论述水库坝体土工膜防渗施工技术分析

摘要：文中主要针对水库坝体土工膜防渗施工技术进行分析论述，仅供参考。

关键词：水库坝体；土工膜；防渗技术

前言

土工膜作为一种良好的防渗材料,在水库防渗施工中己被广泛采用,用土工膜防渗,不仅可以减少渗漏,增加粉土及粉细砂坝体及坝基的稳定性,还可减少坝体土方工程量。其主要应用有以下两个方面:一是水库围坝坝基防渗,用于坝前水平铺膜防渗或垂直铺膜防渗。二是水库围坝坝体防渗,用于防渗斜墙或垂直防渗心墙。

1水库坝体土工膜防渗施工技术分析1.1施工技术准备

勘测、研究、设计、施工是工程建设中相辅相成的几个重要环节,正确处理它们之间的关系,充分做好施工的技术准备工作,是土工膜心墙防渗体的设计思想在具体工程中得以实施的关键。基于这一思想,针对工程具体特点及对某些施工问题存在的疑虑,在设计过程中做了如下技术工作:对众多生产厂家土工膜产品的技术经济指标进行了分析研究;对土工膜保护层土料料场进行了勘测及室内土工试验;对土工膜进行了碾压刺破及保护试验;对土工膜防渗垂直心墙进行了模拟定位埋置试验;对土工膜相互连接技术进行了考察研究。这些工作的深入开展,为设计提供了科学依据,使得设计充分考虑到了施工的可操作性,在技术上为施工的顺利进行做好了准备。

1.2土工膜防渗体与周边建筑物连接施工

某水库拦河砂砾土坝土工膜防渗心墙与引水涵洞镇墩截水环、右岸山坡帷幕灌浆防渗带压重混凝土及坝基高压喷射灌浆防渗板墙相连接后形成了大坝的整体防渗屏幕。由于这三种周边建筑物具有混凝土或类似混凝土的特性,故均采用现浇细石混凝土将土工膜与这些建筑物固定后,置防渗粘土外衣使其相互连接在一起的。1.2.1连接混凝土浇筑连接混凝土的浇筑,是将聚乙烯膜与周边建筑物连接在一起的关键工序。其施工程序为

(1)混凝土凿毛冲洗。将与连接混凝土接合的周边建筑物混凝土按照施工规程要求凿毛,并冲刷干净。对于高压喷射灌浆防渗板墙,在开挖到设计要求高度后,凿毛整形至设计断面尺寸,并用高压水冲刷干净。

(2)支立模板。模板支立要满足设计要求,且不影响聚乙烯膜的定位。

1.2.2粘土防渗外衣填筑

连接混凝土达到一定强度后,将卷曲的聚乙烯膜搁置在混凝土顶部,然后两人分别在上下游侧提起聚乙烯膜,另两人分别在上下游侧向聚乙烯膜培置粘土,其后人工夯实定位聚乙烯膜,粘土断面其余部分相继分层填筑,机械夯实或压实,当填筑粘土防渗体与坝基地面齐平时,整平后用振动碾碾压。碾压机械与地面接触的最外缘,在保证不碰擦聚乙烯膜的前提下,尽可能靠近聚乙烯膜,在有人监护的情况下,一般将二者的距离控制在10 cm左右。按照上述工序逐层填筑粘土,当高度达到坝体填筑的一个碾压层(一般为40 cm) 时,在粘土体外侧填筑筑坝土料,同高程后整平,进行第二次碾压。依此工序施工,直至达到粘土防渗外衣设计高程为止。

1.3土工膜防渗体施工

连接混凝土粘土防渗外衣填筑完

毕后,将粉质土保护层土料运输至聚乙烯膜两侧,按照粘土防渗外衣填筑方法与程序分层填筑,各侧填筑有效宽度为30 cm。待填筑至一个坝体碾压层(约40 cm)后,两侧拉运填筑坝体土料,同高程后整平碾压,密实度达到设计值后,以同样的工序填筑下一个坝体碾压层。当一幅聚乙烯膜埋置余留0.7～1.0 m时,将下卷聚乙烯膜幅长顺坝轴线展开,沿幅宽卷曲,两幅聚乙烯膜侧边以接缝焊接工艺连接好后,再进行下道埋置工序施工,直至坝顶。1.4土工膜接缝焊接施工

该水库采用泰安塑料厂生产的膜厚0. 4 mm的聚乙烯产品,幅宽4.0 m,幅长约90 m。为减少焊缝长度,幅长沿坝轴线布置,在坝高方向由6 幅聚乙烯膜组成,共有5 条接缝;在坝轴线方向,由4 幅聚乙烯膜组成,共有3 条接缝。由于土工膜防渗体伴随坝体的分层填筑施工而埋置,所以膜与膜间的接缝采用热塑性材料自动焊接机现场焊接。施工工序为: ①将需连接的膜沿坝轴线展开; ②清除焊接范围膜上的泥水、油污等脏物; ③现场焊接。具体施工时,由一人操作焊机,两人分别在两侧辅助,焊机在宽30 cm,长约4 m 的平整木板上匀速前进,插入焊机中重叠的两幅聚乙烯膜便以宽各约1 cm,间距约1. 4cm的双道焊接线牢固地连接在一起。聚乙烯膜在施工中偶尔受到意外穿刺而局部出现破损,纵横缝交叉处焊接不顺而出现漏焊,这些缺陷的处理方法是采用电熨斗热焊修补。施工时,首先将漏洞周边的聚乙烯膜清理干净,在漏洞上覆盖一块干净的聚乙烯膜,置于平整的木板上用电熨斗加温热焊。埋置时在补焊位置上游侧再叠放一层周边大于补焊范围20 cm的聚乙烯膜,以加强防渗的可靠性。1.5土工膜保护

土工膜垂直防渗体的埋置施工随坝体的逐层填筑而进行,存在着施工机械较为频繁跨越土工膜及土工膜长时间受阳光照射的问题。前者易使土工膜发生机械损伤,后者紫外线作用导致土工膜的老化。针对这两个问题对土工膜采取有效的保护措施是十分必要的。经过多种保护方案的试验及分析对比,采用了用保护层土料埋置土工膜的保护措施。在坝体每个填筑层,选择一至二处施工机械需跨越土工膜的位置,将土工膜埋置在保护层土料30 cm下的沟槽中,适当压实整平后便形成了不损伤土工膜的临时交通道。施工过程较长时间暴露于日光照射下的土工膜用厚10～20 cm的土料掩埋保护。越冬施工期的土工膜用厚30 cm保护层土料埋置保护。对受保护的土工膜埋置施工时,只需将部分保护土料清除,拉出被保护的土工膜即可。实践证明：这种保护措施既经济便捷,又安全可靠。2水库土工膜防渗施工管理及质量控制

土工膜防渗体施工管理与质量控制是保证土工膜防渗体施工过程不遗留渗漏隐患的极其重要环节。施工单位不但要有健全的质检机构进行质量检测,而且还需派专人负责施工现场的质量检测及施工管理工作。做到领导重视,技术管理人员负责,施工人员掌握保证质量的有关知识,确保施工质量,杜绝渗漏隐患。在施工中须注意有关事项如下:①涉及到聚乙烯膜施工的场地要平整,并清除有可能损坏聚乙烯膜的带棱角的物体;②禁止施工人员在膜上行走,防止人为用硬物碰撞薄膜,严禁带火烟蒂与聚乙烯接触;③聚乙烯膜焊接机要由经过训练的专人操作,接缝时必须将焊接范围的聚乙烯膜清除干净;④检测聚乙烯膜的厚度及完好性,不合格产品不得使用; ⑤发现渗漏隐患要追查原因,并及时修补处理; ⑥保护层土料要控制在设计限制粒径内,严防与其他土石料相掺混;⑦聚乙烯膜避光、隔热储存,停工季节及交通交叉处的聚乙烯膜必须用保护层土料加以埋置保护;⑧夜间不应进行土工膜防渗体任何工序的施工。为保证施工质量,杜绝聚乙烯膜渗漏隐患,本工程除施工单位指派专人操作焊机,并跟班进行质量检测及现场管理外,建设单位还派专人负责质量检测与监督,没有双方的质量检测合格认可,不得进行下道工序的施工。3土工膜防渗施工中存在的问题及处理方法

土工膜防渗体施工过程中,两幅膜接缝时曾出现了一层烫伤,另一层温度不够而导致焊缝不牢固的现象。经现场检测研究发现,问题是由两幅膜厚规格不一及接缝处聚乙烯膜不洁净所致。经对接缝处的聚乙烯膜进行清洁处理及使用设计要求的统一规格的聚乙烯膜,问题得到了解决,获得了理想的接缝效果。

4 结束语

土工膜防渗技术由于其优势在水库土坝坝体防渗中的应用，并取得了好的防渗效果及经济效益，但这种防渗技术多用于土坝病害治理和新建土坝斜墙防渗中,用于新建土坝心墙防渗并不多见。其主要原因之一是对土工膜垂直防渗体的某些施工问题存有疑虑。由于土工膜斜墙的防渗体可在坝体成形整坡后集中铺设埋置,因此不存在与坝体填筑交叉干扰,而土工膜垂直防渗体须随坝体的逐层填筑埋置,与坝体填筑相互交叉作业。因此如何解决施工相互干扰、土工膜防渗体又怎样垂直定位在坝体的中央、怎样保护土工膜不被施工机械跨越及埋置作业时破坏等,就成为必须慎重考虑的问题。