复合土工膜在某水利枢纽工程中的应用

复合土工膜在某水利枢纽工程中的应用

xx水利枢纽工程位于汉江丹江口水库下游30公里的老河口市汉江干流上。枢纽布置见图1。枢纽由电站厂房、船闸、泄水闸、重力坝和围堤等建筑物组成，以发电为主，兼有航运、灌溉、养殖、旅游等综合效益。工程由水利部和湖北省共同出资建设与管理，总投资20亿元。

作为永久性水工建筑物的两岸围堤，其防渗处理经多种方案比较，确定采用复合土工膜。在总长12.63公里、总有效面积107万平方米应用复合土工膜防渗，这在国内尚属首次。这个项目也是水利部推广应用土工布13个示范项目之一。xx工程老河道两岸围堤堤基地面高程80～86米，河床、低漫滩的覆盖层主要为2～3米厚的砂砾石。高漫滩、江心洲和I级阶地上部为1.2～10米厚的中、细砂，其颗粒均匀，结构疏松，天然孔隙比为O.97～1.12，相对密度为0.4，最小为0.2；下部为2～3米厚的砂砾石。

老河道两岸围堤堤顶高程90.42米，正常蓄水位86.23米，堤高一般7～8米，最高处10米；围堤迎水面坡度：2.75，背水面坡度1：2.5。围堤坝身填筑材料为砂砾石，采用复合土工膜斜墙铺盖作防渗体，即围堤坝体采用两布一膜斜墙防渗，堤基采用一布一膜水平铺盖防渗，坝的迎水坡面用22厘米厚混凝土护坡。

围堤防渗使用的复合土工膜由防渗膜和土工布复合而成。防渗膜采用易于热焊接的聚乙烯(即PE)膜，膜厚0.5毫米。土工布采用纯新涤纶针刺无纺布，每平方米重量不小于200克，即围堤的坝身斜墙土工膜采用规格为200/O.5/200的两布一膜，水平铺盖土工膜采用规格为200/O.5的一布一膜。复合土工膜幅宽均为4米，四边预留约10厘米的不复合层(即布、膜分开，称为留边)以便土工膜纵横向连接。水平铺盖长度按10倍水头设计，沿堤轴线自上而下长度为25～105米。围堤防渗结构如图2。

工程所使用的复合土工膜均为国产，主要性能指标详见表1和表2。表1二布一膜主要控控制指标表2二布一膜主要控控制指标项目单位指标备注抗拉强度纵向KN/m≥165cm试样折算横向KN/m≥12.8极限延伸率纵向%≥60横向%≥60撕裂强度KN≥0.5CBR顶破KN≥3.0项目单位指标备注抗拉强度纵向KN/m≥105cm试样折算横向KN/m≥8极限延伸率纵向%≥60横向%≥60撕裂强度KN≥0.3CBR顶破KN≥2.0

复合土工膜铺设施工要点：

1．首先根据设计要求和施工条件制定一套完整的施工质量管理办法和严格的操作规程，建立健全质量保证体系，从单元工程施工的第一道工序就严格推行“三位制”，确保工程施工质量。

2．土工膜由厂家运至仓库后，即作抽样检查(约2万平方米随机抽检一组试样)，对不合格产品及时要求厂家更换。

3．做好铺设基面和垫层。斜墙土工膜铺设，要求先按设计断面进行削坡处理，清除坡面石块等尖突物，然后铺垫厚度不小于10厘米的中砂，适当洒水，并用拍板或滚筒压实整平。水平铺盖直接铺设在覆盖层砂基之上，要求清除表层杂土和树、草根、乱石堆及其他杂物，并回填井、塘、洞空，砂基厚度控制在30厘米左右。对地面高差起伏较大的部位必须进行平整，使基层平滑过渡。基面达到平整度要求后，对砂基进行碾压，保证土工膜与平整基面吻合。

4．土工膜的铺设采用分段施工及流水作业的方法进行。垂直堤轴向可分为基座段、混凝土坡段及水平铺盖段三段，顺坝轴向每12米为一段(以土工膜幅宽4米为模数)。每段首先进行基座段施工，而后依次进行斜坡段及铺盖段施工或两者同时施工。斜坡段混凝土护坡滑模施工前，邻段的垫层施工应告结束，并要求已具备连接铺设土工膜的施工条件。顺轴向可相隔一定距离进行多段平行作业，两施工段距离以12米为模数。

5．斜坡土工膜从上至下铺设，水平铺盖由坡脚向铺盖首端铺设。铺设时注意土工膜张驰适度，避免应力集中和人为损伤。要求土工膜与地基、垫层接触面吻合平整，防止土工膜折皱形成渗水通道的现象。水平铺盖土工膜膜面朝下，布面向上。土工膜铺设后，随即回填保护层，以免应力集中和人为造成土工膜的损伤。

6．土工膜的连接采用膜焊布缝的方式。PE膜采用双汉ZPR—210型或其他改进型自动爬行热焊机。焊接前必须清除膜面的脏物保证膜面清洁，膜与膜接合平整后方可施焊。在爬行焊接过程中，操作人员要仔细观察焊接双缝质量，随时根据环境温度的变化调整焊接温度及行走速度。一般温度控制在250℃～300℃，行走速度一般1～2米每分钟。可先在试样上试焊，定出合理的工艺参数再正式焊接。正式焊接时对焊缝要仔细检查，主要看两条焊缝是否清晰、透明，有无气泡、漏焊、熔点或焊缝跑边等。不合格的要进行补焊。布与布缝合方式为肘接。缝合针距以6毫米为宜。缝线采用断裂强度为印牛的三股双丝涤纶绞线。对斜墙的二布一膜应先缝合下层布再缝合上层布。

复合土工膜施工前操作人员经厂家技术培训。由熟练人员操作，平均每个工作面(一台热焊机，一台封边机)每天可铺设斜墙土工膜300平方米，铺设铺盖土