垂直鋪塑技術(shù)探討

李超綱

【摘 要】垂直鋪塑防滲處理技術(shù)，屬國家重點(diǎn)推廣的防滲技術(shù)，具有成本低、見效快、防滲效果顯著等特點(diǎn)。該文介紹了此項(xiàng)技術(shù)在河南省孟州市白墻水庫壩基防滲處理中的施工技術(shù)及成功應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】垂直鋪塑；水庫壩基；防滲處理

0.工程概況

白墻水庫位于河南省孟州、濟(jì)源、沁陽三市交界處，地處蟒河流域的中游，控制流域面積710km2，總庫容4000萬m3，是一座以防洪為主，兼顧灌溉養(yǎng)殖的中型水庫。該水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水設(shè)計(jì)，500年一遇洪水校核。大壩為均質(zhì)土壩，全長9.6km，最大壩高12m，壩頂寬5m。由于歷史原因，大壩施工質(zhì)量較差，自建庫以來壩基有多處滲水，經(jīng)觀測(cè)，共有三段滲水較為嚴(yán)重，分別在大壩樁號(hào)0+270-0+470段，2+000-5+100段，5+820-5+850段。根據(jù)河南省水利勘測(cè)總隊(duì)《河南省孟州市白墻水庫壩基滲漏治理工程地質(zhì)勘察報(bào)告》，以及該地區(qū)地層巖性，水文工程地質(zhì)特征，綜合分析考慮，該水庫壩基防滲區(qū)采用垂直鋪塑截滲。

1.垂直鋪塑工程施工

1.1開溝造槽機(jī)具的確定

垂直鋪塑防滲技術(shù)的關(guān)鍵是分開出現(xiàn)而且連續(xù)的溝槽，根據(jù)該工程壩基地質(zhì)情況，經(jīng)施工單位與監(jiān)理工程師協(xié)商后，采用刮板式開溝造槽機(jī)，以適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)條件，克服往復(fù)式開槽機(jī)不適用于粘土地層和砂卵石地層的弱點(diǎn)。刮板式開溝造槽機(jī)主要有三部分組成，一是車體部分，二是反循環(huán)系統(tǒng)，三是破土開溝部分。

1.2主要設(shè)備

主要設(shè)備有刮板式開溝造槽機(jī)、多級(jí)泵、砂礫泵、泥漿泵、發(fā)電機(jī)組和電器控制箱。

1.3施工工序及方法

1.3.1施工工序流程

白墻水庫壩基垂直鋪塑工程按照以下工序施工：

修筑平臺(tái)—開溝造槽—護(hù)壁—鋪膜—回填。

1.3.2施工

平整場(chǎng)地：將工作面整平并壓實(shí)，以防造槽機(jī)工作偏離施工軸線。

開溝程序：首先將開槽機(jī)就位于溝槽軸線上，檢查各部件、環(huán)節(jié)是否正常。然后開動(dòng)調(diào)速電機(jī)，再由卷揚(yáng)機(jī)控制降落架，通過刮刀的作用，將砂土刮出地面。

1.3.3塑料薄膜鋪設(shè)

當(dāng)前部的溝槽開出后，后面的鋪塑裝置隨即進(jìn)行鋪塑，邊開槽邊鋪塑，鋪設(shè)裝置位于開槽機(jī)后部，由底腳、牽引繩豎向定桿、纏塑膜管等組成，底腳用鋼板做成，長度為40cm，寬度為小于溝槽2-5cm，前部略翹起并設(shè)有固定牽引繩的圓環(huán)中部焊有直徑為3cm的豎向塑模固定桿，且塑?？墒勾藯U轉(zhuǎn)動(dòng)。

當(dāng)開溝造槽達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，把豎向固定桿插入纏有塑模的圓管內(nèi)，放入溝槽，然后將塑模起端用細(xì)鋼管或鋼筋纏數(shù)圈，向后拉一定距離，插在溝槽內(nèi)。牽引繩系在底架后部，隨機(jī)器前進(jìn)，人工轉(zhuǎn)動(dòng)塑模桿，塑模就平順的展鋪在槽中。

一捆薄膜（長約50m）用完后，與后續(xù)薄膜連接采用熱合或者縫合。塑模接頭在本次施工中，大部分采用縫合，縫合不少于4層，縫合針距不大于5mm，折疊寬度不少于10cm，縫合確有困難時(shí)可采用搭接，搭接長度不小于5m。

1.3.4溝槽回填

鋪膜完成后，應(yīng)及時(shí)回填。為避免淤積影響鋪塑，回填土疏松無雜質(zhì)沿溝槽均勻攤鋪，回填過程中不得損壞塑模，不得使回填土進(jìn)入搭接縫內(nèi)，以保證搭接段在回填土料的側(cè)壓力作用下自然疊合貼切，經(jīng)7-10天沉降后，再往槽內(nèi)補(bǔ)充填土并夯實(shí)。

1.3.5泥漿循環(huán)固壁

眾所周知，對(duì)原來穩(wěn)定的壩基，開溝造槽后其壓力平衡受到了破壞，槽壁失去平衡后就會(huì)塌方，不能成槽。另外，開出的溝槽成長條形，土拱起不到作用，更容易塌方。為保持槽壁穩(wěn)定，此次工程，直接采用從庫區(qū)內(nèi)抽水，全部采用清水固壁，其效果良好。

2.施工質(zhì)量檢測(cè)

施工過程中對(duì)造槽深度、塑膜搭接寬度、鋪膜深度及回填土的質(zhì)量進(jìn)行了檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果均能滿足設(shè)計(jì)要求。

3.說明

（1）鋪入地下的塑模采用壽命在50-100年之間，樂觀估計(jì)會(huì)達(dá)到100-250年，甚至更長時(shí)間。

（2）塑模連接形式主要有縫合法、搭接法和焊接法三種。

（3）護(hù)壁泥漿比重保持在1.1-1.2g/cm3，回填要及時(shí)且土要符合要求。

（4）關(guān)鍵點(diǎn)的處理。

施工中，如果槽壁坍塌面積小，不很嚴(yán)重，場(chǎng)地允許的情況下，可以偏至原軸線4-5m，鋸槽機(jī)后退30-35m，重新鋪膜搭接，這樣增加了滲透途徑，可以保證大壩安全。搭接段兩軸線不能相距太近，以防止兩軸線間的土體因反復(fù)浸泡失穩(wěn)而坍塌，但是軸線相距太遠(yuǎn)又不能很好保證質(zhì)量，一般鋪塑深9-10m，軸線相距4-5m，搭接30-40m較為合適，如果軸線距離加寬，應(yīng)增加搭接長度，如遇到大面積坍塌或不能進(jìn)行搭接處理，可用高壓灌漿或者充填灌漿等方法進(jìn)行處理。

4.體會(huì)

（1）垂直鋪塑工藝適應(yīng)于設(shè)計(jì)鋪塑深度20m，土質(zhì)為粘土、壤土、粉質(zhì)土、粉細(xì)砂的壩基除險(xiǎn)加固防滲的處理。

（2）土層土質(zhì)疏松、地質(zhì)條件差、易塌槽段，可采用增加漿液濃度，或在槽里加槽向支撐板，或?qū)λ缮舆M(jìn)行碾壓密實(shí)后進(jìn)行開槽等方法處理。

（3）開槽深度宜大于設(shè)計(jì)鋪塑深度10cm，同時(shí)開槽后必須馬上進(jìn)行鋪塑，以免由于沉淀，鋪塑不能達(dá)到設(shè)計(jì)深度，且鋪塑后應(yīng)及時(shí)回填。