垂直铺塑技术探讨

李超纲

【摘 要】垂直铺塑防渗处理技术，属国家重点推广的防渗技术，具有成本低、见效快、防渗效果显著等特点。该文介绍了此项技术在河南省孟州市白墙水库坝基防渗处理中的施工技术及成功应用。

【关键词】垂直铺塑；水库坝基；防渗处理

0.工程概况

白墙水库位于河南省孟州、济源、沁阳三市交界处，地处蟒河流域的中游，控制流域面积710km2，总库容4000万m3，是一座以防洪为主，兼顾灌溉养殖的中型水库。该水库防洪标准为50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。大坝为均质土坝，全长9.6km，最大坝高12m，坝顶宽5m。由于历史原因，大坝施工质量较差，自建库以来坝基有多处渗水，经观测，共有三段渗水较为严重，分别在大坝桩号0+270-0+470段，2+000-5+100段，5+820-5+850段。根据河南省水利勘测总队《河南省孟州市白墙水库坝基渗漏治理工程地质勘察报告》，以及该地区地层岩性，水文工程地质特征，综合分析考虑，该水库坝基防渗区采用垂直铺塑截渗。

1.垂直铺塑工程施工

1.1开沟造槽机具的确定

垂直铺塑防渗技术的关键是分开出现而且连续的沟槽，根据该工程坝基地质情况，经施工单位与监理工程师协商后，采用刮板式开沟造槽机，以适应复杂的地质条件，克服往复式开槽机不适用于粘土地层和砂卵石地层的弱点。刮板式开沟造槽机主要有三部分组成，一是车体部分，二是反循环系统，三是破土开沟部分。

1.2主要设备

主要设备有刮板式开沟造槽机、多级泵、砂砾泵、泥浆泵、发电机组和电器控制箱。

1.3施工工序及方法

1.3.1施工工序流程

白墙水库坝基垂直铺塑工程按照以下工序施工：

修筑平台—开沟造槽—护壁—铺膜—回填。

1.3.2施工

平整场地：将工作面整平并压实，以防造槽机工作偏离施工轴线。

开沟程序：首先将开槽机就位于沟槽轴线上，检查各部件、环节是否正常。然后开动调速电机，再由卷扬机控制降落架，通过刮刀的作用，将砂土刮出地面。

1.3.3塑料薄膜铺设

当前部的沟槽开出后，后面的铺塑装置随即进行铺塑，边开槽边铺塑，铺设装置位于开槽机后部，由底脚、牵引绳竖向定杆、缠塑膜管等组成，底脚用钢板做成，长度为40cm，宽度为小于沟槽2-5cm，前部略翘起并设有固定牵引绳的圆环中部焊有直径为3cm的竖向塑模固定杆，且塑模可使此杆转动。

当开沟造槽达到设计深度后，把竖向固定杆插入缠有塑模的圆管内，放入沟槽，然后将塑模起端用细钢管或钢筋缠数圈，向后拉一定距离，插在沟槽内。牵引绳系在底架后部，随机器前进，人工转动塑模杆，塑模就平顺的展铺在槽中。

一捆薄膜（长约50m）用完后，与后续薄膜连接采用热合或者缝合。塑模接头在本次施工中，大部分采用缝合，缝合不少于4层，缝合针距不大于5mm，折叠宽度不少于10cm，缝合确有困难时可采用搭接，搭接长度不小于5m。

1.3.4沟槽回填

铺膜完成后，应及时回填。为避免淤积影响铺塑，回填土疏松无杂质沿沟槽均匀摊铺，回填过程中不得损坏塑模，不得使回填土进入搭接缝内，以保证搭接段在回填土料的侧压力作用下自然叠合贴切，经7-10天沉降后，再往槽内补充填土并夯实。

1.3.5泥浆循环固壁

众所周知，对原来稳定的坝基，开沟造槽后其压力平衡受到了破坏，槽壁失去平衡后就会塌方，不能成槽。另外，开出的沟槽成长条形，土拱起不到作用，更容易塌方。为保持槽壁稳定，此次工程，直接采用从库区内抽水，全部采用清水固壁，其效果良好。

2.施工质量检测

施工过程中对造槽深度、塑膜搭接宽度、铺膜深度及回填土的质量进行了检测，其检测结果均能满足设计要求。

3.说明

（1）铺入地下的塑模采用寿命在50-100年之间，乐观估计会达到100-250年，甚至更长时间。

（2）塑模连接形式主要有缝合法、搭接法和焊接法三种。

（3）护壁泥浆比重保持在1.1-1.2g/cm3，回填要及时且土要符合要求。

（4）关键点的处理。

施工中，如果槽壁坍塌面积小，不很严重，场地允许的情况下，可以偏至原轴线4-5m，锯槽机后退30-35m，重新铺膜搭接，这样增加了渗透途径，可以保证大坝安全。搭接段两轴线不能相距太近，以防止两轴线间的土体因反复浸泡失稳而坍塌，但是轴线相距太远又不能很好保证质量，一般铺塑深9-10m，轴线相距4-5m，搭接30-40m较为合适，如果轴线距离加宽，应增加搭接长度，如遇到大面积坍塌或不能进行搭接处理，可用高压灌浆或者充填灌浆等方法进行处理。

4.体会

（1）垂直铺塑工艺适应于设计铺塑深度20m，土质为粘土、壤土、粉质土、粉细砂的坝基除险加固防渗的处理。

（2）土层土质疏松、地质条件差、易塌槽段，可采用增加浆液浓度，或在槽里加槽向支撑板，或对松散层进行碾压密实后进行开槽等方法处理。

（3）开槽深度宜大于设计铺塑深度10cm，同时开槽后必须马上进行铺塑，以免由于沉淀，铺塑不能达到设计深度，且铺塑后应及时回填。