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        復(fù)合土工膜在跋山灌區(qū)渠道防滲中的應(yīng)用

        2010-04-14 08:18:06王展霞張海龍
        山東水利 2010年5期
        關(guān)鍵詞:土工布土工膜鋪設(shè)

        王展霞,張海龍

        (1.沂水縣水利局,山東 沂水 276400;2.山東省水利工程局,山東 濟(jì)南 250013)

        跋山水庫灌區(qū)位于沂水縣南部沂河兩岸,沂南縣東郊。跋山水庫為該灌區(qū)主要水源,灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積2.4036萬 hm2,其中沂水縣 2.0592萬 hm2,沂南縣0.3444萬hm2。跋山水庫灌區(qū)由水庫灌區(qū)、北社灌區(qū)和庫區(qū)提灌三部分組成,由于灌區(qū)工程布局線長面廣,地質(zhì)和水文地質(zhì)條件復(fù)雜,加之建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差,老化、退化嚴(yán)重,很多渠段渠道坍塌,淤積嚴(yán)重,失效頗多,灌溉條件和灌溉質(zhì)量差,長期處于半灌溉或無灌溉狀態(tài),嚴(yán)重影響灌溉效益的發(fā)揮,急需進(jìn)行擴(kuò)建和更新改造。其中,復(fù)合土工膜在跋山灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程中應(yīng)用于渠道防滲取得了非常顯著的效果。

        1 防滲材料的選擇

        跋山灌區(qū)原設(shè)計(jì)采用單一的砼或砌石等防滲材料,其雖然有一定的防滲性能,又能適應(yīng)高流速,但多年的運(yùn)行實(shí)踐表明,其很難達(dá)到預(yù)期的防滲效果和耐久性。后來,設(shè)計(jì)又采用了砼板下鋪設(shè)聚氯乙烯膜料,雖然起到了一定的防滲作用,但由于這種防滲形式必須在塑料膜上面鋪設(shè)2~3cm厚的灰土或低標(biāo)號(hào)水泥砂漿過渡層作為介質(zhì)保護(hù)薄膜不被破壞。而在實(shí)際施工中,渠道內(nèi)坡比一般在 1:1~1:1.25之間,2~3cm厚的過渡層不易操作,且渠道行水時(shí),在砌縫較多的渠道上,過渡層往往會(huì)被水流沖走或掏空,導(dǎo)致上部砼板整體破壞或表面凹凸不平。因此,其施工難度較大,施工質(zhì)量難以保證,工效較低。

        近年來,隨著防滲膜料的發(fā)展,跋山灌區(qū)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),采用了復(fù)合土工膜防滲,即一布一膜土工布。由于其抗拉強(qiáng)度較高,抗穿透能力和抗老化性能好,可不設(shè)過渡層,另外,土工布表面摩擦力大,防滑效果好,便于安砌或澆筑砼板。與塑料膜防滲相比,具有施工簡單,質(zhì)量可靠,提高工效等優(yōu)點(diǎn)。目前,灌區(qū)除部分斗、分渠之外,干、支渠防滲工程大都采用這種板膜復(fù)合結(jié)構(gòu)形式,即采用一布一膜土工布柔性材料做防滲層,其上再用C15砼剛性材料作為保護(hù)層,厚度一般7~10cm,此層主要起保護(hù)膜料不被外力破壞和防止其老化以延長工程壽命的作用。兩種材料互相揚(yáng)長避短,顯示了明顯的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能。其主要優(yōu)點(diǎn)如下:

        1)防滲效果好。其滲漏量是單純的砼防滲材料的1/6,是砌石材料的1/13,是不防滲土渠的1/21。

        2)延長了渠道的工程壽命。明鋪式膜料防滲,因老化嚴(yán)重而壽命較短。但鋪在保護(hù)層以下,經(jīng)試驗(yàn)研究其壽命在30年以上。同時(shí),膜料防滲層可以保溫,從而減輕凍脹破壞,使砼保護(hù)層裂縫減少,延長了工程壽命。

        3)與單純的砼防滲材料相比,投資無增加。采用砼做膜料防滲層的保護(hù)層時(shí),其厚度可以由砼防滲時(shí)的10~14cm減薄至7~10cm。購買土工布的投資雖較減薄砼投資稍高,但其減輕了凍脹破壞,尚可減少維修費(fèi)和管理費(fèi),投資大體相當(dāng)。

        4)符合灌區(qū)實(shí)際情況。跋山灌區(qū)防滲渠道多為舊渠道改建工程,普遍存在施工與行水時(shí)間的矛盾。采用了板膜復(fù)合結(jié)構(gòu),渠底現(xiàn)澆,坡板可在灌溉行水期提前預(yù)制,在非灌溉期施工,既避免了施工與行水的矛盾,又可縮斷工期,降低投資。

        2 復(fù)合土工膜施工方法

        2.1 復(fù)合土工膜的剪裁

        為了施工方便,保證拼接質(zhì)量,復(fù)合土工膜采用寬幅,減少現(xiàn)場拼接量。施工前根據(jù)復(fù)合土工膜幅寬、現(xiàn)場長度需要,先在廠內(nèi)剪裁好適宜的長度,拼接成符合要求尺寸的塊體卷成卷。兩邊預(yù)留約10cm的不復(fù)合層以便土工膜橫向連接。

        2.2 清基和削坡

        將渠道邊坡上的草皮、樹根等雜物全部清除干凈,然后按設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行削坡,削坡時(shí),必須徹底清除一切尖角硬物,以防損傷復(fù)合土工膜。對局部較松軟的坡面和虧坡斷面進(jìn)行處理,做到坡面平整。

        2.3 復(fù)合土工膜的鋪設(shè)

        復(fù)合土工膜從渠道上游至下游沿渠道軸線方向緩慢滾放鋪設(shè)。鋪開后,人工抻平找正。鋪設(shè)時(shí)松緊適度,富裕度約1%,以避免復(fù)合土工膜在運(yùn)行中出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,也有利于拼接。復(fù)合土工膜與坡面應(yīng)壓平貼緊,清除氣泡,避免架空。

        在鋪設(shè)過程中,作業(yè)人員不得穿硬底皮鞋及帶釘?shù)男?,不得在?fù)合土工膜上進(jìn)行一切可能引起土工膜損壞的施工作業(yè)。土工膜抻平找正后在頂部用混凝土蓋板壓頂,在土工膜上面鋪上適當(dāng)砂礫石墊層,以防風(fēng)吹,且能保護(hù)土工膜不被強(qiáng)烈的陽光照射損傷。

        2.4 復(fù)合土工膜的拼接

        復(fù)合土工膜拼接質(zhì)量的好壞是復(fù)合土工膜防滲性能成敗的關(guān)鍵。本工程使用的是一布一膜,拼接采用熱熔焊法施工,膜與膜采用TH-Ⅰ型雙驅(qū)動(dòng)自行式土工膜焊接機(jī)焊接,焊縫搭接寬度10cm,雙縫焊接,每道寬10mm,兩道焊縫間有10mm寬的空腔,布與布采用手提式封包機(jī)、滌綸線丁字形縫接。

        焊接前,應(yīng)根據(jù)施工區(qū)氣候特點(diǎn)進(jìn)行試焊,確定行走速度和焊接溫度。在施工中焊接機(jī)行走速度0.8~1.2m/s,焊接溫度為240~260℃,焊接質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

        焊接前必須清除復(fù)合土工膜表面上的砂子、泥土等雜物,保證膜面干凈。焊接前,在土工膜拼縫部位的底下墊一條長木板,以便焊機(jī)在平整的基面上行走,保證焊接質(zhì)量。土工膜焊接檢驗(yàn)合格后,即進(jìn)行面層土工布的縫接??p合面要求松緊適度,縫接平順。

        2.5 墊層和混凝土板的鋪設(shè)

        復(fù)合土工膜的上面均勻鋪設(shè)40cm砂礫石墊層,找平壓實(shí)后鋪設(shè)l0cm混凝土預(yù)制塊。復(fù)合土工膜、墊層和混凝土預(yù)制塊工序應(yīng)緊密銜接,防止風(fēng)吹日曬導(dǎo)致復(fù)合土工膜的曝曬老化。

        3 復(fù)合土工膜施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

        3.1 原材料質(zhì)量控制

        進(jìn)場的土工膜必須有廠家提供的合格證書、性能及特性指標(biāo)和使用說明書。復(fù)合土工膜外觀上不應(yīng)有針眼、疵點(diǎn)和厚薄不均現(xiàn)象;土工布不應(yīng)有裂口、孔洞、裂紋或者退化變質(zhì)等材料。在運(yùn)輸過程中和運(yùn)抵工地后應(yīng)妥善保存,避免日曬,盡量減少裝卸次數(shù)。

        3.2 施工過程控制

        復(fù)合土工膜焊接后,用目測法觀察有無漏接,接縫是否燙損,有無褶皺,是否拼接均勻等。對于現(xiàn)場檢漏,則采用充氣法對全部焊縫進(jìn)行檢測,焊縫為雙條,兩條之間留有約10cm的空腔,將待測段兩端封死,插入氣針,充氣至 0.05~0.20MPa,靜觀 0.5min,觀察真空表,如氣壓無下降,表明不漏,焊縫合格,否則要查找原因及時(shí)修補(bǔ)。

        3.3 施工結(jié)束質(zhì)量檢測

        施工結(jié)束一批,每1000m2取一試件,做拉伸強(qiáng)度試驗(yàn),要求強(qiáng)度不低于母材的90%,且試樣斷裂不得在接縫處,否則接縫質(zhì)量不合格。

        4 結(jié) 語

        該工程在施工過程中嚴(yán)格按復(fù)合土工膜施工技術(shù)要求,嚴(yán)格現(xiàn)場焊接的質(zhì)量控制,且經(jīng)過室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明,復(fù)合土工膜各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)要求,質(zhì)量得到保證。經(jīng)過2008年多次渠道輸水運(yùn)行實(shí)踐檢驗(yàn)證實(shí),渠道水利用系數(shù)達(dá)0.9以上,防滲效果顯著。

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