复合土工膜在老挝色萨拉龙灌溉工程中的应用

张佳立 高 猛

(中国葛洲坝集团国际工程有限公司，北京 100025)

·水利工程·

复合土工膜在老挝色萨拉龙灌溉工程中的应用

张佳立 高 猛

(中国葛洲坝集团国际工程有限公司，北京 100025)

以老挝色萨拉龙灌溉工程为背景，根据复合土工膜防渗原理及设计技术标准，对复合土工膜施工方法进行了详细阐述，并探讨了土工膜包装运输、存储、铺设、拼接等质量控制措施，以达到良好的防渗效果。

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1 工程概况

老挝色萨拉龙灌溉工程位于老挝中部Savannakhet省 Tha Pang Thoong地区，主体大坝建于色萨拉龙河上，由水库、大坝、溢洪道、取水建筑物、渠道及渠系建筑物等组成，主要任务是灌溉。挡水坝采用土工膜心墙堆石坝，坝高约21 m，坝顶长度1 793.00 m，坝顶宽度6.00 m，总库容7 513万m3，调节库容3 080万m3，设计灌溉面积2 000 ha。

由于老挝色萨拉龙灌溉工程当地土料具有分散性和膨胀性等特性，故该工程采用土工膜心墙堆石坝，坝体主要由主堆石区、过渡区、保护层区和土工膜组成，保护层料粒径为0.1 cm～4 cm，过渡区石料最大粒径30 cm，堆石区石料最大粒径80 cm，主要由土工膜心墙防渗。

2 复合土工膜防渗原理及设计技术标准

2.1 复合土工膜防渗原理

复合土工膜作为土工防渗材料，采用塑料薄膜为防渗基材，与无纺布复合而成。目前，聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)已成为国内外防渗应用的主要塑料薄膜，因其是高分子化学柔性材料，具有比重较小，适应变形能力高，延伸性强，耐低温，耐腐蚀，抗冻性能好等优点。其作用机理是以塑料薄膜较大的抗拉强度和延伸率承受水压并适应坝体变形，以其不透水性隔断土坝漏水通道；无纺布采用高分子短纤维化学材料，通过针刺或热粘成形，具有较高的延伸性和抗拉强度，与塑料薄膜结合后，增大了塑料薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力；同时，因无纺布表面粗糙，加大了接触面的摩擦系数，对复合土工膜及保护层的稳定非常有利。

2.2 复合土工膜设计技术标准

大坝使用400 g/0.8 mm/400 g两布一膜形式的复合土工膜铺设在坝体中央作为“防渗心墙”(可简称“心墙土工膜”)，标称断裂强度24 kN/m,膜的铺设随坝体填筑同步上升。由于碾压密实性的需要，土工膜呈“之”字状上升。复合土工膜内在质量技术要求见表1。

3 复合土工膜施工方法

3.1 施工前的准备

土工膜施工前，按照实际施工工况，做模拟试验，以便发现和总结施工中存在的问题，并及时进行技术论证，编制科学、合理的施工方案。土工膜厂家技术指导人员进场后，开展土工膜施工技术培训，包括土工膜焊接、试验、保护、堆放及施工中注意事项等多方面培训，确保土工膜心墙施工质量。

表1 复合土工膜内在质量技术要求

土工膜心墙施工前，对土工膜安装轴线进行现场测量，在CAD中绘制轴线，按照底板高程的变化，合理划分土工膜下料段长，以土工膜损耗量控制到最小为原则，将底板划分为若干段，段长利用大坝桩号控制。按照土工膜每卷尺寸为50 m×6 m在电脑上模拟排列土工膜，并绘制土工膜施工下料图，标注详细尺寸。经检查无误后，下发施工班组，严格按照下料图进行现场土工膜裁剪施工。

3.2 心墙土工膜与坝基、岸坡及其他建筑物的连接

与坝体齿槽混凝土相接部位土工膜安装工作主要包括：基础清理、测量土工膜安装轴线、绘制土工膜下料图、实地放样、基础修整、检查验收、涂刷沥青、安装橡胶条、安装土工膜、安装钢条、膨胀螺栓锚固、检查验收、二期混凝土浇筑等。

3.2.1 与坝基连接部位基础面处理

按照土工膜下料图纸，在底板上放样出每块土工膜安装位置和轴线，并做好明显标记。土工膜连接部位基础面需平整、干净。局部不平整的部位，采用手持电砂轮进行打磨修整或用砂浆找平，利用高压风枪吹干净，平整度应该满足扁钢条固定后止水橡皮与基础接触严密无架空现象。其他较平整部位可不进行打磨处理，但需将表面清理干净，保证沥青和混凝土能充分粘结。

3.2.2 沥青涂刷

基础面处理合格后，经验收签证方可进行沥青涂刷作业，涂刷应均匀，保证沥青与止水橡皮充分接触。涂刷分段进行，完成一段后，即可进行止水橡皮的铺设。

3.2.3 安装止水橡皮

首先将宽25 cm、厚0.6 cm的止水橡皮粘贴在沥青带上，然后借助橡胶手锤轻击或挤压，保证止水橡皮和沥青充分粘连，不出现止水橡皮起拱的现象。橡胶止水分段安装，并检查和沥青的粘结质量，如不能满足设计要求，需局部或全部返工处理。

止水橡皮在接头部位采用对接的方式连接，搭接时将止水橡皮端头切平，然后对齐安装，利用订书钉临时固定。

3.2.4 土工膜锚固

将裁剪好的土工膜从长边端卷成一圈，顺坝轴线放置在预先设计的部位，然后将剪切端头和止水橡皮边对齐，安装平整，无皱褶，安装结构尺寸应满足设计要求。止水橡皮与扁钢条同时安装，先安放止水橡皮，接着在其上安装宽20 cm、厚1 cm的扁钢带，安装时注意扁钢带中心线和帷幕灌浆中心线重合，在保证安装位置满足设计要求后，完成膨胀螺栓打孔固定。

扁钢带在出厂时，按照设计图纸的要求，每间隔0.5 m设置D=10 mm螺栓孔，在现场施工过程中，利用电钻穿过螺栓孔进行土工膜及混凝土钻孔，然后进行膨胀螺栓安装前预膨胀(即先将螺帽压住套管至螺杆扁头)，接着将其打入钻孔内，用梅花扳手用力紧固，完成膨胀螺栓安装。

固定扁钢带时，先固定中间部位，然后固定两端部位螺栓，剩余孔逐次加密全段固定，保证土工膜不会出现皱褶。

扁钢带安装时，遇到底板结构缝部位，需切割断开，避免基础不均匀变形造成扁钢条的拉动。严格按设计通知要求进行施工，同时膨胀螺栓孔不应破坏分缝处橡胶止水带，在施工过程中，需要注意和橡胶止水带错位。

3.2.5 二期混凝土施工

土工膜和混凝土连接完成后，再次对土工膜进行认真检查，膨胀螺栓无松动现象，全部紧固，并将钢板、土工膜、橡皮压紧在混凝土板上，确定无破损、空洞、撕裂等缺陷，通过检查验收合格后，进行二期混凝土的浇筑。

3.2.6 与岸坡及其他建筑物的连接

心墙土工膜与岸坡及其他建筑物的连接形式按设计图纸要求施工，其锚固施工与坝基连接形式基本相似，其操作流程及工艺可参照与坝基连接施工工艺。

3.3 土工膜铺设及填筑顺序

土工膜和大坝齿槽混凝土锚固完成，二期混凝土强度达到75%时，经验收合格后，进行保护层料的填筑施工，先将土工膜翻滚至下游侧，在上游侧填筑碾压保护层料，人工清除表面可见较大石块，同时修整边坡，边坡应平整，拍打密实。现场施工再次确认接触面有无尖锐块石，检查合格后，将土工膜翻滚至上游侧；填筑下游侧的保护料，第一层填筑结束，详见图1。土工膜在翻滚时，需要多人将土工膜抬起翻滚，不能出现局部撕扯、强拉等等情况，在这个过程中，需专人指挥，使50 m长的土工膜一次性翻越至另一边。

土工膜、保护料和过渡料同时上升，填筑完成两层保护层料和过渡料方可填筑一层堆石料，保护料和过渡料每层铺设厚度为50 cm，堆石料每层铺设厚度为100 cm，每一层保护和过渡料填筑完成后，同时进行碾压。每两层保护、过渡料和一层堆石料填筑完成后应进行骑缝碾压。

3.4 复合土工膜的焊接

土工膜接头为双焊缝焊接，焊缝的宽度为1 cm，搭接长度最少10 cm，焊缝间留有10 mm空腔，焊接适宜环境气温为5 ℃～35 ℃，气温若低于5 ℃，必须加热搭接面。采用自动调温(调速)电热楔式双道塑料热合机、热熔挤压焊接机作为主要焊接工具，局部修补用辅助工具采用塑料热风焊枪。

复合土工膜焊接完成后，连续填筑三层堆石料，且土工膜外露端头不小于1 m时，开始焊接土工膜，焊接前，将土工膜顺长边卷成一圈，人工转移到需要焊接的部位，将焊接处外面的土工膜清理干净，进行焊接。焊接完成后进行试验测试，如焊接质量不合格，需进行补焊或采用其他方式补救。焊接部位撕开的“两布”需采用手提式缝纫机缝合或使用焊枪电焊在一起，保护焊缝部位土工膜。

4 复合土工膜施工质量控制

为保证土工膜的施工质量，制定了严格的复合土工膜施工管理制度，由专人负责运输、存放、铺设、拼接、检测、缺陷修补、验收等每个环节，严格执行制度，确保施工质量。

1)土工膜包装运输。土工膜在厂家出厂包装时，采用不漏水不透光的布包装，并配专用的吊带。不可用有钉子的木箱或容易对土工膜形成破坏的其他包装材料包装。运输由物流公司派专车运输，不得与其他货物混装。

2)工地存储。工地存储设有专用的存放仓库，仓库应干燥，不得漏雨，土工膜存放不得被阳光直晒，搬运上坝时，不得破坏土工膜。

3)土工膜铺设。土工膜铺设前应先按实测的锚固基础纵断面剪裁好第一层土工膜，剪裁的目的是使以上的接缝保持水平，锚固基础混凝土应清扫干净，打磨平整，锚固线上不得有尖角和局部凸起。底层沥青必须按设计涂刷，锚固胶片和钢板须与基础紧贴，不得架空。铺设及检测人员不得穿钉鞋，不得在场内抽烟。土工膜铺设应松弛，不得拉扯过紧，应对正，搭接应对齐。尽量避免在酷热天气强阳光下铺设，未焊接胶接时应压沙袋，以免被风吹动，焊接胶接后把沙袋移到接缝上。

4)土工膜拼接。土工膜的焊接和胶接，由二期施工中经过培训和实际操作过的技工及技术人员操作和自检，完整记录操作过程，载明每道接缝操作及自检人员的姓名、所用设备及胶粘剂、天气条件、日期、焊接温度、爬行速度等。每班开始前，操作员需先对小样试焊接，检验合格后才可实际操作坝上土工膜。自检员需对接缝进行100%无损检测，对薄弱可疑部位有损检测，有损检测需经工程师签字同意，同时做好操作及检测记录。检测不合格的应告知工程师，以便采取补救措施。

5)报告制度。在土工膜施工全过程中，任何人员发现土工膜有损坏，都应向当班技术员或质检员报告，以便采取补救措施，不得隐瞒不报，对报告人员加以表扬或奖励。

5 结语

老挝色萨拉龙灌溉工程大坝在施工过程中严格按照复合土工膜施工技术要求，控制现场施工质量，经试验检测结果表明，复合土工膜各项性能指标均满足设计要求，2014年该工程已通过竣工验收并开始蓄水，大坝运行安全稳定，防渗效果良好。

[1] 刘彦利，张建生.复合土工膜心墙堆石坝应力变形分析[J].甘肃水利水电技术，2015，51(1)：19-23.

[2] 贾知明，李 涛.复合土工膜防渗结构设计及施工工艺探讨[J].中国西部科技，2010，9(3):54-55.

[3] 杨建平，寿 伟，王铁强.浅论复合土工膜在南水北调工程中的应用技术[J].南水北调与水利科技，2009，7(3):109-111.

Application of composite geo-membrane in Sesalalong irrigation project of Laos

Zhang Jiali Gao Meng

(CGGCInternationalLtd,Beijing100025,China)

Taking Sesalalong irrigation project of Laos as the background, the paper illustrates the construction method of composite geo membrane according to its anti-leakage principle and design technical standard, and explores the quality control measures including the packaging and transportation of the geo membrane, reserve, pavement and assembly, so as to have better anti-leakage effect.

composite geo membrane, anti-leakage, connection, quality

1009-6825(2015)28-0213-03

2015-07-26

张佳立(1984- )，男，硕士； 高 猛(1978- )，男，工程师

TV512

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