浅谈防渗帷幕在堤防加固中的应用

张德友

浅谈防渗帷幕在堤防加固中的应用

张德友

防渗帷幕在水利工程堤防防渗中应用较为广泛，其工作原理一般是利用专门的开沟造槽机械开出一定宽度和深度的沟槽，在沟槽内铺设塑膜，再填以回填土，形成以塑膜为主体的防渗帷幕，起到防渗作用。该工艺的主要特点有两个方面：一是充分利用塑膜的良好防水性，防渗效果较其他一些防渗截渗措施更为明显；二是形成的塑膜防渗帷幕连续、均质、整体性好，适应变形能力强。该技术曾在分淮入沂淮沭河两侧堤防、新沂河南北大堤、沭阳闸上下游堤防和柴米闸加固中均有应用。

一、施工方法和要求

1.工艺流程

（1）工艺原理

防渗帷幕技术是通过主机带动链条转动，利用刮刀对原状土进行刮、削，将其带出地面，形成满足设计要求的沟槽，并充灌浆液进行槽孔护壁，利用铺膜装置在沟槽内铺设聚乙烯土工膜，再用土回填沟槽，形成以土工膜为主体的防渗帷幕，以达到截渗的目的。

（2）工艺流程

防渗帷幕工艺流程见图1。

2.施工方法

（1）场地清理、平整

将施工范围内树木、杂草等清理后，用挖掘机整平铺膜作业面，以满足铺膜机械作业施工需要。

（2）施工测量放样

根据控制高程点、施工控制点测放施工轴线及起始点桩位，在施工轴线上每间隔10m测放一铺膜控制桩位，用水准仪测定各桩位处地面高程。根据设计膜底高程和实测桩位点地面高程确定铺膜深度，制成机械垂直铺膜深度施工控制表。所有施工测量均按照《水利水电工程施工测量规范》要求进行。

（3）挖槽及槽壁维护

挖槽在施工轴线上进行，采用24.5cm宽度刮刀挖槽，控制槽孔宽度不大于26cm，利用垂直铺膜机械尾部卷扬控制挖槽深度。按铺膜深度施工控制表控制挖槽深度大于设计槽深0.1m左右，每10m长利用测绳实测槽深，确认槽深符合设计要求后，依靠垂直铺膜机头部的牵引设备与方向盘控制开槽机械前进速度及方向，在设计铺膜轴线上挖槽施工。成槽时密切注意槽孔内浆液的消耗情况，及时补充浆液，若浆液不能满足槽壁稳定要求时，配置优质泥浆护壁，泥浆比重1.05～1.25，粘度18～25s。必要时用特制的木支架支撑已成槽未铺膜段孔壁。

（4）卷膜

根据垂直铺膜深度，选择幅宽10.80m、厚0.2mm规格的塑膜。卷膜场地做到宽敞、平整、表面干净无坚硬物。将检验合格满足设计幅宽的土工膜，采用专用设备沿幅宽方向整齐地卷在直径为50mm的镀锌管上；每卷膜长度60m左右，成卷后的直径不大于槽宽，以便膜卷在槽孔中能自如转动。卷膜应在质检员的监督下进行，卷膜过程中控制卷膜速度，用力均匀，并做好记录。卷膜过程中检查膜的外观，如有孔眼等缺陷或损伤，及时用新鲜母材修补，补疤每边超过破损部位10～20cm。卷好的膜卷捆好后，衬垫软质材料，上部覆盖彩条布，并交由专人负责保管，防止在日光下暴晒或被利物划破。

图1　　防渗帷幕工艺流程图

（5）塑膜的联接

根据工程技术要求，土工膜卷与卷之间采用缝接工艺联接。缝接工具采用手动缝纫机。现场缝接土工膜时，先用干净纱布擦拭缝接搭接处，做到无水、无尘、无垢，并将土工膜平行对正；缝接前先做小样缝接试验，以取得手动缝纫机良好工作状态，然后进行正式缝接。缝接形式采用双道缝合，要求折叠四层，其缝合的缝接宽度应大于200mm，缝合的针距适中，缝线连续、无断线、无跳针，保证接缝处结合牢固、可靠。缝接处膜卷联接合格后，下入槽内时，缓慢操作，确保土工膜联接处不被拉裂。

（6）塑膜的铺设

将卷好的合格膜卷装入直径为38mm的镀锌管（铺膜杆），安装在开槽机尾部的起吊设备上，将膜卷垂直缓缓下沉，保持土工膜不变形、不拉裂，准确地沉至设计深度。随着槽孔的不断形成，利用起吊设备对铺膜杆上、下的牵引，在开槽机前进时同步进行展膜、铺设。土工膜的铺设由专人操作、监控并及时填压土体将膜顶、膜底固定，确保土工膜不上浮、不下滑，控制土工膜高出槽孔0.3～0.5m左右。铺膜时保持刀臂尾部刀具与膜卷的距离，做好土工膜的铺设、联接记录。

铺膜过程中随时检查土工膜的外观有无破损、麻点、孔眼等缺陷。如发现膜面有孔眼等缺陷或损伤，及时用新鲜母材修补，补疤时每边超过破损部位10～20cm。

（7）沟槽回填

土工膜铺设完毕后，从膜的下游侧回填土，以确保铺膜紧贴上游侧，回填土表层要压实，密实度不低于原堤身。回填前将已铺的土工膜及铺膜卷与卷之间的联结作一次详细检查，回填土料尽量利用开槽土方，以减少土源的补充量，回填土不足部分，在规定的取土范围内取土。尽量缩短成槽和回填的间隔时间，防止槽壁临空面过大和临空时间过长导致槽壁坍塌。回填按施工顺序方向进行，一般保持与刀具的距离约为1.5倍的槽深。回填时一般为人工用铁锹自塑膜的下游侧回填，以确保土工膜紧贴上游侧。对较远处土源，采用人工或机械将其先堆积在槽口，再由人工破碎后向槽内回填。回填土料中不含杂物和土块，不掺有小块石和砂礓。回填土料保持湿润，若出现风干现象则先用水浇湿，以防止干土块坚硬的棱角在下入沟槽时刮破土工膜。回填土用粘性土，从上部往槽内浸水，促其下沉，经7～10天沉降后，往槽内补充填土，并夯实。

（8）现场恢复

施工完毕后，及时恢复已完工段的地貌原状，回填泥浆池、槽等。

（9）避免难工措施

施工时利用有效办法清除浅层的障碍，避免损坏挖槽机械而造成施工不连续形成难工段。该工程采用的是刮板式挖槽机械挖槽，其特点是可将堤身中孤立块石及零星障碍挖出，保证施工开槽的连续性，地下深处的块石则用挖掘机挖出再进行回填夯实等加固处理后铺膜，避免难工段的形成。

3.注意事项

（1）要严格控制膜顶高程，在施工轴线上每间隔10m测放一铺膜控制桩位，用水准仪测定各桩位处地面高程。

（2）为了确保铺膜深度，考虑沟槽淤沉，一般需超深开挖沟槽10cm。

（3）铺入槽内的塑膜必须完好无损。在塑膜装卸、运输、存放及卷膜过程中，需小心轻放。

（4）塑膜连接采用缝合，缝接宽度应大于20cm，缝合的针距适中，缝线连续、无断线、无跳针，保证接缝处结合牢固。

（5）回填土料中不含杂物和土块，不掺有小块石和砂礓。回填土料保持湿润，以防止干土块坚硬的棱角在下入沟槽时刮破土工膜，并尽量缩短成槽和回填的间隔时间。

二、质检检测

防渗帷幕施工结束，待槽孔沉实基本稳定后，随机在铺膜接缝处开挖探槽以检验铺膜质量，探槽宽1.5m，深1.5～2.9m。主要检查塑膜的平整、完好度和回填土质量及回填土干容重。探槽表明，机械垂直铺膜整体施工质量很好，铺膜平整，土工膜完好无损，接缝牢靠，两道缝线间距大于20cm，回填土干容重等符合设计要求。

三、结束语

防渗帷幕技术施工工艺简单、设备简易、操作方便、造价低，堤防防渗效果显著，对环境要求不高，具有良好的工程效果，在水利工程堤防防渗处理中具有良好的推广应用前景■

（作者单位：江苏省淮沭新河管理处223005）