目前對(duì)于我國(guó)大部分地區(qū)而言， 山區(qū)水庫(kù)是無(wú)法完全替代平原水庫(kù)的。平原水庫(kù)對(duì)于調(diào)節(jié)山前溢出泉水和河道洪水具有顯著的優(yōu)勢(shì)， 尤其是對(duì)于西北地區(qū)而言，可充分利用有限制的水資源，擴(kuò)大保灌面積，對(duì)發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的意義。
對(duì)于我國(guó)西北的干旱地區(qū)，大部分平原水庫(kù)坐落在第四系松散土層無(wú)限深的透水地基上，因此科學(xué)和經(jīng)濟(jì)的防滲體系是平原中小型水庫(kù)設(shè)
計(jì)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。對(duì)中小型水庫(kù)防滲設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，土工膜施工技術(shù)具有工程量小、施工方便，在平原區(qū)中小型水庫(kù)大壩和庫(kù)區(qū)防滲領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛。因此，為了能夠全面保證中小型水庫(kù)的防滲性能，必須要加強(qiáng)中小型水庫(kù)土工膜防滲技術(shù)的研究。
１ 土工膜防滲技術(shù)要求
水利工程中常用的土工膜大致分為三類(lèi)： 土工膜、加筋土工膜、復(fù)合土工膜。為了防止可能裂隙處產(chǎn)生管涌、坍坑，防滲土工膜應(yīng)采用土工織物復(fù)合土工膜。《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》要求：“土石堤壩防滲土工膜厚度不得低于0.5 mm，重要工程部位可以適當(dāng)增加土工膜厚度， 次要工程可以適當(dāng)減小土工膜厚度，但不得小于0.3 mm?！保?中小型水庫(kù)土工膜防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)2.1 應(yīng)特別注意防滲結(jié)構(gòu)抗滑穩(wěn)定由于土工膜斜墻靠近上游壩坡， 復(fù)合土工膜與壩體之間的摩擦系數(shù)一般小于壩體的內(nèi)摩擦系數(shù)，因此需要計(jì)算校核復(fù)合土工膜與保護(hù)層、土工膜與支持層或壩體之間的抗滑穩(wěn)定性。復(fù)合土工膜承受上游水壓， 使膜與膜后支持層之間產(chǎn)生較大的抗滑阻力，在正常擋水情況下，膜后抗滑穩(wěn)定一般沒(méi)有問(wèn)題。在設(shè)計(jì)過(guò)程中復(fù)合土工膜同上層砂漿之間的穩(wěn)定性計(jì)算是防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重點(diǎn)。工膜防滲結(jié)構(gòu)的安全分析可采用極限平衡法計(jì)算防護(hù)層的穩(wěn)定性。堆石、干砌塊石護(hù)坡、混凝土板組成的護(hù)坡都是透水性良好的護(hù)坡，這種情況下，水庫(kù)水位消落時(shí)，保護(hù)層的浸潤(rùn)面也同時(shí)下降， 因此無(wú)需考慮護(hù)面層反向滲透水壓力。
2.2 防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中小型水庫(kù)的防滲結(jié)構(gòu)大體上可以分為土工膜上墊層、下墊層、上墊層的防護(hù)層以及下墊層的支持層、排水排氣設(shè)施等， 下墊層材料可以采用土工格柵、粒土、土工網(wǎng)、土工織物等。以山丹縣某水庫(kù)土工膜防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，水庫(kù)總庫(kù)容480 萬(wàn)m3，最大壩高19.8 m， 庫(kù)區(qū)和壩基表層土壤厚度為1.5 m，表層土以下主要為第四系上更新統(tǒng)（Q3）沖洪積砂卵礫石層，層厚為50 m[1]。工程采用了“半挖半填”的設(shè)
計(jì)原則，就地取材挖取現(xiàn)場(chǎng)砂礫石作為筑壩材料，為砂礫石土工膜斜墻壩的型式，頂部寬度為5 m，迎水面坡度比為1∶2.5，背水面坡度比為1∶2。防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用SN2/PE-16-600-0.6 復(fù)合土工膜，土工膜上墊層為4 cm 厚M7.5 砂漿墊層， 上墊層上部的防護(hù)層設(shè)計(jì)厚度20 cm 的現(xiàn)澆混凝土整體板；考慮筑壩材料為砂碎礫石， 為保障防滲土工膜在施工、運(yùn)行中不被礫石刺破，設(shè)置下墊層，下墊層采用M7.5 水泥砂漿，厚度設(shè)計(jì)為6 cm，下墊層坐落在砂礫石壩體之上。
３ 中小型水庫(kù)設(shè)計(jì)中土工膜防滲技術(shù)的應(yīng)用
3.1 土工膜鋪設(shè)
在復(fù)合土工膜鋪設(shè)過(guò)程中， 要與壩體軸線部位垂直鋪設(shè)，嚴(yán)格控制膜與膜之間的搭接距離，保持土工膜、下層墊之間的緊密性，確保壓平工作達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)。需要注意的是，土工膜不得拉的過(guò)緊，要保持一定的松弛度，膜底部位不能出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象。新型的復(fù)合型土工膜較為輕薄，可能會(huì)被風(fēng)吹起，所以在鋪設(shè)中每隔一段距離設(shè)置一個(gè)溝槽， 用作土工膜的防滑枕，將土工膜固定在槽內(nèi)，并回填砂漿、黏土[2]。
為了保證復(fù)合型土工膜的鋪設(shè)效果， 盡可能在溫暖、干燥的天氣下鋪設(shè)，可以選擇波浪形松弛鋪設(shè)方法， 該鋪設(shè)方法可以保證土工膜保持一定富裕度（1.5%左右）。將土工膜埋設(shè)到防滑枕時(shí)，先要把土工膜拉平，保持與坡面貼合為止，不得出現(xiàn)褶皺或凸起現(xiàn)象。鋪設(shè)土工膜過(guò)程中，工作人員不得穿帶有凸出部位的鞋，避免踩壞土工膜，可以穿平底布鞋、軟膠鞋。施工中一旦發(fā)現(xiàn)土工膜損壞情況，需要進(jìn)行一
定的修復(fù)，確保土工膜的完整性。
3.2 土工膜拼接
復(fù)合土工膜連接可以分為兩個(gè)程序： 上下層無(wú)紡織布連接、PE 膜連接。上下層無(wú)紡織布連接中使用便攜式縫紉機(jī)、尼龍線進(jìn)行雙道縫接方法，搭接長(zhǎng)度9～11 cm。PE 膜連接過(guò)程中采用自動(dòng)調(diào)溫電熱焊接模式，可以選擇雙道塑料熱合機(jī)。完成一道土工膜鋪設(shè)之后，要將焊接邊翻疊，保持翻疊寬度55～65cm。之后再進(jìn)行第二層土工膜鋪設(shè)，要將土工膜反鋪，調(diào)整焊接兩幅膜邊緣，確保搭接長(zhǎng)度在10 cm 以上。土工膜焊接一定要足夠小心謹(jǐn)慎，保證土工膜的焊接質(zhì)量，提高整體的防滲性[3]。在較好的天氣下焊接， 風(fēng)力不得超過(guò)3 級(jí)，高溫、低溫、雨天均不得焊接，保證焊接表面處于干燥穩(wěn)定的狀態(tài)。焊接前， 要使用水風(fēng)機(jī)將表面上的塵土、雜質(zhì)去除，之后用干凈的毛巾擦拭，保證模體足夠干凈。此外，在焊接部位下方使用長(zhǎng)木板墊上，使焊接工作可以在平整面上進(jìn)行， 確保最終的焊接質(zhì)量。PE 膜焊接前要進(jìn)行試驗(yàn)工作。焊接試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，焊接溫度控制在220～300℃， 并時(shí)刻控制行走速度、焊接溫度，使用拉力機(jī)進(jìn)行剝離、剪切試驗(yàn)。測(cè)試的樣品符合工程標(biāo)準(zhǔn)后，得出標(biāo)準(zhǔn)的焊接工藝參數(shù)。焊接中要保持平整度、順直度。兩條焊縫拼接中，焊縫寬度控制在10 mm 左右，在焊縫間保留一定的空腔（10 mm），這樣可以更加直觀的檢查焊縫質(zhì)量。
3.3 反滲水坡面土工膜鋪設(shè)
部分中小型水庫(kù)大壩較高、死水位較高，此時(shí)在坡面底部鋪設(shè)土工膜時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)反滲水問(wèn)題。如果發(fā)現(xiàn)壩體向庫(kù)內(nèi)滲水現(xiàn)象時(shí)， 如果不及時(shí)采取措施容易造成土工膜隆起或坡面滑坡，嚴(yán)重影響土工膜的應(yīng)用質(zhì)量。在反滲水坡面應(yīng)用土工膜時(shí)，要結(jié)合坡面滲水狀況，每隔一段距離開(kāi)挖導(dǎo)滲槽，導(dǎo)滲槽要垂直坡面軸線方向設(shè)置， 在槽內(nèi)填入一定量的砂卵石用作導(dǎo)滲。坡面底部土工膜中，要根據(jù)導(dǎo)滲溝的布置狀況，要每隔一段距離安裝止逆閥。此外， 在土工膜鋪設(shè)完畢后，要時(shí)刻觀察上覆保護(hù)層的情況，防止上層壩面鋪設(shè)造成土工膜破損，提高土工膜的整體防滲性。
3.4 復(fù)合土工膜和建筑物砼連接設(shè)計(jì)
土工膜和水工建筑主體連接當(dāng)中， 必須要保證足夠牢靠、緊密，保留一定的伸縮余量。在與建筑砼連接當(dāng)中，澆筑混凝土?xí)r預(yù)留好土工膜連接槽體。在連接槽內(nèi)砼表面每隔20 厘米打一個(gè)孔， 并在孔內(nèi)安裝膨脹螺栓， 沿著連接部位安裝橡皮， 寬度為10 cm、厚度為5 mm，之后將土工膜折疊三層并打入到螺栓中， 之后再使用相同規(guī)格的橡皮以及扁鋼壓條，規(guī)格為寬5 cm、厚5 mm，將扁鋼壓條穿越膨脹螺栓與土工膜固定[4]。為了避免壓條、螺栓出現(xiàn)銹蝕問(wèn)題，可以在扁鋼壓條、螺栓上涂抹三層防銹漆，之后在土工膜連接槽中澆筑二期混凝土。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述， 土工膜在中小型水庫(kù)中的應(yīng)用十分廣泛，土工膜防滲設(shè)計(jì)具有投資小、施工效益高等優(yōu)勢(shì)， 但如果處理不當(dāng)會(huì)嚴(yán)重影響中小型水庫(kù)的防滲效果。因此，必須要明確土工膜在中小型水庫(kù)防滲設(shè)計(jì)中的使用要求，做好土工膜防滲設(shè)計(jì)方案，嚴(yán)格按照防滲方案開(kāi)展施工， 這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)土工膜防滲技術(shù)應(yīng)用的最終目標(biāo)。
作者：盧東曉
參考文獻(xiàn)
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