張林明

(山東省德州市水利局，253014，德州）

一、工程概況

1.工程概述

大屯水庫位于山東省德州市武城縣恩縣洼東側，距德州市德城區(qū)25 km，距武城縣城區(qū)13 km。南臨鄭郝公路，東與六五河毗鄰，北接德武公路，西側為利民河東支。為了解決庫盤防滲問題，大屯水庫庫盤設計采用兩布一膜土工膜布防滲施工工藝。水庫圍壩大致呈四邊形，壩軸線總長8 914 m。

據地質勘探分析，庫區(qū)地下水類型為第四系孔隙潛水，主要含水層為粉細砂、中細砂，其次為砂壤土和裂隙黏土，裂隙黏土中裂隙發(fā)育呈立體網狀，連通性較好，但是發(fā)育和透水性不均一。鑒于大屯水庫庫盤鋪膜面積大，且地下水埋深較淺（埋深一般為0.5～1.8 m）等特點，自開工之初通過降排水試驗，采用開挖明溝排水，排水支溝間距100 m。施工期間庫區(qū)內地下水水位控制在17.5 m左右，為保證庫盤鋪膜施工的順利實施創(chuàng)造了良好條件。

2.工程內容

大屯水庫庫盤采用鋪設兩布一膜土工膜布防滲，上、下層各鋪設一層針刺無紡長絲土工布，設計規(guī)格均為200 g/m2；中間PE膜厚0.5 mm。針對大屯水庫土工膜鋪設面積大、地下水埋藏較淺的特點，設計采用排水排氣盲溝、逆止閥及壓重組合措施。土工膜下排水排氣盲溝間距為75 m，矩形布設，盲溝尺寸為30 cm×30 cm，盲溝內布設一條Φ10 cm的軟式透水管，管周回填粗砂，粗砂外包一層300 g/m2的短絲土工布。每隔一個盲溝交點部位設一處逆止閥，間距150 m，矩形布設。根據《南水北調東線第一期工程魯北段大屯水庫土工膜下氣場問題現(xiàn)場試驗研究成果報告》，庫盤土工膜上覆土壓重厚度不小于0.9 m。

二、施工工藝及質量保證措施

具體鋪膜施工程序見圖1。

1.施工準備工作

（1）施工降排水

庫底鋪膜高程為18.2 m，盲溝底高程為17.9 m，將排水溝開挖至17 m高程，加大降排水力度，保證鋪膜施工時地下水水位降至17.5 m以下。

（2）庫底土方開挖

根據庫底鋪膜施工順序和分塊情況，土方保護層挖填擬采用“分段開挖、分段填筑的倒土”方式施工，土方開挖底高程18.2 m。

（3）材料進場檢驗

復合土工膜選用具有強度高，延伸性能較好，變形模量大，耐酸堿、抗腐蝕、耐老化，防滲性能好的土工膜。進場后要對其抗拉、抗撕裂、頂破等物理力學性能指標進行送檢，材料送監(jiān)理指定的試驗室進行檢驗。

（4）儲存及運輸

復合土工膜儲存選用專用場地，將該場地加高，復合土工膜上部用彩條布包裹，以防太陽暴曬和雨水進入。在施工中發(fā)現(xiàn)復合土工膜有裂口、空洞等問題時，應采取補救措施或剔除不用。

2.鋪膜基面處理

（1）施工方法

基面開挖前對準備開挖的區(qū)域進行測量放樣，各作業(yè)隊根據各自土方作業(yè)設備確定開挖面，一般寬度不小于三幅膜寬，長度不小于75 m。開挖時測量人員嚴格控制開挖高程及平整度。開挖后用160型推土機推平，人工精平后，用8～12 t平碾碾壓2遍。保證基面干燥平整，自檢合格并經監(jiān)理工程師驗收合格后方可進入下道工序。

（2）質量控制

一般控制鋪設場地建基層面要求“三度”。①平整度：±5 cm/2 m，平整順直；②壓實度：用輕型平碾碾壓2遍后方可在其上鋪設土工材料；③清潔度：基面內不得有葦根、瓦礫、石子、混凝土顆粒等尖棱雜物。

3.庫盤水平鋪膜施工

（1）盲溝施工

按照盲溝設計斷面 （30 cm×30 cm）人工開挖，開挖斷面經監(jiān)理驗收合格后鋪設土工布，回填反濾料進行逆止閥安裝。

圖1 庫底鋪膜施工工藝框圖

（2）膜下基床施工

鋪設表面應清除一切樹根、雜草和尖石，保證鋪設砂礫石墊層表面平整，不允許出現(xiàn)凸出及凹陷部位，并應碾壓密實，排除鋪設工作面內所有積水。按設計位置和要求進行排水、排氣、盲溝、逆止閥安裝等施工。

（3）復合土工膜鋪設

在盲溝、基床面施工完畢，各項指標驗收合格后，計算復合土工膜數(shù)量并運至施工現(xiàn)場內。鋪設時先將鋼管插入土工膜卷裝軸中，并在鋼管兩端布設牽引繩，人工牽引繩緩慢將復合土工膜由起始端放至本施工段末端。兩幅相鄰復合土工膜鋪設時搭接寬度為10～12 cm，以利于復合土工膜焊接。左右幅鋪設完成后，要求土工膜與基床面貼實，平整無突起、無褶皺，并避免人為和施工機械損傷，凡能對膜造成危害的物件均不應留在膜上或攜帶在膜上行走，以免對膜造成意外損傷。復合土工膜裁剪應整齊平順，留足搭接寬度。鋪設后檢測鋪設質量，對鋪設不平、不正、有可能影響焊接的部分需進行調整。對每塊膜、每條焊縫、每個缺陷點均進行編號，并標記在分區(qū)分塊圖上。

4.復合土工布縫合

為便于接縫，復合土工膜兩側預留10～20 cm寬光面膜，垂直于壩軸線方向鋪設，搭接寬度不小于10 cm，上游一幅邊壓下游一幅邊。在復合土工膜焊接前，先將底層布用手持式縫包機的高強滌綸絲線縫合，縫合時針距控制在6 mm左右，連接面松緊適度、自然平順，確保土工膜與土工布聯(lián)合受力；防滲膜焊接完成后，縫合上層布，搭接處上、下層布翻折方向相反，以減少接頭處復合土工膜的疊合厚度。

5.復合土工膜焊接

（1）溫度要求

施工時應根據天氣情況適時調整。環(huán)境氣溫在5～35℃之間，焊接土工膜比較適宜；在氣溫低于5℃時，為保證焊接質量，必須對搭接面進行加熱處理。

（2）焊接要求

在現(xiàn)場先試焊一條試樣，搭接寬度不小于10 cm，并在現(xiàn)場進行剝離和剪切試驗，試樣合格后，正式進行焊接，焊膜時不得壓出死褶。中層土工膜搭接寬度不小于10 cm，雙縫焊寬度為2 mm×10 mm,雙焊縫間空腔寬度為10 mm。焊縫要求整齊、美觀，不得有滑焊、跳走現(xiàn)象。

土工膜焊接前應將土工膜焊接面上的塵土、泥土、油污等雜物清理干凈，水汽用吹風機吹干，保持焊接面清潔干燥。多塊土工膜連接時，接頭縫應相互錯開100 cm以上，焊接形成的結點應為“T”字形，不得為“十”字形。

6.焊接工藝檢驗

（1）焊縫外觀質量檢查

試焊時如果焊痕平整透明，表明焊接溫度與行走速度合適；如果焊痕出現(xiàn)嚴重破損，則表明焊接溫度過高或行走速度偏慢；如果焊痕不透明或呈白色，表明焊接溫度偏低或行走速度偏快。

（2）焊縫人工撕拉檢驗

測試標準為：試焊樣膜采用手撕測試。如果經手撕接縫堅固，母材被撕裂而焊縫不被撕裂，可以判定焊縫處焊接強度大于母材強度，判為合格。

（3）焊縫焊接強度檢驗

在試焊的土工膜樣品上裁剪下寬約10～12 cm、長40 cm的焊接接頭兩個，進行室內土工膜焊縫焊接強度破壞性張拉試驗，檢查焊縫張拉強度是否滿足不小于母材抗拉強度的80%的規(guī)范要求。

（4）焊縫焊接質量檢驗

用熱熔風槍封堵小樣焊縫兩端，進行充氣試驗，滿足充氣氣壓達到0.12 MPa,持續(xù)60秒無明顯下降后，采用該速度和溫度對現(xiàn)場土工膜進行焊接。

7.焊縫外觀檢查

外觀主要檢查搭接寬度、焊縫寬度和兩焊縫間空腔寬度。焊縫應平整美觀、順直平順，焊縫輪廓明顯，成透明玻璃態(tài)，無燙傷、氣泡、虛焊漏點。如發(fā)現(xiàn)問題，用記號筆標注，并立即用熱熔風槍進行補焊。

8.焊接質量檢驗

復合土工膜焊縫采用充氣檢驗，將打壓設備出氣管連接氣壓表、逆止閥、針頭，不應有其他接頭。逆止閥能夠防止土工膜空腔內氣體不外泄，提高充氣檢驗效果，可借鑒自行車內胎氣門嘴閉氣原理，在充氣打壓裝置的三通與打氣筒連接管內安裝自行車內胎氣門嘴，可以起到充氣打壓時閉氣，保證土工膜空腔內氣壓不回流。當土工膜空腔內氣壓達到0.12 MPa后，開始記錄時間，保持60秒壓力無明顯下降即為合格。當充氣檢驗不合格時，及時檢查和補焊。充氣檢驗合格后，人工裁剪直徑為3～5 cm的合格母材用熱熔風槍修補針眼，粘貼補丁密實。

每道焊縫焊接質量均須進行充氣檢驗，并均應繪圖、列表詳細記錄焊縫樁號、位置、長度接頭位置、形狀、焊接時間、人員與設備、檢驗時間、外觀與充氣檢驗結果、天氣情況等。

9.復合土工膜與逆止閥粘接

復合土工膜逆止閥須進行粘接，粘接尺寸不小于設計要求，逆止閥周圍復合土工膜應充分松弛。為保證土工膜與逆止閥粘結牢固，防水密封可靠，在對土工膜或逆止閥進行涂膠之前，應將接合面清理干凈，保持干燥。涂膠均勻布滿粘結面，無過厚、漏涂現(xiàn)象。在粘結過程和粘結后2小時內，粘結面不得承受任何拉力，嚴禁粘結面發(fā)生錯動。

三、資料管理

①鑒于本工程土工膜防滲施工工藝的特殊性及重要性，項目法人建立了專項的工程技術管理規(guī)章制度，并成立以項目法人總工為組長的資料管理小組，及時總結施工經驗。

②認真做好現(xiàn)場施工的原始記錄，包括施工中的一切參數(shù)，積累資料，并進行數(shù)據統(tǒng)計分析，便于下一步提高工程質量，改進施工工藝。

③認真做好施工技術交底和土工膜焊接工藝的改進工作，施工中經常與各方溝通，發(fā)現(xiàn)需要改進的工藝和措施，及時完善土工膜施工技術。

④所有設計圖紙及設計變更文件、施工記錄、觀測記錄等技術資料及時整理歸檔，進行編錄，同時全部形成電子文件，便于整理分析，充分滿足蓄水前的驗收要求。

四、結 語

1.后期觀察

鋪膜工程結束后，應安排專人對膜鋪設質量進行定期觀察，重點觀察逆止閥是否較好起到排氣作用，可用氣球口密封住逆止閥排氣口，觀察氣球有無變化，同時，應注意觀察蓄水過程中或地下水水位升高時有無氣體排出，防止氣脹現(xiàn)象發(fā)生。如局部有滲漏或氣脹現(xiàn)象應及時請相關專家進行論證指導，及時處理。

2.特殊季節(jié)措施

在度汛期間，為保證施工工期，要加大人員及設備的投入，增加施工段面；準備充足的物資以覆蓋保護基面，加大排水力度，爭取雨后能盡快恢復施工。

[1]顧淦臣.土工膜用于水庫防滲工程的經驗[J].水利水電科技進展，2009(6).

[2]劉霞，田漢功，馬國慶，等.大屯水庫庫盤鋪膜關鍵技術試驗研究[J].南水北調與水利科技，2011(6).

[3]張凱，劉斯宏，王柳江，等.土工膜防滲平原水庫膜下氣場數(shù)值模擬[J].南水北調與水利科技，2012(5).