复合土工膜在渠道衬砌工程中的应用

    童畅 梅杨杨

    

    

    【摘要】复合土工膜是用土工織物与土工膜复合而成的不透水材料，抗拉、抗撕裂、顶破等物理力学性能指标高，具有强度高，延伸性能较好，变形模量大，耐酸碱、抗腐蚀，耐老化，防渗性能好等特点，被广泛用于工程施工。

    【关键词】复合土工膜;渠道衬砌工程;防渗

    Application of composite geomembrane in channel lining engineering

    Tong Chang，Mei Yang-yang

    （China Water Resources and Hydropower Ninth Engineering Bureau Co.， LtdGuiyangGuizhou550008）

    【Abstract】Composite geomembrane is a water-impermeable material made of geotextile and geomembrane. It has high physical and mechanical properties such as tensile strength， tear resistance and bursting. It has high strength， good elongation performance， large deformation modulus and acid resistance. Alkali， anti-corrosion， anti-aging， good anti-seepage performance， etc.， are widely used in engineering construction.

    【Key words】Composite geomembrane;Channel lining engineering;Seepage prevention

    1. 工程概况

    （1）南水北调中线一期工程总干渠沙河南～黄河南（委托建管项目）宝丰郏县段位于河南省平顶山市境内，宝丰郏县段第三施工标段桩号：SH（3）29+500～SH（3）35+800，全长为6.3Km。

    （2）渠道为梯形断面，渠道内一级边坡为1：2～1：2.75，二、三、四级边坡为1：1.5～1：2.5，一级马道（堤顶）宽5.0m，外坡1：1.5，渠道纵比降为1/26000。全段采用混凝土衬砌，渠坡衬砌厚度10cm，渠底衬砌厚度8cm。混凝土衬砌强度等级为C20，抗冻标号F150，抗渗标号W6。全渠段采用复合土工膜防渗，渠道边坡结构自下而上为：砂砾料层20cm、聚苯乙烯保温板2cm（2.5cm）、复合土工膜（150g/m2-0.3mm-150g/m2）、C20衬砌混凝土10cm;渠底结构自下而上为：砂砾料层20cm、复合土工膜（150g/m2-0.3mm-150g/m2）、C20衬砌混凝土8cm。

    2. 复合土工膜的特点及技术要求

    2.1复合土工膜的特点。

    复合土工膜分为一布一膜和两布一膜，宽幅4～6m，抗拉、抗撕裂、顶破等物理力学性能指标高，产品具有强度高，延伸性能较好，变形模量大，耐酸碱、抗腐蚀，耐老化，防渗性能好等特点，能满足水利、市政、建筑、交通，地铁、隧道、工程建设中的防渗、隔离、补强、防裂加固等土木工程需要，常用于堤坝、排水沟渠的防渗处理，以及废料场的防污处理。

    2.2宝郏三标复合土工膜的技术要求。

    渠道防渗采用600g/m2（150g/m2-0.3mm-150g/m2）两布一膜复合土工膜作为防渗材料，布为宽幅聚酯长丝针刺土工布。复合土工膜技术性能指标应符合下列要求：复合体幅宽应大于5m，生产过程中两侧土工布表面应有加糙工序，且土工布表面手搓时不得脱丝;复合土工膜应采用全新原料，不得添加再生料，聚乙烯膜应为无色透明，无毒性、对水质无污染;复合土工膜性能指标见表1、表2。

    3. 渠道衬砌复合土工膜施工

    3.1复合土工膜的铺设。

    （1） 渠坡：铺设时由坡肩自上而下滚铺至坡脚，中间不应有纵向连接缝，相邻两幅土工膜以上游土工膜压下游土工膜的方式搭接。渠坡和渠底结合部以及和下段待铺的复合土工膜部位要预留足够的搭接长度，一般控制在50～80cm，坡肩处预留复合土工膜的长度应满足设计要求。铺设过程中可用编织袋装土覆压，随铺随压，以防止复合土工膜滑移。

    （2） 渠底：使复合土工膜幅宽与渠道中心线垂直。渠底复合土工膜间横向连接缝与坡面复合土工膜接头缝均应相互错开100cm以上。

    （3）齿槽部位：铺设齿槽部位的复合土工膜时，应松弛适度，且与齿槽贴紧，铺设完毕后及时用临时支撑固定保温板和土工膜。

    3.2复合土工膜的裁剪。

    复合土工膜裁剪应整齐平顺，并保证足够的搭接宽度。

    3.3复合土工膜的连接。

    复合土工膜的连接顺序：缝合底层土工布、热熔焊接（粘接）中层土工膜、缝合上层土工布。

    3.3.1土工膜热熔焊接、粘接。

    （1）焊缝搭接处保证无水、无尘、无垢，水汽用吹风机吹干，保持焊接面清洁干燥。土工膜平行对正，焊缝处土工膜应熔结为一个整体。为确保土工膜的焊接头具有可靠的防渗效果，采用双面焊缝。双面焊缝宽度采用2×10mm，搭接宽度不小于10cm，焊缝间留1cm的空腔。

    （2）土工膜焊接前，应进行土工膜试焊，焊接温度一般加热到280℃，行走速度按3m/min进行焊接，可根据环境温度、湿度进行适当调整，保证土工膜焊接质量。在焊接过程中和焊接后2h内，焊接面不承受任何拉力，防止焊接面发生错动。

    （3）复合土工膜施工中优先采用焊接法施工，渠底复合土工膜与渠坡预留复合土工膜以及其它焊接施工困难的部位用KS胶粘接施工，粘接宽度10～20cm。KS胶粘接施工首先清理、整平预留的复合土工膜，粘接面要保证干洁、无杂物等;然后在下层土工膜粘接面上均匀涂抹KS胶，涂胶做到不过厚、无漏涂;最后将上层土工膜与粘接面对齐、压紧，使粘接面充分粘合。一次涂胶长度不宜过长，否则容易影响粘接质量。在粘接过程和粘接后2h内，粘接面不得承受任何拉力，严禁粘接面发生错动。土工膜的粘接强度不低于母材的80%。土工膜有破损、孔洞、撕裂等缺陷应及时用合格的母材采用KS胶粘接修补，其范围宜超出破洞周边10～20cm。粘接过程中，表层土工布一般采用手撕配合硬丝刷清理，最后采用热风枪清理粘接面上残留丝线。

    3.3.2土工布缝合。

    土工布缝合时，将上层土工布和中层土工膜向两侧翻叠，将底层土工布铺平、搭接、对齐，进行缝合。土工布缝合采用手提缝包机，缝合时针距控制在6mm左右，连接面应松紧适度、自然平顺，土工膜与土工布联合受力。上层土工布缝合方法与下层土工布缝合方法相同，土工布缝合强度应不低于母材的70%。

    3.3.3复合土工膜保护。

    （1）与铺设土工膜无关人员不得进入施工现场;

    （2）所有进入土工膜施工现场人员，必须穿对土工膜无损伤的胶底鞋，进入现场任何人不准吸烟;

    （3）在防渗层上，所有工器具必须轻拿轻放，不得扔摔或重放，严禁热工具与土工膜接触;

    （4）复合土工膜材料在装卸、搬运过程中不得使用任何可能对材料造成机械损伤的器具;

    （5）检验合格后的防渗层必须及时覆盖，覆盖时由专人看管，不得损伤复合土工膜，若有损伤，必须及时修补;

    （6）所有施工人员必须注意安全，文明施工;

    （7）复合土工膜施工完后，必须注意成品的保护，可采用塑料布将土工膜接头卷起反裹，以防止暴晒，避免养护用水和切缝用水溅入坡脚对土工膜造成污染。

    3.3.4接缝检测。

    采用的方法为目测法、现场检漏法。

    （1）目测法：观察有无漏接，接缝是否有无烫损、无褶皱，是否拼接均匀等。

    （2）现场检漏法：对所有的土工膜焊缝严格按照设计要求逐条进行充气检验。采用充气法，焊缝为双条，两条之间留有约10mm的空腔。将待测两端焊死，插入气针，充气至0.15～0.2MPa，静观1～5min，观察压力表，如气压无明显下降，表明不漏，接缝合格，否则进行及时修补。联合验收完成后，应及时采用土工膜用KS胶粘接修补针孔。对所有的土工膜粘接缝进行外观目测检查，涂胶应均匀、粘接面平整，无漏粘接，并采用手撕法检查粘接面的牢固。

    3.4复合土工膜与建筑物粘接。

    复合土工膜与墩、柱、墙等建筑物须进行粘接，粘接宽度不小于设计要求，建筑物周围复合土工膜应充分松弛。为保证土工膜与建筑物粘结牢固，防水密封可靠，在对土工膜或墩柱进行涂胶之前，应将涂胶基面清理干净，保持干燥。涂胶均匀布满粘结面，无过厚、漏涂现象。在粘结过程和粘结后2h内，粘结面不得承受任何拉力，严禁粘结面发生错动。

    3.5一般注意事项。

    （1）采购复合土工膜时，应按渠坡坡长及坡肩锚固长度、坡脚预留搭接长度计算每一卷复合土工膜的长度，按接缝最少确定幅宽。

    （2）渠坡复合土工膜垂直于渠道中心线方向铺设，只可出现垂直于渠轴线的横向连接缝，不应出现平行于渠轴线的纵向连接缝。复合土工膜应错缝连接，只可出现“T”字缝，不应出现“十”字缝。

    （3）接缝处的上下层土工布应缝合或粘接;土工膜宜采用热熔焊接，条件不具备时可采用专用胶粘接。

    （4）复合土工膜采用专用焊接设备焊接。焊接人员应经生产厂家的专业技术人员培训合格后方可上岗作业。

    （5）复合土工膜铺设进度应和混凝土衬砌相适应。堤顶预留的土工膜应及时安装路缘石封压，坡脚部位土工膜应包裹保护。

    4. 质量控制要点

    （1）复合土工膜的连接宜优先采用热熔焊接。渠坡预留复合土工膜和渠底复合土工膜一般采用KS胶粘接（若具备焊接条件，应优先采用热熔焊接）。

    （2）裁剪复合土工膜时，裁剪人员应认真检查复合土工膜有无破损、孔洞、撕裂等缺陷。若存在缺陷，应及时用合格的母材修补，修补范围应超出破损部位周边10～20cm。

    （3）复合土工膜铺设应平顺、整齐、无褶皱、无绷紧、与基础面之间应压平紧贴、避免架空。

    （4）每天焊接前，均应随机取样膜试焊，试焊样膜采用手撕测试。

    （5）用钢尺控制复合土工膜搭接宽度，偏差标准为0～+2cm。在施工中每單元至少检查5条接缝，每条接缝至少检查5点。

    （6）对所有的土工膜焊缝进行外观目测检查，焊缝应均匀、平直，无漏焊、虚焊、烫伤、皱褶、空洞，并对所有的土工膜焊缝严格按照设计要求逐条进行充气检验。将待测段两端封死，插入气针，充气至0.15～0.20MPa，保持1～5min，压力无明显下降即为合格，否则应及时检查、补焊。

    （7）对所有的土工膜粘接缝进行外观目测检查，涂胶应均匀、粘接面平整，无漏粘接，并采用手撕法检查粘接面的牢固。

    （8）详细记录每一条接缝的位置、连接时间、检查结果，操作人员、检测人员应实名签名，作为备查资料妥善保存。

    5. 结语

    土工合成材料在工程建设中推广迅速，复合土工膜也广泛应用于渠道防渗工程中。复合土工膜在南水北调工程中被广泛应用，取得了良好的防渗效果。