复合土工膜在汾河灌区节水续建配套工程中的应用

韩素丽

（山西省水利水电科学研究院 山西太原 030002）

复合土工膜是通过对聚乙烯或聚氯乙烯的增强改性、热复合或压延成膜的同时与涤纶针刺土工织物一次组合而成，其抗拉、抗顶破、抗撕裂强度高，延伸性能好,且有很好的不透水性、弹性、耐久性，适应变形能力强，具有防渗和平面导水的综合功能。复合土工膜防渗技术在水利水电工程、铁路、公路工程、隧道工程、垃圾处理厂、建筑工程等现代建设工程中广泛运用。由于具有上述特点，复合土工膜在堤防工程、灌区节水改造渠道防渗工程中得到了推广应用。本文结合汾河灌区节水续建配套渠道防渗工程中复合土工膜的实际施工情况，介绍复合土工膜在灌区渠道防渗工程中的应用。

1 工程概况

汾河灌区位于山西省中部的太原盆地，灌区跨三市、十一个县（市、区）。全灌区控制土地面积13.7万hm2，其中耕地面积13.7万hm2，其中耕地面积10.46万hm2，设计灌溉面积10万hm2，是山西省最大的自流灌区。灌区位于汾河冲积平原区，地层主要以壤土、砂壤土为主，局部有粉细砂及砂砾岩，按含水层岩性，地下埋深及动力特征结合本区实际开采深度，分为浅层潜水和中层承压水，地下水可开采总量为9358万m3。流向地面坡度基本一致，浅层地下水埋深2～3m。

全汾河灌区分为四个灌排区系相对独立的灌区，即一坝灌区、二坝的汾东灌区、汾西灌区、三坝灌区。灌区面积主要分布于汾河两岸。本次汾河灌区节水续建配套2008年项目工程，位于一坝东一支渠（桩号10+134-11+619），长1485m。本渠道防渗工程采用复合土工膜加浆砌石的形式进行防渗改造。

2 复合土工膜设计情况及工艺流程

2.1 设计情况

汾河灌区渠道防渗工程采用浆砌石梯形渠结合复合土工膜的防渗形式，M5水泥砂浆垫层为边坡5cm厚，M7.5浆砌石护坡砌筑。断面迎水侧边坡为1：1，渠深1.5m，底宽3m。渠坡、底板每50m设横向伸缩缝一道，缝宽20mm，缝内填充聚乙烯闭孔泡沫塑料板，迎水面50mm用沥青砂浆填缝。渠顶做400mm×120mm混凝土压顶。

2.2 工艺流程

在复合土工膜铺设前，渠道底板和坡面修整完成，地下排水系统和渠道防冻胀沙砾料填铺工程完成，换填后的坡面平整度、压实度均达到设计要求，并经现场监理工程师验收合格后方可进行土工膜的铺设，本工程复合土工膜铺设流程为：准备工作——对正、搭齐——缝底层布——擦拭主膜尘土——主膜焊接——连接质量检测——缝上层布——验收。

3 复合土工膜施工方法

3.1 施工准备

1）原材料购进

根据设计要求和施工条件制定一套完整的施工质量管理办法和严格的操作规程，进场的复合土工膜必须有厂家提供的产品合格证书、性能及特性指标和使用说明书，方可进场用于本工程。

2）复合土工膜原材料质量检测

本工程采用山东中易土工材料有限公司生产的规格为SN2/PE-7.5-300-0.2的两布一膜短纤针刺复合土工膜，材料进场后，即作抽样检查。委托太原理工大学土木工程检测中心对产品的单位面积质量、厚度、断裂强力、撕裂强力、断裂伸长率、顶破强力、渗透系数等技术指标进行检测，其各项指标均满足GB-T17638-1998《土工合成材料短纤针刺非织造土工布》的标准规定和设计要求。

3）基面进行清理平整

渠堤及渠底开挖后，清除草根和树根及瓦砾、石子等尖棱杂物,防止穿破、刺破土工膜,然后进行夯实,土方压实系数达到设计要求并经现场监理工程师验收批准后,方可进行土工膜的铺设。

4 复合土工膜的铺设方法及拼接

4.1 复合土工膜铺设方法

本工程中复合土工膜的铺设分为渠底铺设和渠道两侧边坡铺设两个部分。根据施工组织设计的安排，先进行渠坡复合土工膜的铺设，渠坡复合土工膜铺设时顶端预留30cm,底端预留20cm。顶端预留的复合土工膜埋进路缘石坑内；底端预留部分与渠底土工膜连接。

由于施工时，土工膜面积大，渠内平整度问题，难免会出现温度过高造成部分焊接破坏。出现这种情况时，监理同意后，也可以采用KS胶粘接，但必须保证KS胶涂抹均匀。采用KS胶粘接，将受损部位清理干净，在该部位外铺一层合格的土工膜，其各边长度应至少大于破坏部位10cm以上，并将两者拼接处理。渠底土工膜与渠坡土工膜“丁”字形相接。

4.2 复合土工膜铺设要求

渠底复合土工膜铺设时，由于渠道淤积严重，渠底开挖后，必须将渠坡预留的土工膜接口处清理干净再与渠底土工膜焊接，否则焊接质量难以保证。土工膜顶部应锚固于渠堤边坡以上，以形成整体防渗作用。除渠堤边坡以上可以锚固，其他部位杜绝破坏。待浆砌石施工完毕后进行土方回填。

复合土工膜铺设前必须清除渠底的一切杂物、杂草和尖石，土工膜摊开后要及时拉平、拉展，不允许出现凸出及凹陷的部位，一次铺设长度宜控制在30～50m，铺好后成松弛状，以适应部位变形防止破坏，并与支持面贴实，严禁出现褶皱、悬空现象，土工膜下空气应完全排出。施工人员应穿平底布鞋或软底胶鞋，严禁穿钉鞋，以免踩坏土工膜。施工时一旦发现土工膜损坏，必须及时进行修补。铺设完成后进行覆土，覆土质量必须符合设计要求，清除草根、树根及其它硬杂物。

4.3 复合土工膜的拼接方法

目前，土工膜的现场拼接方法有胶粘法和热熔法两种，本工程采用HT-1型土工膜焊说明进行热熔法焊接施工，为保证土工膜的焊接质量，两侧预留20cm宽光膜面，垂直于水流方向铺设，接缝宽度10cm，拼接方式为上游压下游。

5 复合土工膜焊接的控制措施

5.1 参数控制

复合土工膜焊接质量的好坏是渠道防渗工程成败的关键，所以在土工膜焊接上一定要严格把关，在施工前要做好焊接试验，确定合理的施工参数并编报《复合土工膜焊接施工技术方案》，经监理工程师审批后，严格遵照执行。施焊时,焊接部分的底下垫一条长木板，以便焊机在平整的基面上行走，一般掌握行走速度1.5～2.5m/s,施焊温度为220～300℃。保证焊接质量，因为焊接温度要传至膜片，受气温影响较大，要及时进行参数调整,严禁正焊或欠焊。

5.2 膜面清理

焊接前，用电吹风吹去膜面上的砂子、泥土等脏物，焊缝搭接处不得有污垢、积水和砂土等脏物，保证膜面干净。

5.3 焊缝检测

1）现场检测

复合土工膜焊缝质量是拼接的关键，施工中尤其要加强接缝的检查。检测方法有两种，（1）目测法：复合土工膜焊接好后，主要观察有无漏接，接缝处是否烫损，复合土工膜应熔为一体，并且两条焊缝要光滑平顺，没有褶皱，厚度要均匀，目测认为没有问题后再进行现场检漏。（2）现场检漏法：现场检漏有两种方法:充气法和充水法，充气法的优点是直观性好，便于及时发现问题。设备简便，操作简单，可在现场随时随地检查和抽查，所以汾河灌区节水工程采用充气法对全部焊缝进行检测，两条焊缝之间留有约10mm的空腔，将待测段两端封死，插人气针，充气至0.05～0.20MPa,静观0.5min，观察真空表，如气压无下降，表明不漏，焊缝合格，否则要查找原因及时修补。

2）抽样检测

施工完质量检测主要是抽样检测，施工每约1000m2取一组试件，做拉伸强度试验，要求强度不低于母材的80%，且试样断裂不得在接缝处，否则接缝质量不合格。本标段工程共使用复合土工膜1.7万m2,现场共抽取焊缝试样17组，作拉伸强度试验，经检测合格率100%，焊缝质量合格。

6 应用效果

在汾河灌区渠道防渗工程复合土工膜的施工过程中，严格按照上述方法进行施工和质量控制，严把施工质量关，经取样进行室内试验，其各项性能指标全部符合设计要求，工程质量得到保证，提高了灌溉水的利用率，节约的水可扩大灌概面积，从而保证了灌区节水改造工程目标的实现。