蒙自市玉屏水库工程“土工膜全铺盖防渗”施工技术要点

刘志强

（蒙自市水利勘测设计队，云南蒙自 661199）

0 引言

土工膜是一种以高分子聚合物为基本原料的防水阻隔型材料，主要分为低密度聚乙烯（LDPE）土工膜、高密度聚乙烯（HDPE）土工膜和EVA土工膜。产品具有强度高、延伸性能较好、变形模量大、耐酸碱、抗腐蚀、耐老化及防渗性能好等特点，产品品类齐全，能满足防渗防护的各种功用需求，在土木工程各类项目中都有应用。复合土工膜是布和膜复合的新产品，分为一布一膜、两布一膜，产品常规幅宽4~6m，重量为200~3000g/m2，抗拉、抗撕裂、顶破等物理力学性能指标高。

1 工程概况

1.1 工程项目简介

蒙自市玉屏水库工程位于蒙自市文澜镇玉屏村东面，距市区1.3km，地理位置东经 103°20′35″，北纬 23°20′39″。水库径流区属珠江流域泸江水系，水库位于马沙河的一级支流玉水河上，玉水河发源于蒙自市文澜镇玉屏村附近，坝址区以上径流面积1.18km2。

蒙自市玉屏水库工程是以农业灌溉为主兼顾下游防洪的小（一）型水利工程，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物大坝、溢洪道、输水涵管为4级，次要建筑物和临时建筑物为5级。大坝设计全长333m，坝顶高程1315m，最大坝高15m，坝顶宽12m，设计总库容105.6万立方米，年供水102.9万立方米，灌溉面积2650亩。于2013年11月8日开工建设，至2015年10月20日完工，并于2017年12月26日通过竣工验收。

1.2 工程地质条件

工程区位于蒙自断陷盆地南缘地带，小江断裂带东支的南延部位，区域构造稳定性较差。库区库盆呈长条状之近南北向宽缓冲沟地形，北侧地势相对较低，右岸呈5°～10°缓坡丘陵地形，坡体完整稳定，左岸及上游为10°～30°的山地地形逐渐抬高，坡面完整，库区稳定。

库区及近库区外围出露为三迭系中统个旧组（T2g）、第三系（N）及第四系（Q）松散堆积层，库区在20m深度内由粘土、粉质粘土和泥灰岩构成，库盘周边地下水位较低，存在库区渗漏问题。右岸坡面层为第四系残坡积（Qedl）松散土层，河谷底表层为3.6～10.2m第四系冲洪积（Qapl）粘土夹粉质粘，区间无不良物理地质现象。

坝基为第四系残坡积（Qedl）粘土层、三迭系中统个旧组（T2g）石灰岩（左岸）、第三系（N）泥灰岩（右岸），清基后见硬塑状的红粘土、浅黄色泥灰岩、石灰岩，存在较强的岩溶渗漏。

1.3 防渗工程

玉屏水库采用复合土工膜全铺盖的防渗设计，即在整个库区表面和坝体的整个上游表面进行铺膜处理，坝面铺设了19376.26m2、库区铺设了156916.33m2，于2013年11月13开工，2015年8月10日完工，如图1所示。

结构坝面为50cm粘土基层-土工膜-水平厚2m粘土保护层，左右岸坡、上游岸坡为开挖基面（灰岩出露区域整平并铺设40cm粘土基础）-土工膜-10cm砂垫层-8cm厚C20混凝土预制块，库底为开挖基面-土工膜-40cm粘土保护层，在坝脚挡墙下进行搭接处理，在1310m、1305m设置坡面防滑齿墙（齿墙底宽0.5m、高0.8m、坡比1:0.5），1315m设置岸坡锚固槽（齿墙底宽0.5m、高1m、坡比1:1），坝体部分埋入坝顶下50cm。膜下设排水、排气的盲沟系统。

2 施工方案

大坝和防渗是本项目的控制性工程，必须同步进行组织、合理布局，为减少平行作业时场地内的交叉影响，土工膜铺筑采用分期施工，一期以上游坝脚100外的库底及右岸为主，余下部分为二区，并结合大坝填筑进度适时组织坝面铺设，分区如图1粗折线示意。铺设采用热熔焊接的施工工艺。

图1 库区渗平面竣工1:1000

3 施工技术要点

3.1 施工准备

首先，熟悉图纸与设计方案，设计和相关规程规范的技术指数标准，严格按照设计方案的工程量相应的施工强度进行施工设备、物料准备。并在充分利用现场条件对铺筑施工涉及的各环节进行系统的布置和衔接，合理配置利用资源、均衡生产。

料场：粘土料在设计指定的位置采备，储量充足。另外工程区内地层表层大都是粘土，在坝基开挖和库区清理开挖时可高效利用粘土渣料，经处理后集中堆放备用。关键点是在充分利用开挖渣料后再采挖补足，按先采先用的原则，保证采料、运料、填筑的动态平衡，并略有富余。

三通：左坝肩进入老石料场的道路直接连通场外乡村公路，布置场内道路与之连接即可满足运输要求，以自来水为主供水，老石料场315kVA变压器搭伙供电，并配置2台100kW移动式柴油发电机供铺膜使用。

3.2 土工膜施工

施工程序：测量放线→铺筑基面开挖、整平碾压→验收合格→膜下盲沟系统施工→土工膜铺筑→填筑粘土保护层（岸坡为砂垫层及混凝土预制块铺设）。

施工工艺流程：测量放样→铺膜、拼膜→缝合下层土工布→热熔焊接机焊接→焊缝检查验收合格→缝合上层土工布→铺设下一幅→以此循环直至完成。

基面开挖：以机械开挖、平整、碾压为主，局部人工辅助，配备2台小松PC220挖掘机、2台T140推土机、2台ZL40G装载机、5t自卸汽车5辆、4L-20/8空压机2台、1台BX-12振动平板夯、1台HC-70冲击夯。关键点岸坡自上而下平顺无反坡、库底基本平整无凸出、平整压实的基面承载力。

关键（控制）点：严格按照施工作业程序进行铺筑控制，铺膜以平行坝轴线为纵向由库底中部分别向左右岸铺筑。膜间主要采用3.5kW热熔机进行焊接（局部使用挤压焊接机焊接），原则上坚持现铺现焊，焊接前搭接段面必须保证清洁干净，不得有油污、灰尘、泥沙，焊缝要求整齐、美观、不得有滑焊、跳走现象，焊接时应保证供电电压稳定，必要时使用稳压器，根据经验焊接温度在270℃左右最为适宜，低于200℃时不得施焊，焊接过程中，需随时注意焊机的运行情况，适时对速度、温度进行微调；长度不够拼接时，应先焊好横向再焊纵向，焊缝交叉部位错开搭接，结点成T字型，不得十字交叉，纵横缝交叉点必须采用挤压焊机进行焊接；焊接过程中不得出现死折，根据地区的相应气温变化情况，应预留相应的气温变化所需要的膨胀、冷缩的物理变形量（1.5%），即每幅≥9cm；按照焊接质量要求，环境温度≤5℃的情况下不得焊接作业，否则，焊接机械在施工作业前必须预先加热；在焊接施工作业过程中应经常对挤压焊接机械进行检查，并对滑块等易被磨损的要件适时进行更换，避免膜面受损；在转角点及不规则位置应尽量减少搭接，除特殊要求外，不得在坡度大于1:6的斜坡上或应力集中区域1.5m范围内进行搭接；铺设完成的防渗膜未完成保护层施工前，不得随意在其上行走或放置杂物，避免对土工膜造成不必要的损害。

锚固施工：严格按设计结构进行搭接处理，“坝面、岸坡膜”分别在上游坝脚挡墙、库区岸坡护岸挡墙与“库底膜”搭接，顶部坝面置入坝顶结构下锚固、岸坡置入岸坡锚固槽，坡面置入1310m、1305m防滑齿墙。

3.3 质量检查

严格按设计及相关规程规范进行取样检验试验、现场检测，各项指数标准均符合设计及相关规程规范标准。关键点为原材料及焊缝。

复合土工膜：抽样 3 组。重量 695g、728g、749g≥640g；厚度0.416mm、0.343mm、0.344mm≥0.3mm；断裂强力为纵12.8kN/m、12.9kN/m、13.1kN/m，横12.2kN/m、13.6kN/m、14.3kN/m≥12.0kN/m；断裂伸长率（30%～100%）为纵52%、56%、66%，横49%、51%、61%；CBR顶破强为2.381kN、2.474kN、2.524kN≥2.2kN；撕破强力为纵 0.422kN、0.434kN、0.449kN，横 0.437kN、0.437kN、0.461kN≥0.4kN。检测值均符合《土工布合成材料非织造布复合土工膜》（GB/T 17642—2008）标准要求，合格率100%。

焊缝检测：采用充气气压法对每条焊缝逐一检测，齿槽检测纵缝6条、横缝3条，坝坡检测纵、横缝各14条，库区检测纵缝79条、横缝 68条，最大 0.18kPa、最小 0.15kPa≥0.1kPa，合格率100%。

基础承载力：库区基面动力触探试验21点次，平均值为232.7kPa、最大值474kPa、最小值150kPa≥150kPa，合格率100%。

4 结束语

土工膜施工工艺已达到完善、成熟的标准，产品品类齐全，便于灵活比选择拥，并且使用寿命长、安全可靠，造价相对也较低，在蒙自市玉屏水库工程“全铺盖”防渗中得到成功应用，在需要大面积防渗、防护处理的项目中尤其值得借鉴推广。