技术在水工建筑中的应用

摘 要：目前,国内现有的防渗措施较多,如灌浆、深层搅拌桩和造槽等方法建造地下防渗墙，这些措施在一些水利工程中得以应用,但是工程投资较高。而垂直铺塑防渗技术将塑料薄膜这一廉价的新型材料引入垂直防渗水利工程中,以期达到降低工程造价、满足防渗要求的目的。

关键词：垂直铺塑料施工技术；水工建筑；应用

中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：

施工中开槽机具通常有链条式、往复式开槽机、往复式开槽机又可分为刮板式及锯齿式等。铺塑材料常用聚乙烯防渗膜（常称PE膜），重要的少数工程中也可用复合土工膜（两布一膜）。垂直铺塑防渗工程施工，开槽机连续稳定、施工速度快、防渗效果好、适用条件广泛、成本低，与常用的砼板墙、高压喷射构筑板墙、深层搅拌墙等技术相比较，是最经济的一种施工工艺。

一垂直铺塑工艺技术

1.1、工艺特点

利用装备水力冲割和刀具破碎土体的专用机械，在坝基、坝体中顺坝轴线方向形成一条连续的宽18~30 mm厚的塑膜铺置，最后回填松散干净的粉质壤土而完成作业，这样作用塑膜极低的渗透性（渗透系数为K=1×10-11~1×10-15cm/s）形成防渗体系，阻止坝基、坝体的渗流以确保渗透稳定，防止库区周边次生碱渍化。

1.2、造槽机械

在工程实践中，根据土质地质条件及施工条件的不同，目前创造发明两种造槽机。两种机械的共同特点都是泥浆固槽壁、都是开槽与铺塑同步作业；不同的是切割地层的机具不同，一种叫往复式水冲锯割铺塑机，另一种是链条式循环刮刀铺塑机。

（1）往复锯刀铺塑机：由开槽机臂往复运动，使用液压剪切割损伤土槽，通过联动滚塑胶铺装，机械使用的淤泥，粉质壤土，效率高，施工速度快。在粘性土层中，塑胶铺装深度一般在1000万，使通道宽度18 ~ 30厘米，机械功率约为90 ~ 120 kW。

（2）链条循环刮刀式铺塑机：链循环运动由几排刀片切削土槽，专制的泥壁，槽宽度为30厘米，通过联动装置塑料。最大摊铺厚度在1500万，适用于较大的石头和树根不包含任何土壤，但槽口移动土方量大，人工劳动强度大，机械功率约为120 KW超。

1.3垂直铺塑基本工艺流程

垂直铺塑基本工艺流程可分为3个阶段:①铺塑机开沟槽;②垂直铺塑;③沟槽回填。该工法由于施工方法简单易操作，经济实用且保证工期而受到工程界的青睐，越来越多地被应用于堤坝防渗工程，收到了明显的经济效益和社会效益。垂直铺塑应用于各种水利工程的堤坝防渗,与其他方法诸如高压旋喷、深层搅拌、静压注浆防渗等技术相比，具有技术特点独特、经济效益明显等优点，从而使该工法在工程防渗领域得到更加广泛地应用。

二应用范围垂直铺塑开槽设备

2.1目前国内通常使用的可分为两种:①往复式开槽机;②链条式开槽机。由于受施工设备本身条件的制约，垂直铺塑技术的应用受到一定的限制，一般适用于如下地层:粉质土(包括粉粘土、粉质砂土)、可塑——软塑状态的粘性土地层。对砂层厚度较大及沟、泾、塘等未经压密处理的回填土地层应慎用，对含有大量建筑物块状垃圾，且回填厚度大以及承压水头高的砂砾石地层，硬塑状粘土地层以及有障碍物的地层，该工法将不适用。

2.2链条式开槽机垂直铺塑防渗工程施工

2.2.1 机组。由主机、牵引机、铺塑机、水泵、发电机组等组成，总重17t。

2.2.2 造槽。根据防渗体中心线定位，铺设步行跟踪，安置设备调试开机运行，连续通道。主机通过传动机构驱动链循环。固定在链斗克服土壤摩擦重力槽土挖出的土面，皮带输送机和人工土堆放在槽两侧。挖沟≤1600，槽宽0.2 ~ 0.3米。

2.2.3 泥浆护壁。采用常用的护壁技术。当土层含粘粒较多，槽内水位大于地下水位1.2~1.5m时，可自行造槽护壁；半土层含粘粒较多时，需加膨润土和工业用碱造浆。膨润土质量差异较大，常算用中等质量之膨润土（市场价格400~600元/吨，一般计200元/吨左右即可）。其配比因土层组成的不同而异，常根据经验及参照已完工工程情况确定，或按重量比：土：碱=1.000：1.000：（0.008~0.020），经试运后作适当调整。泥浆由泥浆机供给连续作业。

2.2.4 铺膜和回填。商店的店型铺轨机薄膜，聚乙烯薄膜卷膜机主轴，由机械牵引或牵引（当槽深度为12 ~ 30米），卷膜之间的连接方法往往缝连接，焊接缝搭接，手动缝纫机缝纫，可以满足强度和泄漏要求；焊接是由专用焊接机，接头强度高于母材的强度，强度在接头两端为母材强度的80%；塔连接为专用焊接机，研磨是平原，长度应大于0.5米，工程中常用的缝合。

三、工程应用实例

例如：孤东水库

孤东水库设计水深400万，年设计能力12 000000立方米。1987年2月投产蓄水运行，1988年4月充库至设计水位。由于坝基表面重粉质砂壤土，横向渗透，渗透系数金= 2.52×10-4cm /秒。1989年围坝的东坝、南坝、西坝段出现下游坡浸润线出逸点以下坡面稀软、渗水流淌，坝脚外地下水位抬高至地面，一片沼泽、人车无法接近坝脚等情况。因此，投资4 000000元，进行坝坡边坡排水，坝脚和水坝建设排水系统，但1989年以后，土地浸润现象仍然存在，坝脚一个排水沟渗透到成股，局部坝段土沸、泉涌等渗流变形现象，因此，在1992、1993年内向东，南，西坝作了“垂直铺塑防渗处理”水库才进行正常运营。南京水利科学研究院“孤东水库大坝渗透变形及稳定性分析”报告的结论是：由于采用悬挂式“衬塑”，南坝削减水头，33.9% ~ 38.5%，西35.1%。

四施工中常遇到的问题及处理

4.1蹋壁。蹋壁是一种常见的事故。为防止塌壁反应土壤成分和地下水位的变化是充分分析和发展对策，泥浆护壁。洞穴墙将主机主筋的地下，常由人工或机械开挖，牵引升降方法将主杆拉起，有时因工期、设备条件等原因不得己将主杆锯（切）断，重新组装主杆。

4.2因为根深度浅，槽宽0.2 ~ 0.3米，在“三通一平”是应用人工推土机等机械沿轴线完全去除切断主根，根茎< 5.0cm影响不大的家庭作业。

4.3地下障碍物。下降的障碍的活动计划影响，有时成为关键技术。当土中含有少量的层状分布的砾石或个人的大石头，操作过程的影响较小，由于速度缓慢，观察，防止事故。

结束语：

经过若干年的发展，“垂直铺塑防渗技术”作为一项新型防渗技术不但被水利行业大量采用，而且逐渐被其他行业所认知。但在具体的设计和施工中，塑料薄膜的连接、种类的选择、铺设方法选择以及特殊防渗段的处理等问题非常关键，有必要进行分析和讨论，这有利于对该项技术的进一步推广。只要根据不同工程情况，合理选择施工设备、防渗材料和施工方法，垂直铺塑防渗技术一定会在不同行业发挥出更大的作用。希望该技术能够更广泛地被认识和应用，为我们的经济建设服务。

参考文献：

[1]潘绍财;李春雁;;垂直铺塑技术应用条件分析及质量控制要点[J];吉林水利;2007年07期

[2]郭伟;张垚;陈远奇;张红亮;;垂直铺塑防渗技术在大辽河右岸大洼县西安砂堤砂基防渗中的应用[J];现代农业科技;2010年06期