邢 坦 秦增忠

堤防垂直鋪塑防滲技術(shù)探討

邢 坦 秦增忠

垂直鋪塑防滲技術(shù)是一項實用性防滲技術(shù)，由于其所用設(shè)備工藝簡單、施工進(jìn)度快、成本低、防滲效果好且經(jīng)久耐用，因此在水庫、湖泊、江河堤防防滲工程等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，并取得了良好效果。

本文以分淮入沂工程淮安市堤防處理工程為例，介紹了垂直鋪塑防滲技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用，總結(jié)出施工所遇到的難點(diǎn)問題、注意事項等，并論述了采用的施工對策。

一、工程概況

分淮入沂工程是淮河下游防洪體系的一個重要組成部分，其中淮安市境內(nèi)的淮沭河西堤為2級堤防，按照設(shè)計要求，需要對0+000～9+400段進(jìn)行機(jī)械垂直鋪塑防滲處理施工，垂直鋪塑設(shè)計深度為7.3～12m。

二、材料設(shè)備的選擇

1.塑膜選擇

考慮到施工中拉扯和摩擦對塑膜的破壞、溝槽填土不均勻沉陷產(chǎn)生的局部扭曲以及膜與膜間的連接、塑膜的抗老化、便于施工等因素，最終選用聚乙烯塑膜的厚度為0.22mm。其主要性能指標(biāo)如下：

物理特性：

單位面積重量G=200±5g/m2。

力學(xué)特性：

抗拉強(qiáng)度≥0.1kN/5cm；

抗撕裂強(qiáng)度≥0.08kN；

伸長率≥30%；

抗?jié)B強(qiáng)度≥100kPa；

滲透系數(shù)K≤A×10-12cm/s。

2.設(shè)備選擇

由于設(shè)計開挖深度最大為12m，深度大，進(jìn)尺慢，再加上堤身土質(zhì)松散，因此決定采用振動相對較小的鏈斗式開槽機(jī)進(jìn)行施工。

開槽施工時需要采用泥漿護(hù)壁，因此還需用到泥漿攪拌機(jī)、水泵、柴油發(fā)電機(jī)等設(shè)備。

三、施工準(zhǔn)備

1.現(xiàn)場試驗

施工前，按規(guī)定對工程使用的聚乙烯塑膜進(jìn)行取樣試驗和塑膜聯(lián)接試驗，以確定施工工藝流程、施工方法、施工參數(shù)和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)等。

2.施工平臺開挖

由于設(shè)計鋪塑中心線在堤坡位置，因此施工前需要在堤坡上開挖一個5m寬的施工平臺，平臺高程高出設(shè)計洪水位1m，鋪塑中心線同平臺開挖中心線，塑膜緊貼槽壁的上游面，槽寬不大于0.26m，造槽深度不超過鋪膜深度0.5m。

四、垂直鋪膜施工方法

1.工藝流程

測放開挖中心線→開挖引溝→鋪設(shè)導(dǎo)軌和開槽機(jī)安裝→卷膜→制造護(hù)壁泥漿及開槽→塑膜鋪筑→回填粘土→余膜卷埋→堤面恢復(fù)。

2.施工程序

劃定施工場地界線→測量放線，確定開挖線→開挖施工平臺及引溝→鋪設(shè)鋼軌、開槽機(jī)安裝→卷膜→制漿、開槽→下膜→回填→加水于預(yù)留淺溝（水分下滲，回填土自然固結(jié)）→余膜卷埋復(fù)土至堤坡原狀并夯實→堤坡修理、平整。

3.開槽

開槽前在堤面上刨出一條引溝起導(dǎo)向作用。引溝開挖土堆置于溝槽一側(cè)，供鋪膜完畢后回填使用。

用鏈?zhǔn)介_槽機(jī)沿設(shè)計軸線位置開槽，槽寬控制在0.25m左右。開槽時采用泥漿護(hù)壁，泥漿比重視實際施工需要確定。

4.塑膜鋪設(shè)

開槽時，為保持槽壁穩(wěn)定，槽中灌有一定比重的泥漿，所以槽底往往有一定厚度的沉淀層，但是塑膜較輕，因此難以將塑膜插至槽底。施工時可采用移動膜捆的辦法將塑膜一段一段地鋪筑到整個溝槽。膜捆是由轉(zhuǎn)盤、鋼軸、套筒、擋板、滑板、鋼絲繩及塑膜等幾個部件組成。由于膜捆具有一定的重量和剛度，因此可插至槽底，滿足鋪塑深度。

5.卷膜

塑膜的長度通常取50～60m，寬度取決于控挖段內(nèi)的鋪塑深度以及槽頂壓膜長度。卷膜需要平整、寬敞的場地，地面不能有鋒利物以免刺傷塑膜。卷膜前仔細(xì)檢查塑膜有無破損處，如有破損即用膠水粘補(bǔ)或剪去不用。塑膜盡量卷得緊一些，以減小膜捆直徑，防止膜捆下不到槽中或損傷塑膜。

6.塑膜聯(lián)接

（1）塑膜聯(lián)接方式

施工時按照設(shè)計要求，塑膜卷與卷之間采用縫合工藝進(jìn)行聯(lián)接，縫合搭接寬度不小于10cm，縫線不少于雙排線?？p合方法是：將后續(xù)和已鋪塑膜首尾對齊，折疊寬10cm左右，用縫合機(jī)縫合。

塑膜聯(lián)接也可采用焊接工藝，如不具備焊接或者縫合條件時，可采用搭接法，搭接長度不應(yīng)小于5m。

（2）塑膜聯(lián)接步驟

將清理干凈的塑膜進(jìn)行平行對正，適量搭接，調(diào)節(jié)焊接或者縫合至最佳工作狀態(tài)，做小樣焊接或者縫合試驗，并做現(xiàn)場撕拉試樣，焊縫或者縫合縫不被撕拉破壞、母材不被撕裂可認(rèn)定為合格。現(xiàn)場撕拉試驗合格后，用已調(diào)節(jié)好工作狀態(tài)的熱合機(jī)或者縫合機(jī)逐幅進(jìn)行正式聯(lián)接。

7.塑膜鋪設(shè)、溝槽回填

膜捆吊放到槽中后，由專人掌握轉(zhuǎn)盤，防止膜捆傾倒。在膜捆前移過程中應(yīng)通過轉(zhuǎn)盤不斷地向膜捆施加壓力，防止其上浮。為防止塑膜被拽破或因溫度的變化開裂，要及時轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，以使展開的塑膜始終處于略有富余的松弛狀態(tài)。膜捆在槽底的垂直投影中心（圖1中B點(diǎn)）距大臂頂端距離b應(yīng)不小于1m，以避免大臂上的刀具剮傷塑膜；槽中回填土坡腳A點(diǎn)距B點(diǎn)距離a應(yīng)不小于2m，防止回填土坍落到未鋪塑段，影響鋪塑深度。

塑膜鋪設(shè)后，及時進(jìn)行溝槽回填?；靥钔潦┕ひ话銖哪さ南掠蝹?cè)開始，以確保塑膜緊貼上游側(cè)?；靥钔亮媳M量利用開槽土方，以減少土源的補(bǔ)充量。槽底回填土采用粘性土，填土厚度不小于1.0m，然后再填入一般土料，從上部往槽內(nèi)浸水，促其下沉，經(jīng)7～10d沉降后，往槽內(nèi)補(bǔ)充填土，并夯實。

8.質(zhì)量檢測

圖1 槽底膜捆垂直投影圖

施工完畢且槽孔沉實基本穩(wěn)定后，在防滲帷幕下游面開挖探坑檢查，約1～1.5km開挖一處，開挖深度不小于2.5m。主要檢查帷幕的平整度、完好度、聯(lián)接質(zhì)量、回填土質(zhì)量等。必要時，可采用地質(zhì)雷達(dá)探測方法進(jìn)行垂直鋪塑施工質(zhì)量檢測。

五、施工中應(yīng)注意的問題

1.護(hù)壁泥漿的使用

制漿材料：通常使用膨潤土泥漿，有時為了泥漿的性能適用于特定場地土質(zhì)條件要求，會在拌制泥漿過程中向泥漿中加入適當(dāng)?shù)耐饧觿?，如加重劑、增粘劑、分散劑、防漏劑等?/p>

泥漿性能：在施工過程中，要保證泥漿的物理、化學(xué)穩(wěn)定性和流動性，一般每隔2h進(jìn)行溝槽內(nèi)泥漿密度、粘度、失水量等監(jiān)測。

泥漿的制作：泥漿常用回轉(zhuǎn)式泥漿攪拌機(jī)進(jìn)行制備。制好的泥漿存于儲漿池，用泥漿泵輸送到所開溝槽內(nèi)。經(jīng)溝槽循環(huán)排出的攜帶泥沙的泥漿，經(jīng)沉淀池沉淀后，可循環(huán)利用。

2.控制開槽深度

開槽深度是垂直鋪膜工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)。施工班組應(yīng)按照每10延米進(jìn)行槽深量測，并接受現(xiàn)場監(jiān)理人員不定點(diǎn)的抽測。

3.開槽和鋪塑的速度保持一致

在垂直鋪塑的施工過程中，開槽和鋪塑的速度要保持一致，如果開槽的速度過快，鋪塑的速度過慢，就容易發(fā)生溝槽坍塌，造成塑膜鋪設(shè)深度不夠的現(xiàn)象。

4.及時進(jìn)行檢測和處理

若塑膜存在孔洞或未搭接好、有漏鋪、被劃破等問題，那么水頭壓力便會集中于塑膜的破損部位，容易造成集中滲漏和滲透穩(wěn)定問題，嚴(yán)重時會引起潰堤等后果。因此，在塑膜鋪設(shè)完成后，必須對鋪設(shè)質(zhì)量進(jìn)行及時檢測；洪水季節(jié)應(yīng)快速監(jiān)測垂直鋪塑工程運(yùn)行情況，以便及時發(fā)現(xiàn)險情，及時采取措施。

六、垂直鋪塑施工難點(diǎn)及解決方法

1.與建筑物接頭處理

為避免機(jī)械開槽施工對河道建筑物基礎(chǔ)造成影響，從施工機(jī)具靈活性、防滲效果等方面考慮，采用多頭小直徑深層攪拌樁或者高壓定噴方案對建筑物兩側(cè)及已實施鋪膜堤段接頭部位進(jìn)行防滲處理，效果比較好。

2.砂礓層、塊石等

施工中若遇到砂礓層、大的塊石、堆石等障礙物，會使塑膜難以插到設(shè)計深度。對砂礓層的處理可以考慮增加護(hù)壁泥漿用量，盡可能防止沙礓層坍塌。若遇到較大的塊石，可以考慮采用人工進(jìn)行打撈。當(dāng)遇到有零星碎塊石時，應(yīng)放慢施工速度，并控制開槽機(jī)挖斗的切削量，盡量減少主機(jī)負(fù)荷，避免拉斷鏈條，造成施工事故。

3.塌方處理

如果在膜捆與大臂斜面間出現(xiàn)了要塌方的滑動體，可沿滑動體全長并按適當(dāng)間距插入長方木塊。木塊厚度同槽寬，插入深度以木塊最底端不觸及大臂上挖斗并留有一定安全距離為準(zhǔn)。木塊插入后需固定，防止其掉落卡住挖斗。由于木塊的支撐作用，滑動面的擴(kuò)展得到一定程度的控制，然后隨著開槽機(jī)的前移再取出木塊，進(jìn)行鋪塑、回填。必要時可采用插入檔土板的辦法防止塌方。

因為垂直鋪塑屬于隱蔽工程，施工時會遇到各種各樣的不確定、不可預(yù)測的因素，工程技術(shù)人員要針對實際發(fā)生的情況，查明問題原因，采取合理的處理措施，才能解決實際問題。

七、結(jié)語

垂直鋪塑防滲技術(shù)充分利用了塑膜的隔水性，形成的防滲體柔性、均質(zhì)、整體性好、防滲效果好，且可控性強(qiáng)、安全性高、造價低，對堤壩穩(wěn)定性影響較小。該項技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、生態(tài)效益均十分明顯，與其他堤壩防滲方式如高壓噴射灌漿、水泥土截滲墻等相比，具有明顯的優(yōu)越性，具有廣泛的推廣應(yīng)用價值

淮委沂沭泗水利管理局 221018）