Fh防水卷材在清原縣渠道防滲工程中的應(yīng)用

王麗華

（清原縣水利工程技術(shù)管理站,遼寧 清原 113300）

0 引言

Fh防水卷材是一種新型加線性低密度聚乙烯薄膜建筑材料，具有功能多、強(qiáng)度高、適用性強(qiáng)、造價(jià)低、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。然而，因存在土石凍結(jié)膨脹造成襯砌層凍脹破壞，F(xiàn)h防水卷材應(yīng)用于水利工程時(shí)能否滿足寒冷地區(qū)防滲、防沖和防凍脹破壞尚不明確[1,2]。

清原滿族自治縣隸屬遼寧省撫順市，位于撫順市北端，全縣面積約4000 km2，鄉(xiāng)村總?cè)丝诩s26萬人。清原縣地處中溫帶亞濕潤(rùn)區(qū)內(nèi)，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬季漫長(zhǎng)寒冷，最冷出現(xiàn)在1月，月平均氣溫-16℃，最低氣溫-37.6℃。目前，F(xiàn)h防水卷材在清原縣已被用在水庫(kù)防滲及樓房建造上，效果良好。通過Fh防水卷材在南山城鎮(zhèn)渠道防滲工程中的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，分析防滲效果，明確Fh防水卷材在清原縣渠道防滲工程中的應(yīng)用效果。

1 渠道防滲段工程概況

南山城鎮(zhèn)渠道防滲段為繞山渠道，渠道長(zhǎng)250 m，渠底寬1.5 m，渠道梯形斷面比為1∶1.5，深度為1.2 m。土質(zhì)為弱風(fēng)化石和輕壤土，年久失修，滲漏比較嚴(yán)重，水流不暢，大流量引水時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)開堤和滑坡現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了120 hm2水田的正常供水，農(nóng)民只能抽水灌地，人力物力耗費(fèi)巨大。為保證灌區(qū)的正常供水，必須規(guī)整渠床，加固渠道，減少渠道滲漏損失，并對(duì)該段渠道采取有效防滲防護(hù)措施。

2 渠道防滲段工程設(shè)計(jì)及施工

2.1 防滲護(hù)砌方案設(shè)計(jì)

1）防滲護(hù)砌方案設(shè)計(jì)的基本要求是防滲、防凍和固渠，設(shè)計(jì)的基本原則是因地制宜、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、經(jīng)久耐用、運(yùn)用安全以及管理方便。

2）目前，國(guó)內(nèi)通用渠道防滲材料較多，根據(jù)該渠段具體情況，經(jīng)方案分析比較，選用Fh防水卷材對(duì)該段渠道進(jìn)行防滲防護(hù)處理，選用Fh防水卷材具有以下優(yōu)點(diǎn)[3]：防滲效果好，單位面積滲漏量為0.04～0.03 m/s時(shí)，防滲節(jié)水效果保證率達(dá)到95%以上；抗腐蝕性強(qiáng)，使用壽命可達(dá)40～50年；具有良好適用變形性和抗凍性能，不必采用變形和凍脹處理；具有良好經(jīng)濟(jì)性和易施工性，單位面積投資較小，運(yùn)輸和鋪設(shè)方便，不需水電及相應(yīng)的機(jī)電設(shè)備，可采用大面積全線施工，加快施工進(jìn)度。

根據(jù)渠段土質(zhì)情況和施工條件，F(xiàn)h防水卷材為加線性低密度聚乙烯薄膜，生產(chǎn)廠家為清原縣防水材料廠，F(xiàn)h防水卷材厚度為0.18～0.20 mm，幅寬1.5 m，長(zhǎng)50～100 m。鋪設(shè)時(shí)在渠道長(zhǎng)度方向采用搭接，搭接寬度10～15 cm。該材料物理學(xué)數(shù)值均滿足設(shè)計(jì)要求。

3）渠段比降為1／2000，屬于不淤不沖渠道；內(nèi)坡比1∶1.5，根據(jù)規(guī)范和現(xiàn)有斷面邊坡尺寸，取防滲內(nèi)坡為1∶1.75；渠床土質(zhì)大部分為輕壤土，護(hù)坡穩(wěn)定；外坡比1∶1，為增強(qiáng)穩(wěn)定性，外坡比可適當(dāng)擴(kuò)至1∶2，并將坡角護(hù)砌干砌石[4,5]。

2.2 渠道斷面、土保護(hù)層和土工布鋪設(shè)設(shè)計(jì)

1）渠道斷面和Fh斷面鋪設(shè)形式。渠道縱橫斷面根據(jù)原渠道斷面尺寸修整，同時(shí)考慮Fh防水卷材特點(diǎn)及施工條件，仍采用梯形斷面；Fh斷面鋪設(shè)形式直接影響渠坡的穩(wěn)定性，當(dāng)采用梯形斷面時(shí)，F(xiàn)h斷面鋪設(shè)形式采用臺(tái)階式。

2）土保護(hù)層的坡度和厚度。土保護(hù)層邊坡系數(shù)直接關(guān)系到邊坡穩(wěn)定，根據(jù)滑動(dòng)面穩(wěn)定計(jì)算，土保護(hù)層Fh防滲渠道土層邊坡比為1∶1.75，F(xiàn)h邊坡比為1∶1.5，土保護(hù)層最小厚度不小于35 cm，根據(jù)不同土質(zhì)和流量，確定土保護(hù)層厚度為55 cm，采用浸泡法施工試驗(yàn)，確定土保護(hù)層的設(shè)計(jì)密度，干密度不小于1.4 g/cm3。

3）土保護(hù)層允許流速和防沖設(shè)計(jì)。Fh防滲渠道不同于一般均質(zhì)土渠，如果流速設(shè)計(jì)不合理，可能造成渠道沖刷，危及土保護(hù)層穩(wěn)定性。據(jù)國(guó)內(nèi)外資料統(tǒng)計(jì)，其設(shè)計(jì)流速應(yīng)小于均質(zhì)土渠，并在0.3～1.0 m/s范圍內(nèi)，據(jù)我國(guó)經(jīng)驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)，設(shè)計(jì)流速應(yīng)小于均質(zhì)土渠設(shè)計(jì)流速的10%～20%。在渠系建筑物的上游、下游和彎曲段，渠道流速流態(tài)發(fā)生變化，可能沖刷土保護(hù)層造成嚴(yán)重破壞。為此，除考慮采用消能防沖措施外，在建筑物上游、下游和彎曲處采用混凝土、砌石、砂礫石等構(gòu)建保護(hù)層。

4）土工布鋪設(shè)設(shè)計(jì)。土工布鋪設(shè)采用搭接的施工方法，搭接寬度縱向和橫向均為30 cm，橫向搭接縫為順?biāo)较?，縱橫兩個(gè)方向都留有折皺，不宜攔拉過緊，防止不均沿降。土工布上下層均鋪設(shè)厚度大于5 cm、經(jīng)篩分的細(xì)粒土過渡層，然后鋪設(shè)當(dāng)?shù)仉s土，厚20 cm。為防止坡面Fh防水卷材下滑，土工布應(yīng)進(jìn)行封頂設(shè)計(jì)，頂部設(shè)置壓齒槽，槽深20～30 cm，槽高達(dá)到設(shè)計(jì)水位，鋪設(shè)后回填粘土夯實(shí)，護(hù)砌寬度大于30 cm。

2.3 防滲工程渠段的施工

1）渠道開挖回填成型。首先進(jìn)行渠槽開挖，上游至下游分三段分別施工，將土方從一側(cè)返倒到另一側(cè)，按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)Fh防水卷材、回填土，然后開挖另一側(cè)。采用這種施工方法不僅工程質(zhì)量容易控制，而且節(jié)省大量人力物力，加快了施工速度。按照設(shè)計(jì)要求分段施工，整個(gè)工程20 d即可完成。

2）Fh防水卷材鋪設(shè)。Fh鋪設(shè)是工程的關(guān)鍵，直接影響工程防滲效果。鋪設(shè)時(shí)，先排除Fh下氣體，使Fh平貼基面，平均搭接寬度為0.15 m，最小搭接寬度為0.10 m，鋪設(shè)完成后，用粘土回填壓槽，將Fh防水卷材壓牢，然后從下至上逐層回填細(xì)粒土過渡層。

3）Fh施工質(zhì)量控制。為了保證施工質(zhì)量，必須制定施工及質(zhì)檢細(xì)則。成立專業(yè)施工隊(duì)，施工前，對(duì)施工人員進(jìn)行講解，掌握設(shè)計(jì)要求和施工方法。施工過程中，編制隱蔽工程和外部工程控制檢驗(yàn)表，嚴(yán)格進(jìn)行工程質(zhì)量控制和檢查。

3 渠道防滲段工程防滲效果

選取30 m防滲段在渠道防滲處理前后作對(duì)比試驗(yàn)，檢驗(yàn)防滲效果。采用靜水法進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，施工前年滲漏量為70%，防滲處理后年滲漏量為15%，防滲段在渠道防滲處理前后滲漏量降低了55%，可見，F(xiàn)h防水卷材發(fā)揮了較好防滲效果，F(xiàn)h防水卷材在清原縣渠道防滲工程中具有較好的應(yīng)用效果。

［1］宋玲，余書超.柔性防水卷材在寒區(qū)防滲渠道中的應(yīng)用研究［J］.人民黃河,2010,32(6)∶100-101.

［2］楊洪文.黑河流域渠道襯砌工程抗凍脹模式及應(yīng)用淺析［J］.人民黃河,2006,28(10)∶55-56.

［3］楊琛，譚文勇.高分子防水卷材的應(yīng)用及發(fā)展［J］.建筑科學(xué)，2010，18：93.

［4］宋玲，余書超.季節(jié)凍土區(qū)防水卷材防滲渠道的特種襯砌方案研究［J］.冰川凍土，2009，31（1）：124-129.

［5］焦穎.淺談卷材防水地下工程的施工［J］.黑龍江科技信息，2010（5）.