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我國的水利工程建設興起較早,水利工程中使用的防滲材料多呈現單一性、程式化等特點。水利工程中使用的防滲材料雖具有一定的防滲能力,但因其強度較低、抗老化性和抗氧化性能差、穩定性差等,在長期運行過程中,防滲效果較差,直接導致滲漏事故的產生。隨著新材料發展日新月異，復合土工膜作為一種有效的防滲材料,以其質量輕、強度高、無毒、價廉等優點和材料的特殊性及有效性,已廣泛應用于水庫圍堰的防滲加固工程之中,很大程度上保證了水利工程防滲加固工程的安全施工和正常運營。
目前,國內外的專家學者對復合土工膜防滲技術進行了大量的研究,包括:魏繼中,劉圯,廖文麗等通過研究復合土工膜的滲透機理,構建了與防滲土體的等效替代法,分析了圍堰防滲有限元滲流模擬計算,驗證了土工膜防滲技術的可靠性和合理性;柯慶泉[2通過對復合土工膜的特性和施工工藝原理進行研究,并對洋柘水庫圍堰防滲施工進行了推廣應用,促進了復合土工膜防滲技術的發展;宋德崇[3],蔣學行,李翠玲4,董大筑5等對復合土工膜防滲技術在水利工程中的施工.接縫等工藝進行了研究,對于防滲施工流程、施工工藝及其施工質量等進行了總結,取得了一定的研究成果。但是,在復合土工膜防滲技術研究過程中,仍然存在較多諸如防滲機理研究尚不夠深入.成套的施工工藝不夠完善等問題。
因此,本文通過對復合土工膜防滲機理進行深入研究，確定了復合土工膜防滲影響因素,結合錦凌水庫圍堰工程，提出了一系列的防滲施工工藝和方法,解決了復合土工膜施工難度大.施工工藝不系統等問題,保證了圍堰防滲加固工程的安全施工。
1復合土工膜防滲機理簡述1.1復合土工膜防滲機理
水利工程防滲中要求土工膜的防滲系數不得超過10-13~10-15 m/ s,復合土工膜屬于非孔隙介質,透水性極低,無孔洞的土工膜是不具有滲水性,因此,滿足工程質量要求。但是,我國的新型復合土工材料尚處于初級發展階段,生產加工制作工藝不成熟,加工過程不均勻,材料的運輸.鋪設等過程中都有可能產生微小孔隙。因此，一般情況下,滲透系數取值范圍為10-" ~10 -12m/s[7]。
1)垂直方向滲透。在垂直方向上,發生的復合土工膜平面的滲透稱為垂直方向滲透[8],此時的滲透性服從達西定律:
k=ATAh
( 1)
式中:k。為垂直滲透系數, cm/s ; o為時間的流量, m3; o為計算厚度, cm ; A 為滲流斷面面積, cm2';t為時間, s ; h 為水頭差, cm。
2)水平方向滲透。平行于織物平面方向的滲透稱為水平方向滲透,可用導水率或水平滲透系數表示:
k:一tB6Ah
(2)
式中:k,為水平滲透系數, cm/s ;L為沿滲流方向的長度，cm;B為計算寬度, cm。
1.2復合土工膜施工原理
復合土工膜作為一種新型土工合成材料,在施工過程中應遵循一定的施工順序9。如圖Ⅰ所示。

2復合土工膜防浚技術工程應用2.1工程概況
錦凌水庫位于小凌河干流上,距錦州市9.5 km。水庫主要以防洪﹑蓄水為主,總庫容最大可達8.08×108m3。工程規模為大( 2)型,永久性主要建筑物為2級,包括:擋水壩段、溢流壩段﹑底孔壩段﹑引水壩段等建筑,其余次要建筑物包括右岸下游導流墻等為3級。
圍堰主河槽混凝土壩段布置有右連接段( 351 .5 m ) 、引水壩段(20 m)、底孔壩段( 40 m)、溢流壩段(177.5 m)、擋水壩段(54 m)。2010年,錦州市水利局組織專家對錦凌水庫的安全性和可靠性進行評估,認為該水庫圍堰工程存在一定程度的滲漏等安全隱患,鑒于此情況,相關負責人員和技術人員提出采用復合土工膜防滲技術對水庫圍堰進行維修和加固。如圖2 所示為錦凌水庫工程施工圖。

圖2　錦凌水庫工程施工俯視圖

2. 2　復合土工膜施工工藝

圖3　復合土工膜鋪設施工工藝

2.2.1復合土工膜鋪設
1)根據復合土工膜防滲機理,結合錦凌水庫地質條件等,計算土工膜的滲透系數,確定復合土工膜類型和尺寸。
2)鋪設前,先進行基礎錨固槽開挖的驗收堰體坡面的清理、場地平整、進行密實碾壓等。復合土工膜鋪設前應清除坡面,平整雜草、碎石及其建筑垃圾等,碾壓密實,禁止出現凹凸不平甚至塌陷部位,并分層碾壓至密實狀態。為了保證復合土工膜正常工作,鋪設前應先在下底面鋪設一層10 cm厚,人工平整后鋪設土工材料,平整后再鋪設10 cm厚的粗砂。如圖3所示為其鋪設流程。

3)復合土工膜鋪設順序宜為自上而下波浪形方式進行，保證張弛合適、松緊有度,鋪設過程中滿足1.5%松弛度要求,減少應力集中現象和鋪設過程中的人為損傷問題。
4)對于施工過程中出現的風雪、降水問題,在復合土工膜鋪設期間,宜采用軟性重物或沙袋等重物平壓,至保護層施工竣工為止。
2.2.2拼接施工
1)復合土工膜通過粘土連接槽與基礎防滲墻緊密聯結，為保證整體進行防滲,采用砼條帶進行固定,并按照施工圖紙設計錨固長度,滿足施工的要求。
2)水利工程基礎、反濾土工布以及復合土工材料之間應貼緊,壓實平整,消除氣泡,保證施工的安全性和有效性。
3)施工過程中,難免會對復合土工膜造成損害,當施工造成土工膜產生破壞時,應根據相關要求,對受損的復合土工膜進行修復。修復前,為保證復合土工膜施工質量,宜保證膜邊長度較破壞土工膜長度≥l m ,鋪設完好的復合土工膜。
2.2.3填筑墊層料
土工膜鋪設前先進行底層墊層料填筑,土工合成材料完成拼接和鋪設之后,在48 h內應及時覆蓋回填上層墊層料，待覆蓋層層厚超過30cm 時,通過重型或振動碾壓實。
墊層料填筑采用自卸汽車將填筑的中粗砂運輸到回填部位附近,采用反鏟將回填用的中粗砂回填到堰體坡面和鋪設合格的土工膜表面,采用人工將中粗砂平整到設計要求[ 10]

圖4　左岸防滲墻結構示意圖

2.2.4粘土連接槽填筑施工
粘土連接槽填筑指圍堰基礎擺噴防滲墻與圍堰斜坡土工膜連接處的粘土回填,在相應部位基礎防滲墻施工完成后進行。
粘土填筑前,應按施工圖紙的要求將擺噴防滲墻開挖至設計高程,并將接觸面清理干凈,然后將土工膜應通過粘土連接槽與基礎防滲墻緊密聯結,之后進行土工膜兩側粘土的填筑。
復合土工膜兩側的填土高度應保持一致,并保證人工填筑速率相同。嚴格防止施工過程中損壞擺噴防滲墻,粘土壓實度不小于93%[。如上圖4所示。
2.3圍堰防滲加固效果
錦凌水庫圍堰防滲加固過程中嚴格按照相關的操作標準進行施工。土工膜鋪設過程中,混凝土強度等級為C25 ,齒槽斷面寬1.5 m、高0.5 m,進行回填錨固;復合土工膜采用自動調溫(調速)電熱模式雙道塑料熱合機焊接,縫間保留10 mm空隙。待施工完成后,對復合土工膜施工質量進行驗收,認定土工膜施工質量符合國家相關標準。該水利工程2011年 03月竣工并正式運行,至今防滲效果十分顯著,運營效果良好。3結語
新材料﹑新技術、新工藝和新方法已逐步應用于圍堰防滲加固等基礎工程建設之中。本文通過引進新型復合土工膜材料對錦凌水庫圍堰工程進行加固防滲處理,保證了水庫的安全施工和正常運行。通過結合現場施工情況,結合復合土工膜防滲機理,提出了復合土工膜施工工藝流程,解決了圍堰施工滲透問題。該研究成果能夠相關研究提供理論指導和現場依據,指導類似水利工程安全施工。

作者宋雷（1984 － ），男，遼寧沈陽人，工程師，主要從事水利工程、水土保持方面工作。