劉學(xué)明

（新疆哈密地區(qū)水利水電工程質(zhì)量監(jiān)督站，新疆 哈密 839000）

土工膜防滲施工中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

劉學(xué)明

（新疆哈密地區(qū)水利水電工程質(zhì)量監(jiān)督站，新疆 哈密 839000）

文章對(duì)防滲土工膜（或復(fù)合土工膜）鋪設(shè)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，提出要重視土工膜基礎(chǔ)持力層破壞造成的破裂問題，施工機(jī)械造成的破裂問題，與建筑物的連接不當(dāng)造成的滲漏問題，并針對(duì)其成因提出了防治措施，供同類工程參考。

土工膜（或復(fù)合土工膜）；滲漏；通病防治

土工膜（或復(fù)合土工膜）（以下統(tǒng)稱“土工膜”）以其具有優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能、耐化學(xué)腐蝕性能、較小的滲透系數(shù)以及具有較大的使用溫度范圍和較長(zhǎng)的使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，加上運(yùn)輸、保管、施工方便等，廣泛使用于垃圾填埋場(chǎng)、尾礦儲(chǔ)存場(chǎng)、渠道防滲、堤壩防滲工程等。近年來，在水利工程建設(shè)項(xiàng)目中大范圍地使用了土工膜，為水利工程建設(shè)、水利工程運(yùn)行、抗旱防汛應(yīng)急救援等發(fā)揮了巨大作用。

1 土工膜使用現(xiàn)狀

“水是生命之源、水利是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈、基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)”，這在干旱的西部地區(qū)顯現(xiàn)的尤為突出。在降水只有30mm，蒸發(fā)量卻達(dá)3000mm，而又蘊(yùn)含著豐富礦產(chǎn)資源的西部哈密地區(qū)，農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、礦產(chǎn)開發(fā)、能源建設(shè)等經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，對(duì)水的渴望、對(duì)水的珍惜達(dá)到了“貴如油”的境界。為充分利用有效溯源，引輸水管網(wǎng)建設(shè)、防滲渠道等節(jié)水型水利工程遍布于哈密天山南北的戈壁和沙漠。在建的小型水庫(kù)基礎(chǔ)處理要求已達(dá)到5Lu的防滲標(biāo)準(zhǔn)。在生產(chǎn)實(shí)踐中，除調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)節(jié)水灌溉、降低工業(yè)耗水，加強(qiáng)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)外，以防滲為主要內(nèi)容的水利工程項(xiàng)目建設(shè)占到了很大份量。

在這些水利工程建設(shè)中，防滲材料的選擇更為重要，在戈壁沙漠地質(zhì)條件下，土工膜無疑成為首選的防滲材料。

20世紀(jì)90年代至今，在哈密地區(qū)新建完成的5座小(Ⅰ)型山區(qū)水庫(kù)有2座使用了復(fù)合土工膜防滲材料；在新建的平原水庫(kù)、小塘壩等控制性工程中100%使用了土工膜材料進(jìn)行防滲；在病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中，哈密地區(qū)僅有的3座中型水庫(kù)除險(xiǎn)加固有2座使用了復(fù)合土工膜，小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程100%采用土工膜進(jìn)行防滲；在引水渠道防滲、應(yīng)急搶險(xiǎn)工作中土工膜也是作為主要材料得到廣泛使用。土工膜在干旱缺水的哈密地區(qū)已成為不可或缺的重要防滲材料。

2 存在的問題

在水利工程中應(yīng)用土工膜出現(xiàn)問題的比例幾乎與其使用的比例差不多，主要問題就是破壞滲漏。防滲土工膜破壞滲漏造成的損失，除水的滲漏損失外，最為嚴(yán)重的是可能造成跨壩，給水庫(kù)下游地區(qū)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失。因此，土工膜產(chǎn)品質(zhì)量和施工質(zhì)量的好壞，已成為水利工程安全運(yùn)行和投資效益發(fā)揮好壞的重要指標(biāo)。

截止目前，在哈密地區(qū)已建水利工程中，除以土工膜防滲渠道和以土工膜材料防滲的小塘壩工程運(yùn)行基本正常外，應(yīng)用復(fù)合土工膜防滲的2座山區(qū)水庫(kù)中有1座水庫(kù)出現(xiàn)了滲漏破壞；采用復(fù)合土工膜防滲的平原水庫(kù)中，有80%出現(xiàn)過土工膜破壞滲漏現(xiàn)象，有1座小(Ⅱ)型水庫(kù)因復(fù)合土工膜與放水洞連接不當(dāng)造成破壞出現(xiàn)了險(xiǎn)情。由此可見，利用土工膜防滲，為水利工程防滲體建設(shè)提供了較大的方便，但在工程運(yùn)行安全中也存在很多問題。

3 應(yīng)用土工膜防滲應(yīng)重視的問題

在水利部2013年編制的“水利水電工程施工質(zhì)量通病防治導(dǎo)則”中，對(duì)防滲土工膜鋪設(shè)通常出現(xiàn)的土工膜損傷、土工膜拼接或修補(bǔ)質(zhì)量差、滲水、土工膜松脫或滑動(dòng)等幾個(gè)方面問題進(jìn)行了分析，并針對(duì)其成因提出了防治措施要點(diǎn)。

筆者根據(jù)從事水利工程防滲的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，在水利工程應(yīng)用土工膜進(jìn)行防滲中，除水利部編制的“水利水電工程施工質(zhì)量通病防治導(dǎo)則”中提到的幾個(gè)方面外，還應(yīng)該重視以下3個(gè)方面的問題。一是土工膜基礎(chǔ)持力層破壞造成土工膜的破裂。二是施工機(jī)械操作不當(dāng)造成土工膜的破裂。三是土工膜與建筑物的連接不當(dāng)造成的滲漏問題。

3.1 基礎(chǔ)持力層破壞造成的破裂

基礎(chǔ)持力層破壞造成土工膜破裂主要表現(xiàn)在土工膜破裂、膜下墊層大部分流失，基礎(chǔ)持力層沉陷。主要原因是破壞點(diǎn)周圍有滲水，隨著水壓力和滲流量的不斷增大，松散（或不密實(shí)）的基礎(chǔ)持力層細(xì)顆粒被帶走，同時(shí)土工膜下墊層料（一般為粒徑不大于20mm的細(xì)粒料）相繼被帶走，當(dāng)基礎(chǔ)持力層在水壓力作用下發(fā)生沉陷達(dá)到一定深度時(shí)，土工膜被撕裂或焊縫被拉開造成滲漏。這種情況多發(fā)生在山前水庫(kù)和平原水庫(kù)有大顆粒較集中的庫(kù)盤防滲中，如伊吾縣吐爾干溝水庫(kù)和巴里坤西黑溝水庫(kù)庫(kù)盤防滲復(fù)合土工膜破壞滲漏的情況。

此類情況防治的主要方法是，根據(jù)膜下地質(zhì)條件，對(duì)在滲水壓力作用下可能造成地基沉降處，先采用振動(dòng)碾對(duì)原地基進(jìn)行碾壓，使碾壓后的基礎(chǔ)持力層50cm范圍內(nèi)的相對(duì)密度大于0.8或達(dá)到設(shè)計(jì)中對(duì)大壩碾壓要求的相對(duì)密度，然后按反濾層形式設(shè)置膜下墊層或增鋪一層無紡布，增設(shè)的無紡布應(yīng)鋪設(shè)在下墊層之下，處理的范圍要超出應(yīng)處理邊界外約一幅膜的寬度。

3.2 施工機(jī)械造成的破裂

施工機(jī)械造成土工膜破裂的情況在施工中和處理水庫(kù)滲漏時(shí)發(fā)現(xiàn)的較多。破裂的土工膜多呈三角形開口，偶有較大的刺破口。主要原因除施工機(jī)械在已鋪好的膜上碾壓外（這種情況宜發(fā)現(xiàn)且能較好地控制），主要是采用反鏟鋪填鋪膜上墊層和蓋重料時(shí)抓斗放料離地面過低，起鏟時(shí)劃破土工膜；還有一種情況是抓斗卸料后，移動(dòng)機(jī)械臂時(shí)，抓斗掛到已鋪好的膜上墊層或蓋重，造成土工膜破裂，這種情況多發(fā)生在坡面處。

此類情況防治的主要方法是：首先制定施工機(jī)械不得在已鋪好的土工膜上行走的規(guī)定，并嚴(yán)格執(zhí)行。二是機(jī)械手要有熟練的操作技術(shù)和正確操作技巧。最主要的是在機(jī)械鋪設(shè)時(shí)，施工單位要派1～2名人員跟蹤觀察，發(fā)現(xiàn)可疑情況及時(shí)檢查、補(bǔ)救，同時(shí)最好不要在夜間進(jìn)行防滲膜的鋪設(shè)。

3.3 與建筑物的連接不當(dāng)造成的滲漏

防滲膜與放水洞、溢洪道、趾墩等建筑物的連接是水庫(kù)工程建設(shè)中的關(guān)鍵部位。與建筑物的連接形式，一般用鋼條（或鋼板）通過膨脹螺栓固定在建筑物上。另一方法是將防滲膜用粘合劑粘在建筑物上，或兩種結(jié)合使用。通過運(yùn)行證明，這種連接方法存在很大問題。

如新建水庫(kù)巴里坤縣西黑溝水庫(kù)和伊吾縣阿拉通蓋水庫(kù)均為庫(kù)盤防滲膜防滲、大壩為砂礫石面板壩，其中西黑溝水庫(kù)庫(kù)盤復(fù)合土工膜為300g/0.5mm/300g，防滲面積為44.64萬(wàn)m2，阿拉通蓋水庫(kù)庫(kù)盤復(fù)合土工膜為300g/0.8mm/300g，防滲面積為17萬(wàn)m2。原設(shè)計(jì)庫(kù)盤土工膜與趾板混凝土連接形式為粘合劑粘接，粘接長(zhǎng)度均為50cm，再用鋼條通過間距為20cm的膨脹螺栓固定在趾板上。經(jīng)多次檢查，施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，但蓄水后發(fā)現(xiàn)2座水庫(kù)均有沿庫(kù)盤土工膜與趾板連接處漏水現(xiàn)象。

哈密市二堡二村小水庫(kù)放水洞采用這種連接，當(dāng)水位蓄至洞頂以上時(shí)，下游出現(xiàn)滲水，繼而發(fā)展為漏水，幸好及時(shí)發(fā)現(xiàn)排除了險(xiǎn)情。對(duì)放水洞開挖后發(fā)現(xiàn)主要是大壩防滲復(fù)合土工膜與放水洞連接不好發(fā)生滲漏造成了險(xiǎn)情。

此類情況防治的主要方法是：首先要對(duì)膜與混凝土粘接材料進(jìn)行試配，選擇滿足工程環(huán)境要求的粘接材料。

在處理巴里坤縣西黑溝水庫(kù)和伊吾縣阿拉通蓋水庫(kù)盤復(fù)合土工膜與趾板混凝土連接滲漏問題時(shí)發(fā)現(xiàn)，粘接的復(fù)合土工膜與趾板混凝土有50%已脫離，經(jīng)更換粘接材料多次調(diào)試才達(dá)到要求。

其次，鋼板壓條不能直接壓在復(fù)合土工膜上，應(yīng)在膜與鋼板壓條間放置2根彈性較好的直徑約為10mm的橡膠棒（固定膨脹螺栓在2根橡膠棒中間），這樣有利于保證防滲膜能與建筑物混凝土面緊密結(jié)合。

4 總 結(jié)

土工膜作為防滲材料在水利工程建設(shè)中已普遍應(yīng)用，了解土工膜防滲施工中出現(xiàn)的一些問題，控制好施工中的主要環(huán)節(jié)，才能最大程度地保證其在工程運(yùn)行中的安全，發(fā)揮正常的防滲效果。

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.06.021

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1008-1305（2014）06-0064-02

劉學(xué)明（1965年-），男，高級(jí)工程師。