復合土工膜延伸性能好,抗拉、抗頂破、撕裂、穿刺等力學性能強度較高。蓄水池防滲施工中表面覆蓋有保護層,隔絕了與外間的接觸,具有良好的抗老化性能, 防滲壽命較長, 復合土工膜有一定的變形量,對凹凸缺陷產生的傳遞分散較快,可適應池體、大壩的變形。
1 工程概況
引黃移民灌區是古浪縣貫徹甘肅省委“下山入川” 移民扶貧政策、舉全縣之力重點實施的項目之一。重點利用景電二期工程節余水量,依托現有工程設施潛力,進行挖掘改造和延伸擴建,提高輸水能力和拓展灌溉范圍, 新建的黃花灘生態移民開發區發展農業灌溉面積0.57 萬hm2, 安置古浪縣南部貧困山區及祁連山水源涵養區貧困群眾4 萬人,項目區為騰格里沙漠邊緣風積沙區。項目區現新建9.8 萬m3 蓄水池23 座。蓄水池基礎為(eolQ44)風積細砂或(eolQ43)風積細砂夾砂壤土及粉質壤土透鏡體。(eolQ43)細砂厚度>10 m,砂壤土透鏡體呈
不均勻分布,厚度一般0.2~2.0 m不等。(eolQ43)細砂天然密度1.50~1.75 g/cm3, 干密度1.55~1.65 g/cm3,細砂擊實后最大干密度1.87 g/cm3, 擊實最優含水量13.0%。
2 蓄水池防滲處理的選定與施工
2.1 蓄水池防滲措施處理
2.1.1 防滲措施選定蓄水池工程設計時, 防滲形式主要有復合土工膜和鋼筋混凝土防滲體兩種防滲型式。鋼筋混凝土防滲體造價高,且防滲體施工難度大, 防滲結構也相對復雜 防滲效果卻不如土工膜好。土工膜防滲型式目前已較為成熟,在本地區有較多的成功應用案例, 故采用土工膜作為本工程的防滲型式。選定池體池底及邊坡鋪設復合土工膜進行防滲,復合土工膜上鋪設10 cm 厚的沙壤土保護層,保護層上鋪設30 cm 厚的砂礫石; 采用復合土工膜具有施工方便、工期短、投資省、防滲效果佳等優點。
2.1.2 復合土工膜選型蓄水池容積9.8 萬m3 左右,最大水深5 m,防滲體為復合土工膜(PE)二布一膜,膜的厚度根據《聚乙烯(PE)土工膜防滲工程技術規范》(SL/T231-98)、《土工合成材料應用技術規范》(GB/T 50290-2014)的要求,土工膜厚度選擇為0.5 mm, 選用規格為150g/m2—0.5 mm pE—150 g/m2二布一膜型的PE 復合土工膜,密度(ρ)不低于800 kg/m3。復合土工膜物理力學指標如表1 所示。
2.1.3 復合土工膜防滲設計復合土工膜中的無紡布有較大的摩擦系數,可使蓄水池內壩坡比增大,減少占地面積,蓄水池內壩坡坡比一般為1∶3。為防止土工膜下滑,壩頂四周設嵌槽,槽深0.3 m。將土工膜壓于嵌糟,回填粘土壓實至壩基面。為防止施工過程中施工人員對土工膜造成破壞或受高溫天氣陽光暴曬及周邊群眾養殖牲畜踩踏破壞, 增加土工膜防滲使用期限,減少維護、養護,防滲采用以下結構形式:
坡面由上至下為砂礫石保護層(厚度30 cm)—沙壤土保護層(10 cm)—復合土工膜(150 g/0.5 mm/150 g)—基礎原土翻夯。
2.2 施工程序
施工前準備工作→池體壩面平整→鋪設復合土工膜→土工膜焊接→焊縫檢驗→膜上保護層鋪設。
2.3 復合土工膜防滲施工
2.3.1 施工注意事項一是蓄水池池底及壩坡面積較大,為便于施工,提高工作效率,土工膜幅寬尺寸應盡量選用大的,從而減少拼接量。土工膜幅寬一般為4 m、6 m、8 m 不等, 為了在不利條件下能滿意拼接,項目區蓄水池工程幅寬選擇為6 m。二是鋪設前對蓄水池壩坡進行徹底的清理、平整;對局部凹凸不平的地方進行修正,保證膜下基礎足夠堅實;清除一切對土工膜造成傷害的尖銳物體,如石塊、樹根等,
挖好土工膜固定溝。三是土工膜鋪設應在晴天施工,鋪放時應留足夠富余度余, 不要拉的過緊, 一般為3%,以便適應池體沉降、土工膜焊接及天氣變化等因素引起的伸縮變形。四是確保土工膜質量合格,必須有合格證書、使用說明書,特性指標要委托專業的質量檢測單位進行檢驗。五是土工膜與其他結構物相接觸部位的連接要做好,特別是與混凝土部位鏈接時,土工膜接頭要盡量現澆入混凝土中。六是施工中注意保護,操作人員應穿平底無釘鞋,防刺破、防燙損等。
2.3.2 復合土工膜的鋪設復合土工膜的鋪設是蓄水池施工的重點。從原材料的采購、土工膜鋪設、焊接、焊縫檢查、土工膜保護層鋪設等主要工序都必須嚴格把關。主要把握以下幾個方面的工作:一是把好原材料采購關,目前市場上生產復合土工膜廠家很多,產品質量參差不齊,須嚴把質量關,產品的各項技術指標應符合相關標準規定和設計要求。二是做好池體坡面修正工作。為使復合土工膜受力均勻,必須做到復合土工膜與池體緊密結合, 對池體凹陷變形等不平整區域進行找平夯實, 剔除池體坡面樹根、石子等堅硬尖狀鋒利物,防止復合土工膜被刺破。三是嚴把鋪設關。土工膜鋪設是蓄水池施工最核心的工序, 復合土工膜鋪設應嚴格按照相關技術標準進行, 施工人員均應穿平底布
鞋或軟膠底鞋進行鋪設,邊鋪設、邊焊接、隨防護(保護層鋪設);焊接時結合面須干燥無垢、無折皺,搭接長度不小于10 cm。為確定合適的溫度、速度等工藝參數,焊接前要先試焊。四是把好質量關。焊縫是關鍵,尤其要加強焊接質量檢測, 即焊接完成后先仔細檢查焊縫連
接帶有無漏焊、虛焊,接縫是否燙損,有無褶皺等問題;然后再充紅墨水打壓檢查。充水壓力保持0.2 MPa,保持0.5 min左右,若無滲水、壓值不降,焊縫即為合格。
2.3.3 復合土工膜膜上保護層施工為防止施工過程中施工人員對土工膜造成破壞或受陽光暴曬及周邊群眾養殖牲畜踩踏破壞,以提高土工膜使用壽命,需對土工膜進行防護。土工膜由上至下為砂礫石保護層(厚度30 cm)—沙壤土保護層(厚度10 cm)—復合土工膜(150 g/0.5 mm/150 g)。為保證坡面砂礫石保護層的穩定性, 坡面設置C20 鋼筋混凝土格柵,格柵尺寸200 cm×200 cm,混凝土格柵斷面尺寸30 cm×30 cm。
3 結語
復合土工膜防滲技術在引黃移民灌區蓄水池的成功應用表明該項技術具有工程投資少、施工簡單、工期短、防滲性能好且使用壽命長等特點,在水利工程中具有廣泛的應用前景, 但推廣應用時必須要因地制宜、科學合理、嚴把質量、精心施工,這樣才能獲得理想的效果。
作者:安祥