深圳市三洲田•铜锣径水库管理处
摘要：本文结合笔者多年的工作实践经验，针对小（二）型水库除险加固工程防渗土工膜铺设施工中常见问题进行分析，就小（二）型水库消险加固中的几个技术问题作了简要总结。
关键词：水库；除险加固；防渗土工膜铺设
均质土坝的最大隐患是坝体填筑质量达不到设计要求，城市有些水库属于均质土坝，土料为就地挖取的粘土，而且基本上施工队伍专业度不高，常年季节性施工，受施工技术和机械设备限制，一般小（二）型水库的施工质量较差，未经加固的小（二）型水库大部分存在渗水、漏水现象。因此，小（二）型水库除险加固工程中，内坝防渗处理及防渗土工膜铺设显得尤为重要，是消除病险水库坝体防渗的首要课题，也是提高坝体防渗能力的关键技术之一。
一、土工合成材料选择及特性
随着高分子化学工业的迅速发展，近些年来，出现了各种不同的合成纤维。由于合成纤维比人造纤维具有优越的性能，逐渐被人们所接受，实践也表明土工合成材料是一种理想的新颖工程材料。
作为崭新的土工建筑材料，土工合成材料发展颇快。水库除险加固复合土工膜是在薄膜的一侧或两侧贴上土工布，形成复合土工膜。其形式有一布一膜、二布一膜、两膜一布等。土工布作为土工膜的保护层，使保护防渗层不受损坏。已加固的小（二）型水库除险加固内坝防渗均采用二布一膜形式的复合土工膜，其规格为300g/m2，幅宽1.9m.。
二布一膜的复合土工膜以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺布复合而成的土工防渗材料，它的防渗性能主要取决于塑料薄膜的防渗性能。目前，国内外防渗应用的塑料薄膜，主要有聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE），它们是一种高分子化学柔性材料，比重较小，延伸性较强，适应变形能力高。耐腐蚀，耐低温，抗冻性能好。其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道，以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形；而无纺布亦是一种高分子短纤维化学材料，通过针刺或热粘成形，具有较高的抗拉强度和延伸性，它与塑料薄膜结合后，不仅增大了塑料薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力，而且由于无纺布表面粗糙，增大了接触面的摩擦系数，有利于复合土工膜及保护层的稳定。同时，它们对细菌和化学作用有较好的耐侵蚀性，不怕酸、碱、盐类的侵蚀。
复合土工膜的使用年限问题，主要是由塑料薄膜是否失去防渗隔水作用而定，水工用的厚度为0.2m的加稳定剂的聚乙烯薄膜，在清水条件下工作年限可达40-50年，在污水条件下工作年限为30-40年。因此复合土工膜的使用年限足以满足大坝防渗要求的使用年限。
二、土工膜的质量要求
土工膜出售厂家以“批”为单位，这是因为一个除险加固工程可能材料要分几次购入材料，材料、生产厂家发生变化，故规定每批都得试验。单个的小（二）型水库所用的土工膜数量不多，不宜分批购入，以免影响材料稳定性，但材料检验环节不能少。同时注意土工膜运输时应遮蓬，防止日光暴晒和雨水淋湿、土工膜在储运过程中应避免重压。卸货场地应坚硬、干燥、排水良好，应尽量避免碎石和异物的存在，而且搬运时严禁钩划刺破。
三、土工膜的铺设安装
1、准备工作
1）天气要求：铺设要在干燥、温度不宜过低、无风或微风时进行。
2）膜下支撑层：①.地基坚硬，表面平整；②表面干燥；③.地基应没有带尖角的碎石和其他杂质；④.土工膜的铺设应在支撑层工程验收合格后进行。
3）应尽量用宽幅土工膜，以减少接头量。
4）做好排渗设施，挖好固定沟。
2、土工膜施工工艺按以下顺序进行
铺设、剪裁→对正、搭齐→压膜定型→检测→修补→复检
3、土工膜的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）发现膜面有孔眼等缺陷或损伤，应及时用新鲜母材修补，补疤每边应超过破损部位10～20cm填筑石料保护层。
3）在土工膜铺设验收合格后，应及时填筑保护层；填筑保护层的速度，应与铺膜速度相配合。
4）保护层施工工作面，摊平后人工压实，再铺设砂砾石保护层。
5）不应使用有可能损伤土工膜的工具。填筑保护层的土料应不含石头、树根、草根等杂物。
6）铺放在边坡上的砂土应压实。
4、土工膜铺设理论技术要点
1）大卷土工膜铺设宜采用机械作业，小卷土工膜可采用人工铺设。
2）土工膜的铺设方向应符合设计要求，并使接缝量最少，接缝位置就平行于拉应力大的方向。
3）铺设时不应过紧，应留有足够余幅（大约1.5%）以便拼接和适应气温变化。应随铺随压，在膜的边角处每隔2-5米放1个20-40㎏重的砂袋，以防风吹。
4）土工膜与周边建筑物的连接，采用膨胀螺栓和钢板压条等构件进行锚固。拐角处，应注意适当裁剪土工膜，保证与周边建筑物妥善连接。
5）焊接前，做小样焊接试验，根据试验结果调节焊接设备至最佳状态。
6）焊接时，应随时观察焊接质量。根据实际施工情况，随时调节焊接设备至最佳工作状态。
7）土工膜之间形成的结点，应为T字形，不能做成十字形。T字形结点处宜采用母材补疤，补疤尺寸可为300mm×300mm。疤的直角应修圆。
8）当出现虚焊、漏焊时，必须切开焊缝，使用热熔挤压式焊机对切开部位进行补焊。
5、铺膜范围的确定（以A水库为例）
A水库大坝为均质土坝，2003年溢洪道加宽加深，大坝培厚并放缓边坡，2012年进行了水库除险加固工程建设。其坝顶高程141.30米，最大坝高7米，坝长120米，顶宽3.8米，内坡1：2.7。根据本次周塘水库大坝的安全论证分析，为解决加固前因大坝多次滑坡而造成的渗漏弱面及坝基渗漏，在内坝防渗方面采取了基岩帷幕灌浆，坝体与止水墙接触面灌浆，冲抓套井回填帷幕及高喷防渗板墙等防渗体形成。溢洪道斜墙部位采用复合土工膜铺盖防渗，下与垂直防渗墙相衔接，上至139.6m高程（高于校核洪水位0.1m）。
四、复合土工膜防渗体实际施工要求（以A水库为例）
1、A水库大坝复合土工膜防渗采取边挖、边铺、边夯、边护的多边循环作业
2、基面清理基面一定在按设计要求清理好，这是确保防渗效果的关键，特别是对尖石、树根等杂物要彻底清除干净，基面不允许有局部凹凸现象，清理好的基面要用夯锤或夯板夯紧，使之密实平整。
3、复合土工膜铺设铺膜时，一定要由上下而上铺设。膜与膜之间及膜与基面之间要压平贴紧，但不宜将膜拉得过紧，一般要略松一点，但不能在膜底留有气泡。因为土工膜比较薄且很轻，铺好以后，在未铺好保护层以前，极易被风吹动，所以一次铺膜面积不宜达大，最好边铺膜边盖保护层土料。
根据厂家提供资料，复合土工膜幅宽1.0-1.9m，该水库除险加固工程选用1.9m幅宽，以减少接头用料。接头有热粘、胶粘、搭接等方法，本工程设计采用热粘，接缝宽50mm。该水库在铺设时发现土工膜有刺破及撕破的地方，面积有2.1平方米，我们采用三倍于破损面积的土工膜胶粘贴补好，补了6.25平方米。
4、保护层及护面靠土工膜10cm厚的保护层土料一定要过筛，不允许有粒径大于6mm以上颗粒，否则易刺破土工膜。保护层土料一定要用夯打密实，保证干容重在1.5以上，并随时取样检验。
5、周边接界处理的要求是将复合土工膜与周边土体联结紧密，封堵渗流入口，截断侧向的渗漏路径，防止渗水进入土工膜底面，形成水泡，在库水位下降时胀破土工膜。因此周边接界一定要挖截水槽，并将土工膜埋入槽内施工中，首先要用料径较小的砂土或粘土找平基面，然后再铺设土工膜。土工膜不要绷得太紧，两端埋入土体部分呈波纹状，最后在所铺的土工膜上用细砂或粘土铺一层10cm左右过渡层。与其他小（二）型水库除险一样砌上锁式砼预制块作防冲保护层。施工时，应尽力避免铁锹、锄头等施工机械或工具直接砸在土工膜上，最好是边铺膜边进行保护层的施工。复合土工膜与周边结构物连接应采用现浇砼和压条锚固，连接部位要涂刷乳化沥青（厚2mm）粘接，以防该处发生渗漏。
五、结束语
土工膜是用土工织物与土工膜复合而成的不透水材料，它主要用于水库、渠道、大坝等工程防渗，产品具有强度高，延伸性能较好，适应变形能力强，抗腐蚀，耐老化，施工简便工期短，防渗性能好等特点。实践证明，土工膜处理水库防渗的施工工艺、施工方法、质量控制等方面已在现场施工中形成了一套成功经验，并取得了良好的效果，在各水库防渗处理中得到越来越广泛的使用。本文结合防渗土工膜铺设现场，希望对类似工程施工的质量控制做个参考。该水库建成后，提高供水保证程度；同时，还可以逐渐改善区域生态环境状况，为城区经济社会又好又快发展提供淡水资源保障，实现经济效益、社会效益、环境效益的共生共赢。
参考文献：
[1]姜晓桢，束一鸣.高面膜堆石坝防渗结构受力变形数值分析方法——高面膜堆石坝关键技术（四）[J].水利水电科技进展，2015，01（34）：23-28.
[2]张贵金，潘烨，彭春雷，陈安重，杨松林.松软地层防渗灌浆帷幕结构性状实验研究[J].工程地质学报，2015，03（22）：526-532.
[3]李鲁刚，周祥.防渗复合土工膜在水利工程中的运用探讨[J].科技与企业，2014（01）.
[4]葛浩.复合土工膜在兴隆水利枢纽工程中的应用[J].科技传播，2011（08）.