土工膜主要有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE) 等種類，它們是一種高分子化學(xué)柔性材料，比重較小，延伸性較強(qiáng)，適應(yīng)變形能力強(qiáng)，具有優(yōu)異的防滲、防腐性能，化學(xué)性能穩(wěn)定，在水利堤壩、渠道、筑路、機(jī)場、房屋、環(huán)保等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
1 復(fù)合土工膜設(shè)計(jì)壩設(shè)計(jì)應(yīng)用現(xiàn)狀及難點(diǎn)
1.1 設(shè)計(jì)應(yīng)用現(xiàn)狀
根據(jù)碾壓式土石壩的相關(guān)規(guī)范, 水利行業(yè)定義壩高70m以上，為高壩。隨著設(shè)計(jì)施工技術(shù)及材料技術(shù)的進(jìn)步，復(fù)合土工膜在工程中的應(yīng)用也逐步在向在中、高土石壩方向發(fā)展。根據(jù)對國內(nèi)土工膜面板壩建設(shè)情況統(tǒng)計(jì)，多數(shù)已建成的土工膜面板壩為30m 以下低壩, 自二十一世紀(jì)10 年代達(dá)到壩高56m，國內(nèi)已建成較具代表性的土工膜面板壩有西霞院土工膜斜墻堆石壩、王甫洲復(fù)合土工膜斜墻堆石壩、四川田灣河梯級水電站仁宗海面膜堆石壩（壩高56m, 大(2) 型）等。
國外較具代表性的工程有阿爾巴尼亞1996 建成的Bovilla 復(fù)合土工膜面板堆石壩，該壩高91m，其中土工膜防滲56m)。值得一提的是，由我國設(shè)計(jì)建造的老撾南歐江六級水電站復(fù)合土工膜面板壩，最大壩高85m，也是軟巖填筑比例最大的面板堆石壩，從2015 年10 月8 日蓄水以來，經(jīng)歷了水位“上升→下降→上升”的過程，各項(xiàng)監(jiān)測參數(shù)顯示，大壩運(yùn)行良好，無異?，F(xiàn)象。同時，該壩整體80 多米長，3.5mm 厚的復(fù)合土工膜安裝、無沙高滲透性混凝土擠壓邊墻、大比例軟巖堆石壩料，也將復(fù)合土工膜防滲面板技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用推向了一個新高度。
1.2 設(shè)計(jì)應(yīng)用難點(diǎn)
與低壩及臨時圍堰等工程不同，高土石壩建成后，具有運(yùn)行時間長、水頭高、運(yùn)行工況復(fù)雜、一旦失事對下游造成影響大等特點(diǎn)，復(fù)合土工膜作為獨(dú)立防滲體的可靠性和耐久性以及膜在壩內(nèi)如何適應(yīng)壩體受很大荷載后產(chǎn)生的位移是其成功應(yīng)用于高土石壩的難點(diǎn)。復(fù)合土工膜材料的力學(xué)性能、抗老化性能等需滿足高壩長期可靠運(yùn)行的要求，復(fù)合土工膜斜墻的穩(wěn)定及壩體如何適應(yīng)土工膜防滲體以達(dá)到在各類工況下安全運(yùn)行也是需要面對的問題。
2 土工膜施工要點(diǎn)及主要流程
2.1 鋪設(shè)前的準(zhǔn)備工作
基面或墊層施工是確保防滲效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一定要按設(shè)計(jì)要求將尖石、樹根等有機(jī)雜物徹底清除干凈，且不允許有局部凹凸現(xiàn)象，清理好的基面要用夯錘或夯板夯緊，使之密實(shí)平整。對于中置復(fù)合土工膜，由于土工膜與兩側(cè)的壩體同步上升，施工難度較大，務(wù)必保證土工膜兩側(cè)有足夠的保護(hù)層，如兩側(cè)的保護(hù)層厚度較大，可采用騎縫碾壓。對于斜墻式土工膜要先按設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行削坡處理，然后鋪墊細(xì)粒料，并用拍板或滾筒壓實(shí)整平。
2.2 復(fù)合土工膜的鋪設(shè)
在準(zhǔn)備工作完成后，并經(jīng)驗(yàn)收合格后，將土工膜平置于基面上，四周邊緣要展平，保持整直。因復(fù)合土工膜主要靠自身來適應(yīng)壩體的變形，而不是靠強(qiáng)度來抵御壩體的變形，因此在鋪設(shè)時不應(yīng)拉得太緊，要均勻地留有小褶皺，使土工膜自身有一定的松緊度，能在施工中產(chǎn)生彈性極限變形的同時有一定的擴(kuò)展空間適應(yīng)壩體變形。同時要從下而上，從一端向另一端平鋪，這樣可擠出膜內(nèi)空氣，以免產(chǎn)生小氣泡。鋪放面積應(yīng)是計(jì)算面積的110%。膜鋪好后，即按一定順序同步前進(jìn)回填保護(hù)層，這樣可使膜內(nèi)空氣從膜底擠出，使土工膜與地基、墊層接觸面吻合平整，防止因土工膜折皺而形成滲水通道。在施工現(xiàn)場嚴(yán)禁施工現(xiàn)場敲打石料以及其他可能引起損壞土工膜的一切施工作業(yè)。
2.3 土工膜現(xiàn)場拼合
現(xiàn)場拼合是土工膜防滲施工的主要內(nèi)容。土工膜本身不會發(fā)生滲漏，但如果接縫拼合有虛接、漏接、弱接現(xiàn)象，接縫拼合質(zhì)量差將引起接縫滲漏。采用自行進(jìn)熱楔式焊機(jī)( 雙焊線) 可實(shí)現(xiàn)溫度、速度無級可調(diào)，焊接操作容易控制，焊縫質(zhì)量穩(wěn)定，焊縫密封性和焊接強(qiáng)度容易檢測。熱楔通過接觸直接加熱土工膜表面，使土工膜表面熔化，然后通過加壓，使兩塊土工膜在表面幾十微米熔探的范圍內(nèi)產(chǎn)生分子滲透和交換熔合成一體，形成雙焊線焊縫。焊接熔深取決于熱源溫度、加熱時間、壓力大小和加壓歷時。加熱歷時和加壓歷時由焊機(jī)行進(jìn)速度決定，因此焊機(jī)的熱楔溫度、行走速度和壓輥壓力選擇決定著接縫的焊接質(zhì)量。目前，熱楔式焊機(jī)已成為土工膜防滲施工的首選拼合設(shè)備。
2.4 土工膜焊接
土工膜焊接應(yīng)采用雙縫熱合焊接方式進(jìn)行。焊接前，用電吹風(fēng)吹去膜面上的砂子、泥土等雜物，再用干凈毛巾擦凈，保持膜面清潔、干燥。接下來將專用熱熔焊機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，并根據(jù)焊接試驗(yàn)時推薦的速度設(shè)定焊機(jī)的行走速度，待預(yù)熱至400℃溫度穩(wěn)定后，方可進(jìn)行土工膜焊接施工。土工膜焊接時，通過調(diào)整土工膜使搭接寬度控制在12cm 左右。接下來正式進(jìn)行土工膜的焊接，焊接過程中，應(yīng)根據(jù)焊縫痕跡深淺來預(yù)測焊接質(zhì)量，并根據(jù)質(zhì)量狀況即時調(diào)整焊機(jī)的行走速度和焊接溫度，在土工膜焊縫質(zhì)量達(dá)到規(guī)范要求的同時，使焊接效率最佳。
3 結(jié)語
水利工程建設(shè)飛速發(fā)展的環(huán)境下，土工膜在中高土石壩工程中的設(shè)計(jì)建設(shè)也必將日益增多。設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能汲取國內(nèi)先進(jìn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。同時施工是土工膜面板壩其成功建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工條件選擇一套符合實(shí)際的施工方法、建立健全質(zhì)量保證體系，以確保工程施工質(zhì)量。
趙 慶 ，韓 斌3中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司 陜西 西安 710065
金麗霞西安西北民航項(xiàng)目管理有限公司 陜西 西安 710000）
參考文獻(xiàn)：
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