复合土工膜延伸性能好,抗拉、抗顶破、撕裂、穿刺等力学性能强度较高。蓄水池防渗施工中表面覆盖有保护层,隔绝了与外间的接触,具有良好的抗老化性能, 防渗寿命较长, 复合土工膜有一定的变形量,对凹凸缺陷产生的传递分散较快,可适应池体、大坝的变形。
1 工程概况
引黄移民灌区是古浪县贯彻甘肃省委“下山入川” 移民扶贫政策、举全县之力重点实施的项目之一。重点利用景电二期工程节余水量,依托现有工程设施潜力,进行挖掘改造和延伸扩建,提高输水能力和拓展灌溉范围, 新建的黄花滩生态移民开发区发展农业灌溉面积0.57 万hm2, 安置古浪县南部贫困山区及祁连山水源涵养区贫困群众4 万人,项目区为腾格里沙漠边缘风积沙区。项目区现新建9.8 万m3 蓄水池23 座。蓄水池基础为(eolQ44)风积细砂或(eolQ43)风积细砂夹砂壤土及粉质壤土透镜体。(eolQ43)细砂厚度>10 m,砂壤土透镜体呈
不均匀分布,厚度一般0.2~2.0 m不等。(eolQ43)细砂天然密度1.50~1.75 g/cm3, 干密度1.55~1.65 g/cm3,细砂击实后最大干密度1.87 g/cm3, 击实最优含水量13.0%。
2 蓄水池防渗处理的选定与施工
2.1 蓄水池防渗措施处理
2.1.1 防渗措施选定蓄水池工程设计时, 防渗形式主要有复合土工膜和钢筋混凝土防渗体两种防渗型式。钢筋混凝土防渗体造价高,且防渗体施工难度大, 防渗结构也相对复杂 防渗效果却不如土工膜好。土工膜防渗型式目前已较为成熟,在本地区有较多的成功应用案例, 故采用土工膜作为本工程的防渗型式。选定池体池底及边坡铺设复合土工膜进行防渗,复合土工膜上铺设10 cm 厚的沙壤土保护层,保护层上铺设30 cm 厚的砂砾石; 采用复合土工膜具有施工方便、工期短、投资省、防渗效果佳等优点。
2.1.2 复合土工膜选型蓄水池容积9.8 万m3 左右,最大水深5 m,防渗体为复合土工膜(PE)二布一膜,膜的厚度根据《聚乙烯(PE)土工膜防渗工程技术规范》(SL/T231-98)、《土工合成材料应用技术规范》(GB/T 50290-2014)的要求,土工膜厚度选择为0.5 mm, 选用规格为150g/m2—0.5 mm pE—150 g/m2二布一膜型的PE 复合土工膜,密度(ρ)不低于800 kg/m3。复合土工膜物理力学指标如表1 所示。
2.1.3 复合土工膜防渗设计复合土工膜中的无纺布有较大的摩擦系数,可使蓄水池内坝坡比增大,减少占地面积,蓄水池内坝坡坡比一般为1∶3。为防止土工膜下滑,坝顶四周设嵌槽,槽深0.3 m。将土工膜压于嵌糟,回填粘土压实至坝基面。为防止施工过程中施工人员对土工膜造成破坏或受高温天气阳光暴晒及周边群众养殖牲畜踩踏破坏, 增加土工膜防渗使用期限,减少维护、养护,防渗采用以下结构形式:
坡面由上至下为砂砾石保护层(厚度30 cm)—沙壤土保护层(10 cm)—复合土工膜(150 g/0.5 mm/150 g)—基础原土翻夯。
2.2 施工程序
施工前准备工作→池体坝面平整→铺设复合土工膜→土工膜焊接→焊缝检验→膜上保护层铺设。
2.3 复合土工膜防渗施工
2.3.1 施工注意事项一是蓄水池池底及坝坡面积较大,为便于施工,提高工作效率,土工膜幅宽尺寸应尽量选用大的,从而减少拼接量。土工膜幅宽一般为4 m、6 m、8 m 不等, 为了在不利条件下能满意拼接,项目区蓄水池工程幅宽选择为6 m。二是铺设前对蓄水池坝坡进行彻底的清理、平整;对局部凹凸不平的地方进行修正,保证膜下基础足够坚实;清除一切对土工膜造成伤害的尖锐物体,如石块、树根等,
挖好土工膜固定沟。三是土工膜铺设应在晴天施工,铺放时应留足够富余度余, 不要拉的过紧, 一般为3%,以便适应池体沉降、土工膜焊接及天气变化等因素引起的伸缩变形。四是确保土工膜质量合格,必须有合格证书、使用说明书,特性指标要委托专业的质量检测单位进行检验。五是土工膜与其他结构物相接触部位的连接要做好,特别是与混凝土部位链接时,土工膜接头要尽量现浇入混凝土中。六是施工中注意保护,操作人员应穿平底无钉鞋,防刺破、防烫损等。
2.3.2 复合土工膜的铺设复合土工膜的铺设是蓄水池施工的重点。从原材料的采购、土工膜铺设、焊接、焊缝检查、土工膜保护层铺设等主要工序都必须严格把关。主要把握以下几个方面的工作:一是把好原材料采购关,目前市场上生产复合土工膜厂家很多,产品质量参差不齐,须严把质量关,产品的各项技术指标应符合相关标准规定和设计要求。二是做好池体坡面修正工作。为使复合土工膜受力均匀,必须做到复合土工膜与池体紧密结合, 对池体凹陷变形等不平整区域进行找平夯实, 剔除池体坡面树根、石子等坚硬尖状锋利物,防止复合土工膜被刺破。三是严把铺设关。土工膜铺设是蓄水池施工最核心的工序, 复合土工膜铺设应严格按照相关技术标准进行, 施工人员均应穿平底布
鞋或软胶底鞋进行铺设,边铺设、边焊接、随防护(保护层铺设);焊接时结合面须干燥无垢、无折皱,搭接长度不小于10 cm。为确定合适的温度、速度等工艺参数,焊接前要先试焊。四是把好质量关。焊缝是关键,尤其要加强焊接质量检测, 即焊接完成后先仔细检查焊缝连
接带有无漏焊、虚焊,接缝是否烫损,有无褶皱等问题;然后再充红墨水打压检查。充水压力保持0.2 MPa,保持0.5 min左右,若无渗水、压值不降,焊缝即为合格。
2.3.3 复合土工膜膜上保护层施工为防止施工过程中施工人员对土工膜造成破坏或受阳光暴晒及周边群众养殖牲畜踩踏破坏,以提高土工膜使用寿命,需对土工膜进行防护。土工膜由上至下为砂砾石保护层(厚度30 cm)—沙壤土保护层(厚度10 cm)—复合土工膜(150 g/0.5 mm/150 g)。为保证坡面砂砾石保护层的稳定性, 坡面设置C20 钢筋混凝土格栅,格栅尺寸200 cm×200 cm,混凝土格栅断面尺寸30 cm×30 cm。
3 结语
复合土工膜防渗技术在引黄移民灌区蓄水池的成功应用表明该项技术具有工程投资少、施工简单、工期短、防渗性能好且使用寿命长等特点,在水利工程中具有广泛的应用前景, 但推广应用时必须要因地制宜、科学合理、严把质量、精心施工,这样才能获得理想的效果。
作者:安祥