復(fù)合土工膜圍堰施工質(zhì)量控制淺析

孫永全，李永山

(中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

引言

水利水電工程主體及導(dǎo)流工程的砂卵石和石方開(kāi)挖工程量較大，施工周期長(zhǎng)，為充分利用開(kāi)挖渣料，節(jié)省工程投資，圍堰型式一般以土石圍堰為主。同時(shí)，由于工程區(qū)粘土有限、儲(chǔ)量較少且為耕地，從節(jié)約資源和綠色施工的角度，土石圍堰防滲形式多以復(fù)合土工膜防滲為主。

土石圍堰采用復(fù)合土工膜作為防滲體，具有質(zhì)量可靠、施工簡(jiǎn)便、防滲效果好等優(yōu)點(diǎn)。在嘉陵江引水工程取水泵站圍堰施工中，由于附近可利用粘土較少且時(shí)間緊、任務(wù)重，為了爭(zhēng)搶枯期有利施工工期，節(jié)省投資，保證質(zhì)量，在施工中采用復(fù)合土工膜作為圍堰的防滲體，取得了良好的施工效果。

1 依托工程簡(jiǎn)況

營(yíng)山縣嘉陵江引水工程總投資3.52億元，起于蓬安縣相如鎮(zhèn)小泥溪，途徑營(yíng)山縣淥井鎮(zhèn)、朗池鎮(zhèn)，止于營(yíng)山縣城北凈水廠(營(yíng)山縣朗池鎮(zhèn)紅光村十社)。新建取水頭部、取水泵站、高位水池(預(yù)沉池)各1座，加藥間1幢，取水規(guī)模為10萬(wàn)m3/d。安裝直徑1200mm原水輸水管道27.5km，跨越河道、公路等障礙采用鋼管，其他采用球墨鑄鐵管。輸水方式為壓力組合輸水方式。

泵房總高度46.75m，其中室內(nèi)地坪以下井筒部分深26.85m，室內(nèi)地坪以上建筑部分高17.7m。泵房底板高程290.45m，井筒頂(即室內(nèi)地坪)高程317.3m，上部建筑頂高程335m。

上部建筑分兩層框架結(jié)構(gòu)，底層(即室內(nèi)地坪層)為人員和設(shè)備進(jìn)入層，層高9.3m，入口處平臺(tái)最大寬度5m，為設(shè)備起吊和維修平臺(tái)；二層地面高程326.6m，為配電值班室，層高8.4m。

下部建筑高程317.3m以下為混凝土圓筒結(jié)構(gòu)，下部壁厚1.5m并且外側(cè)有素混凝土包裹，上部壁厚1m，底板為筏板基礎(chǔ)。

2 圍堰結(jié)構(gòu)型式確定

在嘉陵江引水工程取水泵站施工中，針對(duì)河岸較陡、施工場(chǎng)地狹窄，為充分利用開(kāi)挖渣料，節(jié)省工程投資，圍堰型式選用土石圍堰，同時(shí)由于工程區(qū)粘土層很薄、儲(chǔ)量較少且為耕地，防滲土料較少。為盡快閉氣，形成取水泵房施工的條件，圍堰采用粘土斜墻及復(fù)合土工膜心墻的結(jié)構(gòu)型式。圍堰堰頂高程296m，堰頂寬度為4.5m，迎水面坡比為1∶1.75～1∶2.5(水下坡比)，背水面坡比為1∶1.5，圍堰軸線長(zhǎng)約140m。堰體利用開(kāi)挖渣料進(jìn)行填筑，迎水面和背水面坡面均采用袋裝土石，水下迎水面采用塊石護(hù)腳，防止河水沖刷，具體結(jié)構(gòu)型式如圖1所示。

圖1 土石圍堰結(jié)構(gòu)典型斷面

2.1 圍堰填筑

圍堰填筑主要利用高位水池開(kāi)挖料直接填筑，填筑道路利用取水頭部進(jìn)場(chǎng)道路作為圍堰填筑主要施工道路，戧堤填筑順序從上游往下游進(jìn)行。在進(jìn)行圍堰填筑前，采用PC270挖掘機(jī)配合20t自卸車(chē)將土方開(kāi)挖料由下基坑道路運(yùn)至圍堰處填筑，水下部分采用拋石填筑，反鏟甩料，水上部分利用廈工951裝載機(jī)進(jìn)行土石渣料推鋪，鋪料從最低處開(kāi)始，由專(zhuān)人指揮卸料，每層厚0.3m，土石渣料采用18t振動(dòng)碾碾壓。

2.2 圍堰防滲及防護(hù)施工

圍堰防滲采用在堰體外側(cè)分別設(shè)粘土斜墻鋪蓋、復(fù)合土工膜及彩條布進(jìn)行聯(lián)合防滲，堰體防滲土工膜及彩條布在圍堰外側(cè)邊坡整理后進(jìn)行鋪設(shè)。土工膜及彩條布鋪設(shè)嵌入粘土中。在土工膜及彩條布鋪設(shè)過(guò)程中，為避免受水流沖刷及進(jìn)行水中沉放，采用袋裝土石配重沉放。待每幅土工膜及彩條布鋪設(shè)完成之后，再進(jìn)行外側(cè)粘土斜墻施工。最外側(cè)采用碼砌袋裝土石進(jìn)行坡面防護(hù)，即先將袋裝土石搬至駁船上，人工分序分批進(jìn)行沉放，由潛水員進(jìn)行水下碼砌鋪設(shè)。為加強(qiáng)圍堰抗沖刷能力，再對(duì)圍堰迎水面坡腳采用卵石進(jìn)行防護(hù)。

3 土工膜施工及質(zhì)量控制

3.1 土工膜施工工藝流程

圍堰基礎(chǔ)處理完成后進(jìn)行土工膜心墻施工。土工膜鋪設(shè)前，先將施工部位分段、編號(hào)，考慮分段寬度、伸縮節(jié)長(zhǎng)度及分段斜面長(zhǎng)計(jì)算出每個(gè)分段的寬和長(zhǎng)，然后分別將相鄰兩到三條土工膜在臨時(shí)場(chǎng)地拼接成一幅，沿縱向卷成卷送至施工現(xiàn)場(chǎng)，用繩索拉拽，從上向下平順?lè)胖?，人工鋪設(shè)。具體鋪設(shè)工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 土工膜施工工藝流程

3.2 土工膜施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.2.1 運(yùn)輸及其對(duì)材料要求

土工膜卷材水平運(yùn)輸采用載重汽車(chē)，斜坡面的垂直運(yùn)輸采用人工配合吊車(chē)。土工膜入場(chǎng)后，按連續(xù)生產(chǎn)同一牌號(hào)原料、同提配方、同一規(guī)格、同一工藝的產(chǎn)品，以重量不大于5t為一批取樣復(fù)試，按規(guī)范要求做物理、性能、水力學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性能和耐久性檢測(cè)，合格后方可用于工程中[2]。

3.2.2 土工膜鋪設(shè)

3.2.2.1 土工膜鋪設(shè)前準(zhǔn)備

(1)檢查并確認(rèn)基礎(chǔ)支持層已具備鋪設(shè)土工膜的條件；

(2)做下料分析，畫(huà)出土工膜鋪設(shè)順序和裁剪圖；

(3)檢查土工膜的外觀質(zhì)量，記錄并修補(bǔ)已發(fā)現(xiàn)的機(jī)械損傷和生產(chǎn)創(chuàng)傷、孔洞、折損等缺陷；

(4)每個(gè)區(qū)、塊附近按設(shè)計(jì)要求的規(guī)格和數(shù)量備足保護(hù)層用料，并在各區(qū)塊之間留出運(yùn)輸?shù)缆罚?/p>

(5)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)實(shí)驗(yàn)，確定KS膠粘接溫度、速度等施工工藝參數(shù)。

3.2.2.2 鋪設(shè)要求

(1)鋪設(shè)土工膜時(shí)，要適當(dāng)放松，并避免人為的硬折和損傷；

(2)根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁刈兓群凸S產(chǎn)品說(shuō)明預(yù)留出溫度變化引起的伸縮變形量；

(3)在鋪設(shè)期間所有土工膜均用沙袋或軟性重物壓住其四角，直到保護(hù)層施工完畢，當(dāng)天鋪設(shè)土工膜要在當(dāng)天內(nèi)全部拼接完成。

3.2.2.3 土工膜拼接

(1)土工膜間接縫采用KS膠粘接，搭接長(zhǎng)度為10cm；

(2)土工膜的粘接施工前先做工藝試驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容包括粘接時(shí)膜與膜的搭接寬度，粘接膠的熱融溫度，膜與止水片的粘接寬度以及施工工藝等試驗(yàn)；

(3)土工膜剪裁整齊，保證足夠的搭接寬度，當(dāng)施工中出現(xiàn)脫空、收縮起皺及扭曲鼓包等現(xiàn)象時(shí)，將其剔除后重新進(jìn)行粘接；

(4)在斜坡上搭接時(shí)，將高處的膜搭接在低處的膜面上；

(5)粘接中，須及時(shí)將已發(fā)現(xiàn)破損的土工膜裁掉，并用熱熔膠補(bǔ)粘；

(6)T字形接頭采用母材補(bǔ)疤，補(bǔ)疤尺寸可為300mm×300mm，疤的直角修圓。

3.2.2.4 土工膜焊接

(1)土工膜焊接采用2PH-213型熱合爬行機(jī)進(jìn)行焊接，該機(jī)由兩塊電烙鐵供熱，膠帶輪通過(guò)耐熱膠帶施工，滾壓土工膜，焊成兩條粗為10mm的焊線，兩線凈距約12mm；

(2)根據(jù)土工膜焊接工藝試驗(yàn)，焊接溫度原則上以不超過(guò)350℃為宜，焊接速度一般控制在1.5m/min，每天焊接前先進(jìn)行試焊，以便確定當(dāng)天的焊接溫度和焊機(jī)爬行速度。具體根據(jù)工藝試驗(yàn)確定。

3.3 圍堰基底防滲

考慮到圍堰底部位于河床松散卵石層、設(shè)計(jì)未考慮圍堰基礎(chǔ)防滲處理等因素，為確保擋水圍堰底部的防滲，在圍堰閉氣、基坑初期抽排水結(jié)束后，在圍堰背水面坡腳處開(kāi)挖防滲槽，防滲槽深入強(qiáng)風(fēng)化泥巖0.5m～1m，然后采取粘土回填、壓實(shí)防滲最終形成粘土防滲墻。

3.4 搭接接頭繞滲處理

堰體土工膜心墻兩端與岸坡相接，在進(jìn)行復(fù)合土工膜施工時(shí)，將岸坡開(kāi)挖至基巖，設(shè)置復(fù)合土工膜基座，將土工膜錨固在基座混凝土中。土工膜與基座相接部位按如下施工程序進(jìn)行基礎(chǔ)接頭防滲處理。

具體施工程序如下：

基座面清理→基面涂膠調(diào)平→粘貼第1層SR止水蓋片→止水蓋片涂膠、找平→粘貼復(fù)合土工膜→粘貼第2層SR止水蓋片→鉆孔→安裝膨脹螺栓并預(yù)緊→安裝壓板、緊固膨脹螺栓。

4 結(jié)語(yǔ)

復(fù)合土工膜心墻施工中，兩側(cè)的反濾料及粉質(zhì)粘土為施工現(xiàn)場(chǎng)選取，施工方便，可與圍堰堰體填筑同時(shí)抬升，施工干擾小，施工成本低，使得營(yíng)山縣嘉陵江引水工程取水泵站工期進(jìn)度得到了有效保障。在保質(zhì)保量的前提下降低施工成本，減小了環(huán)保壓力，縮短了施工工期，提高了施工管理水平，取得了良好的社會(huì)效益，同時(shí)對(duì)今后的類(lèi)似工程提供了有效指導(dǎo)。