目前对于我国大部分地区而言， 山区水库是无法完全替代平原水库的。平原水库对于调节山前溢出泉水和河道洪水具有显著的优势， 尤其是对于西北地区而言，可充分利用有限制的水资源，扩大保灌面积，对发展农业生产具有十分重要的意义。

对于我国西北的干旱地区，大部分平原水库坐落在第四系松散土层无限深的透水地基上，因此科学和经济的防渗体系是平原中小型水库设

计需要重点考虑的问题。对中小型水库防渗设计来说，土工膜施工技术具有工程量小、施工方便，在平原区中小型水库大坝和库区防渗领域中应用十分广泛。因此，为了能够全面保证中小型水库的防渗性能，必须要加强中小型水库土工膜防渗技术的研究。
１ 土工膜防渗技术要求
水利工程中常用的土工膜大致分为三类： 土工膜、加筋土工膜、复合土工膜。为了防止可能裂隙处产生管涌、坍坑，防渗土工膜应采用土工织物复合土工膜。《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》要求：“土石堤坝防渗土工膜厚度不得低于0.5 mm，重要工程部位可以适当增加土工膜厚度， 次要工程可以适当减小土工膜厚度，但不得小于0.3 mm。”２ 中小型水库土工膜防渗结构设计要点2.1 应特别注意防渗结构抗滑稳定由于土工膜斜墙靠近上游坝坡， 复合土工膜与坝体之间的摩擦系数一般小于坝体的内摩擦系数，因此需要计算校核复合土工膜与保护层、土工膜与支持层或坝体之间的抗滑稳定性。复合土工膜承受上游水压， 使膜与膜后支持层之间产生较大的抗滑阻力，在正常挡水情况下，膜后抗滑稳定一般没有问题。在设计过程中复合土工膜同上层砂浆之间的稳定性计算是防渗结构设计重点。工膜防渗结构的安全分析可采用极限平衡法计算防护层的稳定性。堆石、干砌块石护坡、混凝土板组成的护坡都是透水性良好的护坡，这种情况下，水库水位消落时，保护层的浸润面也同时下降， 因此无需考虑护面层反向渗透水压力。
2.2 防渗结构设计
中小型水库的防渗结构大体上可以分为土工膜上垫层、下垫层、上垫层的防护层以及下垫层的支持层、排水排气设施等， 下垫层材料可以采用土工格栅、粒土、土工网、土工织物等。以山丹县某水库土工膜防渗结构设计为例，水库总库容480 万m3，最大坝高19.8 m， 库区和坝基表层土壤厚度为1.5 m，表层土以下主要为第四系上更新统（Q3）冲洪积砂卵砾石层，层厚为50 m[1]。工程采用了“半挖半填”的设
计原则，就地取材挖取现场砂砾石作为筑坝材料，为砂砾石土工膜斜墙坝的型式，顶部宽度为5 m，迎水面坡度比为1∶2.5，背水面坡度比为1∶2。防渗结构设计中采用SN2/PE-16-600-0.6 复合土工膜，土工膜上垫层为4 cm 厚M7.5 砂浆垫层， 上垫层上部的防护层设计厚度20 cm 的现浇混凝土整体板；考虑筑坝材料为砂碎砾石， 为保障防渗土工膜在施工、运行中不被砾石刺破，设置下垫层，下垫层采用M7.5 水泥砂浆，厚度设计为6 cm，下垫层坐落在砂砾石坝体之上。
３ 中小型水库设计中土工膜防渗技术的应用
3.1 土工膜铺设
在复合土工膜铺设过程中， 要与坝体轴线部位垂直铺设，严格控制膜与膜之间的搭接距离，保持土工膜、下层垫之间的紧密性，确保压平工作达到工程标准。需要注意的是，土工膜不得拉的过紧，要保持一定的松弛度，膜底部位不能出现气泡现象。新型的复合型土工膜较为轻薄，可能会被风吹起，所以在铺设中每隔一段距离设置一个沟槽， 用作土工膜的防滑枕，将土工膜固定在槽内，并回填砂浆、黏土[2]。
为了保证复合型土工膜的铺设效果， 尽可能在温暖、干燥的天气下铺设，可以选择波浪形松弛铺设方法， 该铺设方法可以保证土工膜保持一定富裕度（1.5%左右）。将土工膜埋设到防滑枕时，先要把土工膜拉平，保持与坡面贴合为止，不得出现褶皱或凸起现象。铺设土工膜过程中，工作人员不得穿带有凸出部位的鞋，避免踩坏土工膜，可以穿平底布鞋、软胶鞋。施工中一旦发现土工膜损坏情况，需要进行一
定的修复，确保土工膜的完整性。
3.2 土工膜拼接
复合土工膜连接可以分为两个程序： 上下层无纺织布连接、PE 膜连接。上下层无纺织布连接中使用便携式缝纫机、尼龙线进行双道缝接方法，搭接长度9～11 cm。PE 膜连接过程中采用自动调温电热焊接模式，可以选择双道塑料热合机。完成一道土工膜铺设之后，要将焊接边翻叠，保持翻叠宽度55～65cm。之后再进行第二层土工膜铺设，要将土工膜反铺，调整焊接两幅膜边缘，确保搭接长度在10 cm 以上。土工膜焊接一定要足够小心谨慎，保证土工膜的焊接质量，提高整体的防渗性[3]。在较好的天气下焊接， 风力不得超过3 级，高温、低温、雨天均不得焊接，保证焊接表面处于干燥稳定的状态。焊接前， 要使用水风机将表面上的尘土、杂质去除，之后用干净的毛巾擦拭，保证模体足够干净。此外，在焊接部位下方使用长木板垫上，使焊接工作可以在平整面上进行， 确保最终的焊接质量。PE 膜焊接前要进行试验工作。焊接试验设计时，焊接温度控制在220～300℃， 并时刻控制行走速度、焊接温度，使用拉力机进行剥离、剪切试验。测试的样品符合工程标准后，得出标准的焊接工艺参数。焊接中要保持平整度、顺直度。两条焊缝拼接中，焊缝宽度控制在10 mm 左右，在焊缝间保留一定的空腔（10 mm），这样可以更加直观的检查焊缝质量。

3.3 反渗水坡面土工膜铺设

部分中小型水库大坝较高、死水位较高，此时在坡面底部铺设土工膜时，可能会出现反渗水问题。如果发现坝体向库内渗水现象时， 如果不及时采取措施容易造成土工膜隆起或坡面滑坡，严重影响土工膜的应用质量。在反渗水坡面应用土工膜时，要结合坡面渗水状况，每隔一段距离开挖导渗槽，导渗槽要垂直坡面轴线方向设置， 在槽内填入一定量的砂卵石用作导渗。坡面底部土工膜中，要根据导渗沟的布置状况，要每隔一段距离安装止逆阀。此外， 在土工膜铺设完毕后，要时刻观察上覆保护层的情况，防止上层坝面铺设造成土工膜破损，提高土工膜的整体防渗性。
3.4 复合土工膜和建筑物砼连接设计
土工膜和水工建筑主体连接当中， 必须要保证足够牢靠、紧密，保留一定的伸缩余量。在与建筑砼连接当中，浇筑混凝土时预留好土工膜连接槽体。在连接槽内砼表面每隔20 厘米打一个孔， 并在孔内安装膨胀螺栓， 沿着连接部位安装橡皮， 宽度为10 cm、厚度为5 mm，之后将土工膜折叠三层并打入到螺栓中， 之后再使用相同规格的橡皮以及扁钢压条，规格为宽5 cm、厚5 mm，将扁钢压条穿越膨胀螺栓与土工膜固定[4]。为了避免压条、螺栓出现锈蚀问题，可以在扁钢压条、螺栓上涂抹三层防锈漆，之后在土工膜连接槽中浇筑二期混凝土。
4 结束语
综上所述， 土工膜在中小型水库中的应用十分广泛，土工膜防渗设计具有投资小、施工效益高等优势， 但如果处理不当会严重影响中小型水库的防渗效果。因此，必须要明确土工膜在中小型水库防渗设计中的使用要求，做好土工膜防渗设计方案，严格按照防渗方案开展施工， 这样才能够实现土工膜防渗技术应用的最终目标。

作者：卢东晓

参考文献
[1] 贺登杰.土工膜在小型水库防渗中的设计与应用[J].甘肃农业，2012，(1).
[2] 周佺.复合土工膜防渗技术在全防渗水库中的应用[J].河南水利与南水北调，2014，(16).
[3] 唐保铭.分析土工膜防渗技术在水库的应用[J].水能经济，2016，(5).
[4] 杨智.土工膜防渗在小型水库除险加固中的应用[J].中国高新技术企业，2015，(26).