复合土工膜在登盆水库大坝施工中的应用分析

党海霞

（贵州新中水工程有限公司 贵州贵阳 550001）

1 工程概况

登盆水库工程位于庆云乡东北侧约7.0km左右，项目区地理坐标为东经：109°07′00″～109°08′15″，北纬：25°50′04″～25°51′43″。拟建工程区距城约52km，至坝址有公路至左岸0.6km处有泥土路至坝址位置，对外交通条件较好。登盆水库位于省黔东南苗族侗族自治州内，工程规模为小（2）型，总库容为94.0万m3，主要工程任务为灌溉、集镇及农村人畜供水。业主为水利局。水库工程规模为Ⅴ等小（2）型水库，建设周期18个月，工程静态总投资6541万元。

土工膜防渗当地风化料坝坝轴线长113.0m，坝轴线方位90°，坝顶高程542.0m，坝顶宽6m，最大剖面时，上游防渗墙底部高程至坝顶高程高差为29.0m，排水棱体底部高程至坝顶高程高差为39.0m，坝轴线位置最大坝高为35.4m，最大坝底宽度为153.25m，大坝上游坝坡m1=2.5，下游坝坡m2=2.0，坝顶不允许过车。坝顶高程为542.0m，坝顶宽度为6.0m，上游侧设置高度为1.2m的C25钢筋混凝土防浪墙，下游侧设置0.2m×0.2m排水沟，坝顶由上至下材料分别为：厚度为150mm的C15混凝土层、厚度为250mm碎石垫层、碾压风化料坝体。

2 复合土工膜工艺原理

复合土工膜是一种由聚乙烯或者聚氯乙烯等高分子聚合物材料加工而成的一种材料，具有防渗性能好、强度高、抗拉能力强、变形模量大、使用时间长以及耐老化等特点。

复合土工膜作为一种土工合成的材料，具有非常好的防渗效果。不仅能够将复合土工膜铺设在需要进行防渗的坡面上，连接复合土工膜从而形成一个整体的坡面防渗提；还能够使得坡面铺设的复合土工膜的下部与坡脚的垂直防渗墙进行连接，使得复合土工膜和坡脚防渗墙形成一个整体。此外，还能够将复合土工膜上部与压顶路肩梁相接，使堤基垂直防渗墙，坡面复合土工膜，坝顶压顶混凝土形成一个整体完全封闭的防渗体系。

3 复合土工膜施工技术要点

3.1 施工前的准备

复合土工膜施工质量好坏直接关系到整个工程的成败，因此，须严格按图施工，严控施工质量，施工期应提交土工膜铺设施工计划，报监理。本工程采用复合土工膜型号为200g/m2/PE0.6mm/200g/m2，单位面积重量为1000g/m2。复合土工膜送货时产品应有标签，标明生产厂、编号、生产日期及产品规格等。运输过程中不得直接受阳光照射，应有蓬盖或包装。产品存储时必须避免阳光照射；远离火种；存放期不得超过不同产品的有效期材料施工的机具设备必须达到要求。施工人员必须熟练上岗。在铺设复合土工膜之前需要对基础支持层进行检查，确认其是否已经具备铺设复合土工膜的条件。同时还要进行下料分析，将复合土工膜的铺设的顺序以及剪裁图画出来。做好对复合土工膜外观质量的检查，对已经发现出现的机械损伤、孔洞等缺陷进行记录和修补。

3.2 土建基层面铺设场地要求

应清除基础面一切可能损伤复合土工膜的带尖棱硬物，填平坑凹，修复好坡面；压实度控制在95%，垫层料经压实后方可在其上铺设复合土工膜；垂直深度2.50cm内不得有树根、瓦砾、石子、混凝土颗粒等尖棱杂物。

3.3 复合土工膜的铺设施工

铺设应在干燥和暖天气进行，为了便于拼接，防止应力集中，复合土工膜铺设采用波浪形松驰方式，富余度约为2.5%，摊开后及时拉平，拉开，要求复合土工膜与坡面吻合平整，无突起褶皱，施工人员应穿平底布鞋或软胶鞋，严禁穿钉鞋，以免踩坏土工膜，施工时如发现土工膜损坏，应及时修补。铺设时将土工膜自上而下滚铺，并保证贴铺平整。在复合土工膜的铺设过程中，要对其进行适量的放松，避免出现人为的损坏情况，同时还需要根据施工所在地区的气温情况以及产品的说明书，将可能因为温度变化出现的伸缩变形量预留出来。

PE土工膜在温差变化时会产生较大的收缩变化，施工时必须留足伸缩余量。PE土工膜收缩余量不能单纯依靠经验估计，应遵循下列公式予以准确计算：△L=k×△t×L。

其中：△L为收缩余量值，单位：m；K为PE土工膜线膨胀系数，PE土工膜线膨胀系数为1.2×10-4，单位：m/m×℃；L为防渗膜铺设长度，单位：m；△t为最不利因素时的最大温差，单位：℃。

按照公式计算后的收缩余量不能集中在一处，应在平面和立面转角处留足0.5～0.6m余量的前提下让底部防渗膜处于均匀松弛状态。

复合土工膜模块之间形成的结点设置为T字型，严禁做成十字型。为提高焊接质量，严禁复合土工膜焊缝搭接面出现积水、砂土以及污垢等情况。坡面上复合土工膜的铺设，其接缝排列方向应平行坡度线。复合土工膜应自然松弛与土工膜垫层贴实，不宜折褶、悬空。复合土工膜铺设完毕、未覆盖保护层前，应在膜的边角处每隔2～5m放1个20～40kg重的砂袋。

复合土工膜铺设应注意下列事项：①铺膜过程中应随时检查膜的外观有无破损、麻点、孔眼等缺陷；②发现膜面有缺陷或损伤，应及时修补，补疤每边应超过破损部位10～20cm。

3.4 现场复合土工膜焊接

复合土工膜焊接质量的好坏对复合土工膜防渗性能的发挥有着直接的影响，因而符合土工膜焊接施工至关重要。在本工程中，复合土工膜的焊接主要是由生产厂家派遣专业的施工技术人员到现场进行指导和培训，采用专门的焊接设备进行复合土工膜的焊接。用干净纱布擦拭焊缝搭接处，做到无水、无尘、无垢；土工膜平行对齐，搭接宽度≥10cm，焊接宽度为5～6cm。根据当时当地气候条件，调节焊接设备至最佳工作状态。做小样焊接试验，试焊接1m长的复合土工膜样品。采用现场撕拉检验试样，焊缝不被撕拉破坏、母材不被撕裂认为合格。现场撕拉试验合格后，用已调节好的工作状态的焊膜机逐幅进行正式焊接。

焊接前用电吹风吹去膜面上的砂子、泥土等脏物，保证膜面干净，在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，保证焊接质量，正式焊接前，根据施工气温进行试焊，确定行走速度和施焊温度，一般掌握行走速度1.5～2.5m/s，施焊温度为220～300℃。拼接焊缝两条，每条宽10mm，两条焊缝间留有10mm的空腔，用此空腔检查其焊缝质量。

复合土工膜现场连接应符合下列规定：①焊接形式采用双焊缝搭焊。②主要焊接工具采用专用焊膜机。使用塑料热风焊枪作为局部修补用辅助工具。③根据气温和材料性能，随时调整和控制焊机工作温度、带度，焊机工作温度应为180～200℃。④焊缝处复合土工膜应熔结为一个整体，不得出现虚焊、漏焊或超量焊。

3.5 焊缝质量检测

复合土工膜焊接完成后，立即对焊缝进行检查验收，方法采用目测法、压力水法和充气法。对补焊后的焊缝也要重新按照充气法进行检测。施工时，按照试验确定选择1～2种方法即可。

3.5.1 目测法

复合土工膜焊接完成后，随即进行外观检查，观察有无漏接，接缝是否无烫损、无褶皱，是否拼接均匀，两条焊缝是否清晰、透明，无夹渣、气泡、熔点或焊缝跑边等现象。如有漏焊、熔点等现象，立即采用热风枪进行补焊。

3.5.2 压力水法

可用0.05～0.1MPa压力水针在双焊缝间注入彩色水（或白色水，视复合土工膜颜色而定），稳定1min不漏为质量合格。如发现有漏焊、熔点等现象，立即用热风枪进行补焊。

3.5.3 充气法

将待测段两条焊缝两端封死，插入气针，充气至0.10MPa（0.05MPa～0.03MPa），静观0.5min，观察真空表，如气压不下降，表明不漏，接缝合格，否则应及时修补。

土工膜检测过程中，如果发现有如有漏焊、熔点、漏气等现象，必须按照监理工程师批准的施工工艺进行补焊处理。

4 结语

综上所述，复合土工膜相对于其他防渗结构具有施工周期短、成本低等特点，登盆水库大坝采用复合土工膜防渗结构取得了良好的防渗效果。复合土工膜施工中，其铺设和焊接时施工要点，需要严格按照施工要求和规范进行质量，并且在焊接之后做好焊接质量检测和修补，从而确保施工质量。

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