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复合土工膜防渗技术在金沙滩水库的应用

金沙滩水库是我省万家寨引黄入晋北干线上的一座平原围封型调节水库,总库容1 120万m,。由于其坐落于湿陷性黄土上,我们采用复合土工膜全库盆防渗处理,铺设面积达106万In2,铺设面积之大、施工之复杂同行业中未有先例。本文介绍其具体施工技术。
1、水库工程地质
金沙滩水库位于湿陷性黄土工程地质分区之Ⅳ山西一冀北区域,库区基底为第四系全新统洪冲积(Q一)、上更新统洪积(Q3p1)地层,岩性为粉土质砂、低液限粉土和低液限黏土。Q,土层多具有湿陷性,在200 kPa压力下湿陷性土层下限深度一般为1.5—15 In。库区开挖后,大部分地段为非自重湿陷性场地,部分地段无湿陷性,局部为自重湿陷性场地,地基的湿陷等级大多为I级(轻微),局部为Ⅱ级(中等)。其中,湿陷等级为I级的湿陷土层厚度为1.0—8.5 m,平均厚度约3 m;湿陷等级为Ⅱ级的湿陷土层厚度3.3—13 in,平均厚度约5.5 m。
2、防渗处理设计选型根据该水库工程的地质情况,筑坝材料渗透系数较大、地下水位埋藏较深、坝基存在渗漏、库区存在向周边及库底持续性渗漏等方面的问题,需采取防渗措施。针对本工程地质实际,结合类似工程经验,确定在库区、坝坡均采用复合土工膜防渗技术施工方案。

3、复合土工膜防渗施工方法
3.1施工准备
为了各项施工参数准确,首先进行了工艺试验。2010年5月1日至8日进行了生产性工艺试验,得到了如下施工参数。
3.1.1普通地段
(1)室外气温在6—14℃时,焊机温度调至310—390。C,行走速度控制在3档到6档。
(2)室外气温在16—24℃时,焊机温度调至310—340't2,行走速度控制在3档到4档。
(3)室外气温在26—34℃时,焊机温度调至260—290℃,行走速度控制在1.5档到3档。
3.1.2异型地段
(1)坝坡弧形段、库盆弧形段等异型地段,采用土工膜与土工布分离的方法,既避免了施工难度,也保证了施工质量符合设计要求、规范要求。
(2)在焊接过程中如果焊缝不跨越沟渠,可适当采取“快速加高温”的焊接工艺。
3.1.3特殊工况模拟及补疤
(1)在缺陷、质检取样等异常部位,采取挤压焊接和KS胶粘接的方法进行缺陷处理。
(2)T型焊缝可将其中一条焊缝堵塞后跨缝普通焊接,不需要再做其他格外处理。
(3)为提高T型焊缝的施工质量,根据具体境况,选用热风焊接和KS胶粘接工艺均可。
3.2施工流程与方法
3.2.1放样
首先根据下料图,放出该作业班组上午或下午需要铺设复合土工膜的区域边界线,然后将放出的边界线用白灰撒线,以便控制铺设复合土工膜下料图要求。
3.2.2运输
现场采取人工及小平车运输到指定地点。人工抬运时,在卷芯内穿钢管,并在钢管两出露端系绳套。
3.2.3铺设
(1)铺设方法。先丈量好需要铺设区与相邻段的面积,以便下料。摊铺时,先将一端同相邻块对接,然后人工推动滚铺,并保证铺设方向及搭接宽度,预留松弛余量。
(2)铺设标准。分下列几种情况:
①铺设好的膜、焊接好的焊缝以及不同的质量缺陷部位均进行编码,同时标注在班组施工图和复合土工膜上,并做好施工记录,以便追溯。
②根据设计要求,复合土工膜铺设需留有富余度1.5%,采用滚铺方法自然形成波浪松驰,可满足设计富余度的要求。同时,铺设时也要保证两幅膜的搭接宽度为10 cm。
③土工膜与基面之间应贴紧,不能有杂物等可能会给土工膜造成破坏的物质。
④为确保焊接机顺利通过,土工膜下层的土工布采用热风焊连接,可避免下层土工布阻碍焊接行走路径造成超焊,形成缺陷或返工。
⑤复合土工膜铺设完成后,质检人员要地毯式进行外观检查,看有无针眼、裂口、孔洞等缺陷,如有发现,则根据缺陷情况用彩色笔进行标记,并将该复合土工膜收起,重新铺设外观无缺陷的复合土工膜,并做详细记录。
3.2.4焊接
(1)试验焊接。首先测设室外气温,根据生产性试验结果,选择适合的焊接温度、速度,并选择大于1 m的土工膜条进行试验焊接。每次焊接前必须进行试验焊接,并随时根据温度的变化调整焊接的参数。
(2)准备工作。为保证焊接质量,将土工膜上的细砂、泥土等杂物,采用棉质布擦除干净。
(3)双轨热熔焊机与挤压焊接。双轨热熔焊接机采用试焊接时确定的施工参数,并根据气温实时进行调整;挤压焊接是对于热熔焊接机不能到达的部位以及局部修补、加强处理等部位,采取挤压焊接(挤压焊枪)。
3.2.5“丁”型接头处理
根据技术要求,土工膜之间连接不允许出现“十”接头,多幅PE膜之间采用“丁”字型接头。施工时采用普通焊接方式,焊接结束后对“丁”字型接头部位采用挤压焊接进行挤压,以便进行充气检测。然后,采用电火花对挤压部位进行检测。最后,采用真空检测,该检测方式不可或缺。检测合格后,对“丁”字型接头部位采用母材加KS胶进行补疤。
3.2.6焊缝检测
复合土工膜焊缝的检测方法,主要如下:
(1)目测。目测主要用于检查焊缝是否透明、均匀、有没有褶皱、有无漏焊、气泡、超焊等不良现象,对检测出的质量缺陷采用彩笔进行标记编码,并标注在作业班组施工图上,根据施工记录登记,由施工者依据生产性试验结果参数采用对应的工艺进行处理。
(2)室内试验。取样在室内采用拉力计进行张拉试验,检测焊缝抗拉强度是否大于设计要求的母材强度。
(3)气密性检测。将要检验的整段焊缝两端暂时密封,将连接气管的针头插入焊道中间,并人工打压在0.1 kPa压力下保持1 min,压力表的值无明显下降即为合格。
(4)真空检测。“丁”型接头、缺陷修补等部位采用真空检测。检测时,先在真空罩密封圈与膜(或焊缝)接触部位及焊缝上涂刷肥皂液,然后将真空罩覆盖在需要检测的焊缝上,采用真空泵抽取真空罩内空气,其真空表的负压值不大于0.005 kPa,仔细观察30 s。若焊缝上无肥皂泡产生即为合格,否则进行补焊。
(5)电火花检测。主要检测挤压焊接及单道焊缝和“丁”型接头,若金属刷不产生火花和报警器不发出呜叫即为合格。该检测一般在傍晚进行。
4、施工过程中应注意的一些问题
4.1复合土工膜焊接
坡面焊接顺序应该自上而下或自下而上一通过端头,因在与其他部位连接时,如果没有形成一通到端头,需要改变焊接方向,则会形成人为的缺陷,例如跳焊、漏焊等。
4.2施工质量检查注意事项
(1)在每条焊缝经过气密性检测合格后,还应对每条焊缝的表观及搭接部位进行全面仔细的检查,并做好记录与标记。这一环节尤为重要。如在检查中发现焊道一侧有断裂现象,气密性实验检测、电火花检测均不能发现此问题。
(2)在土石坝施工中,复合土工膜下料图及铺设与土石坝设计直接关联。如土石坝设有马道时,务必考虑马道的宽度,在保证施工交通的情况下,确保土工膜可以采取有效的保护措施。
5、结语
金沙滩水库防渗复合土工膜铺设面积为106万mz,通过施工过程中严格的质量控制和室内试验结果,各项指标均能满足设计要求。自2011年8月7日蓄刺槐种子因种皮含果胶,厚且硬.透水性也差,因而在播种前必须对其进行浸泡处理和催芽。浸泡时用热水(60—70℃),将种子放人大容器内浸泡24 h,捞出用清水冲洗,然后以种子和湿沙1:1相拌,上盖湿麻袋或湿草帘,置于背风向阳处催芽。大约1 d,种子露白1/3时即可播种。播种通常在春季谷雨前后,对于特别干旱的地区,最好选择在雨季。在整好的畦床上开沟条播,沟宽8.0 cm、深3.0 cm,播种量为80—120 kg/hin2。播前先浇一次透水,水渗后均匀播种,覆土厚1.0 cm左右。1.3茁期管理1.3.1 浇水切记幼苗未出土前不能浇水。出苗后保持湿润,并及时中耕松土,增加地温,以利于发苗。如灌水过多,土壤湿度大,地温降低,会造成坐苗和黄叶病。苗
期若是雨季,应及时排水。旱地春季育苗要注意浇水,一般6月初浇一次水,以后隔20 d再浇一次水。为了促进苗木的木质化,增强并提高越冬能力,7月上旬浇水后应暂停,在l 1月下旬浇一次越冬水。
1.3.2追月巴
水运行至今,现场巡视及安全监测结果表明,蓄水前后坝体内外部变形一直趋于稳定,坝基渗流渗压无明显变化,工程处于安全状态。该项施工实例,为平原围封型水库防渗提供了典范,具有很好的推广应用价值。
作者简介付梁(1985一):男,助理工程师;