输水明渠防渗土工膜的施工研究

赵异璇

（甘肃省定西市安定区引洮工程建设管理局，甘肃定西743000）

引洮供水工程是甘肃省实施的一项惠及民生的重大战略性工程，是为了解决甘肃省中部定西、会宁等地区城乡居民生活用水、工业用水、生态环境用水为主以及农业灌溉、发电、防洪、养殖等综合利用的建设项目，该工程的实施，能实现该地区水资源的优化调度，从根本上缓解水资源匮乏的问题。

1 工程概述

在引洮供水一期支渠和田间配套工程施工中，各级渠道主要输水建筑物有明渠、管道、渡槽（管）、倒虹吸、陡坡（管）等。在施工中，为了减少明渠输水的渗漏现象，施工单位采用了土工膜施工技术。

引洮供水一期支渠工程中的明渠工程大致分为2种形式：一是C15砼预制“U”形槽；二是C15砼预制板衬砌的梯形渠。其中，C15砼预制“U”形槽主要是应用于流量较小但纵坡较陡的地区，在应用中纵坡一般采用1/150～1/300，对于地面坡度较陡的平底梯形明渠，根据具体的地形特点，采用了1/220～1/1 000；而C15砼预制板衬砌的梯形渠主要是应用在流量较大但坡度较缓的地区，应用中纵坡一般采用了1/250～1/1 000。引洮供水一期支渠工程实际完成了10条，总长度为92.7 km，其中“U”形槽的长度为47.2 km，而平底梯形渠的长度为9.4 km。

引洮供水一期田间配套渠道中的明渠工程在设计上采用了预制C15砼“U”形槽，纵坡一般采用了1/100～1/2 000。在实际施工中，田间配套工程实际完成斗（农）渠（管）1 213条，总长度达到了694.37 km，其中“U”形槽的总长度为313.3 km。

2 土工膜施工技术概述

土工膜防渗施工方式具有较好的防渗效果，而且造价较低，在施工方面也较为简单。土工膜是一种高分子合成的材料，是一种相对不透水的材料。在水利工程施工中，应用的土工膜材料有聚乙烯（PE）材料、聚氯乙烯（PVC）材料及氯化聚乙烯（CPE）材料等[1]。一般来说，行业中普遍认为防渗系数K＜10～14 cm/s的土工膜是不透水的，但在具体的施工中，只要渗透系数K＜（10～13）～（10～15）cm/s，且材料不存在质量问题的土工膜都可以满足工程需要。在实际工程应用中，土工膜的厚度普遍在0.5～1.5 mm[2]。

土工膜作为明渠防渗结构的主体，由于其构造的原因，在支持层的颗粒空隙处往往存在薄弱环节，在工作水压力较大的情况下，很容易出现被压破击穿的现象。一旦出现这些问题，会影响明渠输水的防渗性能，导致水资源的大量渗漏，从而影响农业灌溉水的使用效率[3]。在实际施工中，土工膜在与其他材料共同作用时，会因为受到的压力较大，或者是接触层的土粒较粗等因素的影响，导致其出现一定的破损，丧失防渗性能。

3 引洮供水明渠工程中土工膜的防渗设计

引洮供水一期工程中的明渠工程，因为施工所在地处于黄土高原，部分施工地的地基是湿陷性黄土地基，在这种地基下施工，施工企业主要采用了原土翻夯1.0 m的措施，对湿陷性地基进行了处理。其中，平底梯形渠普遍采用了M10水泥砂浆，将其砌成6 cm厚的C15砼预制板，并在其下设置了2 cm厚的砂浆找平层以及0.2 mm的聚氯乙烯塑料薄膜；针对预制C15砼“U”形槽，其长度设为每节1 m，槽身的厚度为6 cm，下设了一层一布一膜的复合土工布。此外，在支渠建设中，每隔5米设置了1道伸缩缝，其中的填充材料普遍为锯末水泥砂浆及聚氯乙烯胶泥。支渠的内侧渠堤宽为1 m，外侧渠堤宽为2 m；挖方边坡1∶0.75～1∶1.0；填方渠道夯填外边坡为1∶1.25。

对于田间配套渠道工程，设计横断面型式为预制C15砼“U”形槽，纵坡一般采用1/100～1/2 000。对地基渠段的处理，普遍采用了原土翻夯0.5 m的措施对地基进行处理。槽身厚度设为6 cm，每隔5米设置1道二毡三油的伸缩缝。斗渠的渠堤宽度设为l m，与路结合的路宽设为2 m，农渠渠堤的宽度为0.6 m；填方渠道夯填外边坡为1∶1.5。

4 输水明渠防渗土工膜的施工

4.1 铺设

土工膜是一种薄膜材料，其厚度普遍在0.5～1.5mm，在较大的压力下会受到破坏。因此，在铺设的过程中施工人员必须保持土工膜的完整性，避免土工膜的结构遭到破坏，从而影响防渗效果。在实际铺设施工中，施工人员必须严格遵守相应的规范与施工要求，对下垫层进行一定的处理，除去下垫层表面的杂质，并在铺设过程中保证土工膜的松紧程度，避免铺设过程中出现气泡、褶皱或过于紧绷的情况。在进行保护层施工之前，施工人员还必须对土工膜的边角进行一定的保护，避免土工膜被风吹动[4]。

4.2 拼接

在土工膜铺设的过程中，有时因明渠工程的宽度较大，还必须对幅宽有限的土工膜进行拼接。目前，在对土工膜进行拼接时，常用的手法主要有现场焊接与粘接这两种手段。其中，焊接法主要包括电热锲焊接、热熔挤压与高温气焊等。在运用焊接法时，必须密切注意膜与膜之间在高温状态下是否紧密结合，特别是土工膜的薄弱段，是否出现断裂的情况，以免影响到土工膜的防渗效果；而粘接法相较于焊接法，其过程更加复杂，对于施工环境以及质量控制的要求较高，一般情况下只适用于坡度较为平缓的渠道施工，而且在施工中，还必须使用木锤对其进行击打，以保证压实的效果[5]。

4.3 锚固

在土工膜防渗施工中，锚固施工主要是为了确保土工膜的防渗结构与坝体或其他防渗结构之间形成完整的渠道输水防渗体系。施工中施工人员应确保土工膜的上边缘埋入到锚固槽内，并保持一定的嵌入长度，或者是在施工中与坝顶的防浪墙紧密连接在一起，而其下边缘则应嵌入到坝底，以有效防止地基出现渗漏现象[6]。

5 结束语

在明渠输水工程中，使用土工膜能有效解决渠道渗漏的问题，施工简单且具有较好的经济效益。本文以引洮供水一期工程中的明渠工程土工膜施工为例，探讨了输水明渠防渗土工膜的施工，希望能为相关企业的施工提供参考。