魏 詠

（甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)和城市化建設(shè)的發(fā)展日益加快，缺水問(wèn)題得到了很大的緩解和改善，在早些年缺水問(wèn)題困擾很多地區(qū)，尤其是落后偏遠(yuǎn)地區(qū)的大問(wèn)題。為確保供水的連續(xù)性及安全性，修建能夠起到調(diào)節(jié)作用的調(diào)蓄水池是切實(shí)可行的措施。調(diào)蓄水池的容量需根據(jù)水利工程的規(guī)模、成本投入、施工周邊的自然環(huán)境、地理情況及后期維修等綜合情況確定，常用的形式有混凝土面板結(jié)構(gòu)、格梁混凝土結(jié)構(gòu)等，也有根據(jù)自然地形開(kāi)挖，再做防滲處理的形式。本文項(xiàng)目為天?？h金強(qiáng)川水源保障工程，開(kāi)建于2019年，整個(gè)工程分為水源工程、供水工程及附屬工程三大系統(tǒng)。水源可謂是工程的源頭，至關(guān)重要，仔細(xì)篩選后選擇了金強(qiáng)河干流上游處引水，通過(guò)樞紐進(jìn)行調(diào)節(jié)用水，并采用管網(wǎng)輸送的方式，將金強(qiáng)河的水經(jīng)引水骨干管網(wǎng)匯聚到約9.8萬(wàn)m3的調(diào)蓄水池內(nèi)，由調(diào)蓄水池調(diào)流調(diào)壓系統(tǒng)進(jìn)行供水管網(wǎng)控制，輸送進(jìn)供水管網(wǎng)系統(tǒng)，以自壓供水的形式流入當(dāng)?shù)剞r(nóng)田。自該調(diào)蓄水池工程竣工并正式運(yùn)行以來(lái)，將灌區(qū)大田灌溉供水保證率由50%提高至75%，溫室大棚灌溉供水保證率提高至85%，年灌溉供水量達(dá)2 991萬(wàn)m3，對(duì)促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要作用。現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人民群眾對(duì)生活質(zhì)量的追求也日益增高，因此，對(duì)生活用水的需求量也越來(lái)越大，不斷完善水資源系統(tǒng)至關(guān)重要，水利工程基礎(chǔ)建設(shè)需要在新時(shí)代的發(fā)展中不斷創(chuàng)新，大力發(fā)展智慧水利。

1 調(diào)蓄水池

調(diào)蓄水池主要用來(lái)調(diào)節(jié)水流量，可以是人工修建（地上蓄水池、地下混凝土池等），也可依靠天然的池塘、湖泊等。調(diào)蓄水池的作用日趨豐富，最初在水流量大時(shí)截流分流，規(guī)避洪澇災(zāi)害，在雨水量下降后，將蓄水池中儲(chǔ)存的水放出。目前，在農(nóng)業(yè)灌溉用水和百姓的日常用水等方面也發(fā)揮著非常重要的作用，極大地提升了供水能力。調(diào)蓄水池的占地面積和經(jīng)濟(jì)成本通常都非常巨大，應(yīng)最大程度地利用已有條件，建設(shè)多功能型的調(diào)蓄水池。有效的防滲處理是調(diào)蓄水池充分發(fā)揮性能的關(guān)鍵，其中，土工膜防滲處理是核心技術(shù)。

2 技術(shù)方案的確定

通過(guò)升級(jí)改造骨干渠系的管網(wǎng)和建設(shè)調(diào)蓄水池，保障金強(qiáng)川灌區(qū)8.58萬(wàn)畝的農(nóng)業(yè)灌溉用水。新建灌溉支管6條總長(zhǎng)25.235km，其中：廟兒溝支管長(zhǎng)3.67km，黃草川支管長(zhǎng)1.72km，柏林溝支管長(zhǎng)5.39km，石灰溝支管長(zhǎng)4.18km，火石溝支管長(zhǎng)6.19km，大灣支管長(zhǎng)4.08km。配套修建各類(lèi)閥井84座。新建黃草川、柏林溝和大灣調(diào)蓄水池3座，總?cè)莘e29.56萬(wàn)m3。合理利用了該地區(qū)的天然地勢(shì)優(yōu)勢(shì)，修建了3座大體積的調(diào)蓄水池，池內(nèi)設(shè)置進(jìn)出水系統(tǒng)，鋪設(shè)上水管線(xiàn)及配套的配水管道，引水至上層蓄水池，再經(jīng)由上層蓄水池引出若干分支的配水支管道，通過(guò)重力流自壓將生活用水輸送至各村各戶(hù)。

3 工程設(shè)計(jì)實(shí)施

天祝縣金強(qiáng)川水源保障三期項(xiàng)目大灣調(diào)蓄水池庫(kù)容9.81萬(wàn)m3、水池底長(zhǎng)設(shè)計(jì)為150m、池底寬100m、最大壩高9.35m。壩上游邊坡1∶2.5，自上而下采用現(xiàn)澆C25混凝土格梁（邊長(zhǎng)2.0m×2.0m正方形）填筑砂礫石護(hù)砌，板下設(shè)5cm厚M10砂漿墊層，復(fù)合土工膜（FN/PE-16-400-0.5），30cm厚壤土墊層；下游邊坡1∶2.0，護(hù)坡采用回填腐土并綠化。池底鋪塑防滲，自上而下鋪設(shè)50cm壤土保護(hù)層，兩布一膜復(fù)合土工膜，30cm厚壤土墊層，并沿庫(kù)底周邊做C25鋼筋混凝土止滑梁，止滑梁寬0.6m、高0.8m。壩下游坡腳處設(shè)置2.7m×0.5m（寬×高）的混凝土縱向排水溝，沿壩下游邊坡每隔100m設(shè)置一處1.75m×0.5m（寬×高）的C20 混凝土橫向排水溝，將壩頂集水坑的水排至縱向排水溝。

該金強(qiáng)川水源保障三期項(xiàng)目主要包括新建灌溉支管6條總長(zhǎng)25.235km，其中：廟兒溝支管長(zhǎng)3.67km，黃草川支管長(zhǎng)1.72km，柏林溝支管長(zhǎng)5.39km，石灰溝支管長(zhǎng)4.18km，火石溝支管長(zhǎng)6.19km，大灣支管長(zhǎng)4.08km。配套修建各類(lèi)閥井84座，新建黃草川、柏林溝和大灣調(diào)蓄水池3座，運(yùn)用復(fù)合土工膜防滲技術(shù)進(jìn)行防滲，每座水池通過(guò)自流水進(jìn)入管網(wǎng)，每個(gè)水池的池底最低位置設(shè)置進(jìn)出水系統(tǒng)，配套管網(wǎng)系統(tǒng)，采用自動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行輸水，閥井設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，通過(guò)一系列智能系統(tǒng)進(jìn)行輸水、送水。整個(gè)工程項(xiàng)目的重中之重是 3 座大體積的調(diào)蓄水池，因此，處理好調(diào)蓄水池的防滲工作尤其關(guān)鍵，重要性不言而喻。

以三大調(diào)蓄水池開(kāi)發(fā)地的原地形與縱坡比等數(shù)據(jù)作理論分析，3座大體積調(diào)蓄水池整體的布局采用串珠式管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，每個(gè)儲(chǔ)水池預(yù)留儲(chǔ)水容量，3座大體積調(diào)蓄水池的總儲(chǔ)水容量達(dá)29.56萬(wàn)m3，以便充分滿(mǎn)足當(dāng)?shù)厝f(wàn)戶(hù)居民的用水需求。

4 調(diào)蓄水池防滲技術(shù)

4.1 技術(shù)要點(diǎn)

該水利工程項(xiàng)目中的3大調(diào)蓄水池的防滲設(shè)計(jì)與處理是技術(shù)方案的核心環(huán)節(jié)，也是調(diào)蓄水池能否充分發(fā)揮儲(chǔ)水、蓄水功能的關(guān)鍵所在，其中，重點(diǎn)在于水池池壁、池底的防滲設(shè)計(jì)。在3大調(diào)蓄水池的池壁施工完成后進(jìn)行了多次的碾壓試驗(yàn)來(lái)作理論驗(yàn)證與分析。實(shí)際應(yīng)用中采用的是復(fù)合土工膜防滲技術(shù)，技術(shù)方案中選用了高規(guī)格的復(fù)合土工膜，兩布之間夾一膜設(shè)計(jì)，其兩面長(zhǎng)絲土工布的總重量為400g/m2（兩面分別為200g/m2），中間防水的PE塑料膜厚度為0.5mm，撕裂強(qiáng)度大于16kN/m。

4.2 土工膜防滲技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作流程

大體積調(diào)蓄水池土工膜防滲施工是有嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范操作流程的。

（1）土工膜膜底下的雜質(zhì)及無(wú)關(guān)物品必須清理干凈，任何雜物的殘留都會(huì)影響最終的防滲效果。

（2）劃分鋪設(shè)區(qū)。選擇土工膜幅寬作為劃區(qū)分塊的主要依據(jù)，在每個(gè)劃分區(qū)內(nèi)做標(biāo)記，并將其固定在砂漿層外層較醒目的位置，以便施工。根據(jù)標(biāo)記完成指定區(qū)域的鋪設(shè)工作之后，需要填寫(xiě)質(zhì)量檢查記錄表并存檔。

（3）重點(diǎn)考慮鋪設(shè)土工膜時(shí)的天氣狀況。應(yīng)錯(cuò)開(kāi)光照和紫外線(xiàn)特別強(qiáng)的時(shí)間或大風(fēng)、暴雨、冰雹、沙塵暴等極端惡劣天氣，因?yàn)樘厥馓鞖獠粌H不利于施工，也對(duì)施工人員的人身安全造成威脅，還會(huì)嚴(yán)重影響土工膜鋪設(shè)的質(zhì)量，加大蓄水滲漏的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）對(duì)施工人員的要求?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員必須穿安全防護(hù)鞋工作，普通鞋子不具備防滑、防砸、絕緣的功能，難以發(fā)揮保護(hù)作用。鋪設(shè)時(shí)禁止將硬物放置在土工膜上，同時(shí)，禁止吸煙，避免火災(zāi)隱患，注意防火、滅火，降低工程風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率。

（5）施工時(shí)需注意的事項(xiàng)與操作指導(dǎo)。比較關(guān)鍵的幾點(diǎn)包括：土工膜與膜上砂漿層需要壓平貼緊，但也需留出一定余量的松弛度；水庫(kù)坡口處的土工膜，鋪設(shè)時(shí)應(yīng)該高于最高水位，其高度要≥0.5m；坡頂以上的土工膜則要求在鋪設(shè)完成之后壓緊并整齊卷好；為了應(yīng)對(duì)狂風(fēng)、沙塵暴、龍卷風(fēng)等極端天氣，在鋪設(shè)大體積調(diào)蓄水池的土工膜時(shí)，全部的土工膜都要用沙袋按間距壓實(shí)，直至土工膜上的水泥砂漿保護(hù)層完成施工為止；當(dāng)天鋪設(shè)的土工膜必須在當(dāng)天完成所有土工膜的焊接工作，否則會(huì)影響焊接質(zhì)量，也會(huì)對(duì)土工膜的防滲功能造成不利影響。

4.3 土工膜拼接

4.3.1 土工膜拼接技術(shù)規(guī)范

在進(jìn)行土工膜現(xiàn)場(chǎng)拼接工作時(shí)，要嚴(yán)格遵守技術(shù)規(guī)范要求：首先，土工膜的接頭在應(yīng)用之前，需要做工藝試驗(yàn)，以驗(yàn)證接頭的性能是否滿(mǎn)足施工條件。其次，焊接的方式方法有很多種，包括激光焊、弧焊、激光電弧復(fù)合焊等，不同的材料選用不同的方式。例如，汽車(chē)車(chē)身的薄板適合用激光焊，船舶的厚板適合用復(fù)合焊等，對(duì)焊接的質(zhì)量和性能有很大的影響。針對(duì)土工膜防滲應(yīng)用，最理想最符合實(shí)際應(yīng)用的焊接方法是雙焊縫搭接，焊接工具以自動(dòng)調(diào)溫（調(diào)速）熱合機(jī)和熱壓擠壓焊接機(jī)為主，塑料熱風(fēng)焊槍?zhuān)ㄓ糜诰植啃扪a(bǔ)）作為輔助修補(bǔ)的手段。

4.3.2 土工膜拼接施工工序

①用潔凈的紗布將土工膜焊縫的搭接處擦拭干凈，表面無(wú)水、無(wú)油、無(wú)污物之后，需要沿平行方向?qū)R，搭接縫的長(zhǎng)度要大于100mm。

②密切關(guān)注施工當(dāng)天的天氣情況，將焊接設(shè)備調(diào)整至適合當(dāng)天天氣的工作狀態(tài)。

③做土工膜樣品焊接試驗(yàn)。

④對(duì)焊接的樣品做撕拉試驗(yàn)，要求焊縫無(wú)破損、母材無(wú)破裂。

⑤焊接試驗(yàn)合格之后，需要用熱合機(jī)逐段逐縫地進(jìn)行一次輔助焊接。

⑥實(shí)時(shí)監(jiān)控施工現(xiàn)場(chǎng)的氣溫、氣壓、空氣濕度、潔凈度及材料性能，根據(jù)實(shí)際情況適時(shí)調(diào)整焊機(jī)參數(shù)，使焊機(jī)的工作溫度始終保持在0℃～200℃的范圍內(nèi)。

⑦焊縫焊完之后，對(duì)土工膜的焊縫進(jìn)行外觀目測(cè)檢查，焊縫應(yīng)均勻、平直，無(wú)虛焊、漏焊、皺褶、燙傷、空洞，然后對(duì)每條焊縫進(jìn)行充氣檢驗(yàn)，即雙焊縫加壓檢測(cè)法，將待測(cè)段兩端封死，入氣針充氣至0.15～0.20MPa，保持1～5min，壓力無(wú)明顯下降即為合格，否則應(yīng)及時(shí)檢查、補(bǔ)焊。檢測(cè)完畢，應(yīng)立即對(duì)檢測(cè)時(shí)所作的充氣打壓穿孔，利用熱熔焊槍采用擠壓焊接法補(bǔ)焊。出現(xiàn)虛焊、漏焊時(shí)，必須切開(kāi)焊縫，采用熱熔的方式對(duì)土工膜焊縫進(jìn)行檢測(cè)。

5 應(yīng)用復(fù)合土工膜防滲技術(shù)的效益與意義

該水利工程項(xiàng)目中的3座大體積調(diào)蓄水池于2020年10月上旬開(kāi)始蓄水運(yùn)行。 蓄水池蓄水防滲效果良好，耐老化、使用期長(zhǎng)。3大調(diào)蓄水池投產(chǎn)后徹底緩解了打柴溝、華藏寺等周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水不穩(wěn)不足、季節(jié)性缺水的狀況，解決了當(dāng)?shù)卮迕窆喔扔盟膯?wèn)題，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展起到了良好的促進(jìn)作用。

6 結(jié)語(yǔ)

3座大體積調(diào)蓄水池土工膜防滲技術(shù)的應(yīng)用取得了預(yù)期的效果，參與水利工程建設(shè)的技術(shù)人員均已系統(tǒng)地掌握了復(fù)合土工膜的鋪設(shè)、焊接、檢驗(yàn)及應(yīng)用技術(shù)，為日后在全國(guó)范圍內(nèi)建設(shè)水庫(kù)、蓄水池或其他水利工程中大規(guī)模運(yùn)用土工膜防滲技術(shù)積累了成功的經(jīng)驗(yàn)、完善的技術(shù)及人才儲(chǔ)備。實(shí)際應(yīng)用效果已經(jīng)驗(yàn)證了土工膜防滲效果理想、質(zhì)量可靠、使用壽命較長(zhǎng)，是一項(xiàng)值得大力推廣及廣泛應(yīng)用的水利工程防滲技術(shù)。對(duì)比傳統(tǒng)常規(guī)應(yīng)用鋼筋水泥等材料進(jìn)行防滲的做法，選用土工膜不僅能夠降低工程造價(jià)、便于施工、縮減工期與經(jīng)濟(jì)成本，還具有極強(qiáng)的耐酸堿度、抗老化、抗光照及紫外線(xiàn)的特性，在各種復(fù)雜水利環(huán)境中能夠做到經(jīng)久耐用。大體積調(diào)蓄水池土工膜防滲技術(shù)在水利工程中的成功應(yīng)用，不僅創(chuàng)造了政府百姓多方共贏的社會(huì)效益，還創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，具有重大的社會(huì)意義。