大屯水库库盘铺膜施工工艺

大屯水库库盘铺膜施工工艺张林明【摘要】大屯水库是南水北调东线鲁北段一期工程项目，围坝轴线总长8914m,水库工程总占地面积648.86hm2,在全国平原水库中库盘整体铺膜尚属第一座.鉴于大屯水库库盘铺膜面积大、地下水埋深较浅(埋深一般为0.5~1.8m)、施工难度大的特点，在施工现场经过反复试验，总结出一套既满足工程设计要求，又符合现场工程实际的铺膜施工工艺.【期刊名称】《中国水利》【年(勤期】2013(000)014【总页数】3页(P9-11)【关键词】库盘铺膜;工艺;研究;大屯水库【作者】张林明【作者单位】山东省德州市水利局,253014,德州【正文语种】中文【中图分类】TV697.32一、工程概况工程概述大屯水库位于山东省德州市武城县恩县洼东侧，距德州市德城区25km，距武城县城区13km。南临郑郝公路，东与六五河毗邻，北接德武公路，西侧为利民河东支。为了解决库盘防渗问题，大屯水库库盘设计采用两布一膜土工膜布防渗施工工艺。水库围坝大致呈四边形，坝轴线总长8914m。据地质勘探分析，库区地下水类型为第四系孔隙潜水，主要含水层为粉细砂、中细砂，其次为砂壤土和裂隙黏土，裂隙黏土中裂隙发育呈立体网状，连通性较好，但是发育和透水性不均一。鉴于大屯水库库盘铺膜面积大，且地下水埋深较浅(埋深—般为0.5~1.8m)等特点，自开工之初通过降排水试验，采用开挖明沟排水，排水支沟间距100m。施工期间库区内地下水水位控制在17.5m左右，为保证库盘铺膜施工的顺利实施创造了良好条件。2工程内容大屯水库库盘采用铺设两布一膜土工膜布防渗，上、下层各铺设一层针刺无纺长丝土工布，设计规格均为200g/m2;中间PE膜厚0.5mm。针对大屯水库土工膜铺设面积大、地下水埋藏较浅的特点，设计采用排水排气盲沟、逆止阀及压重组合措施。土工膜下排水排气盲沟间距为75m，矩形布设，盲沟尺寸为30cmx30cm,盲沟内布设一条^10cm的软式透水管，管周回填粗砂，粗砂外包一层300g/m2的短丝土工布。每隔一个盲沟交点部位设一处逆止阀，间距150m，矩形布设。根据《南水北调东线第一期工程鲁北段大屯水库土工膜下气场问题现场试验研究成果报告》，库盘土工膜上覆土压重厚度不小于0.9m。二、施工工艺及质量保证措施具体铺膜施工程序见图1。1.施工准备工作(1)施工降排水库底铺膜高程为18.2m，盲沟底高程为17.9m，将排水沟开挖至17m高程，加大降排水力度，保证铺膜施工时地下水水位降至17.5m以下。库底土方开挖根据库底铺膜施工顺序和分块情况，土方保护层挖填拟采用〃分段开挖、分段填筑的倒土”方式施工，土方开挖底高程18.2m。材料进场检验复合土工膜选用具有强度高，延伸性能较好，变形模量大，耐酸碱、抗腐蚀、耐老化，防渗性能好的土工膜。进场后要对其抗拉、抗撕裂、顶破等物理力学性能指标进行送检，材料送监理指定的试验室进行检验。储存及运输复合土工膜储存选用专用场地，将该场地加高，复合土工膜上部用彩条布包裹，以防太阳暴晒和雨水进入。在施工中发现复合土工膜有裂口、空洞等问题时，应采取补救措施或剔除不用。铺膜基面处理(1)施工方法基面开挖前对准备开挖的区域进行测量放样，各作业队根据各自土方作业设备确定开挖面，一般宽度不小于三幅膜宽，长度不小于75m。开挖时测量人员严格控制开挖高程及平整度。开挖后用160型推土机推平，人工精平后，用8~12t平碾碾压2遍。保证基面干燥平整，自检合格并经监理工程师验收合格后方可进入下道工序。质量控制一般控制铺设场地建基层面要求“三度”。①平整度：±5cm/2m,平整顺直；②压实度：用轻型平碾碾压2遍后方可在其上铺设土工材料；③清洁度：基面内不得有苇根、瓦砾、石子、混凝土颗粒等尖棱杂物。库盘水平铺膜施工盲沟施工按照盲沟设计断面(30cmx30cm)AH开挖，开挖断面经监理验收合格后铺设土工布，回填反滤料进行逆止阀安装。图1库底铺膜施工工艺框图膜下基床施工铺设表面应清除一切树根、杂草和尖石，保证铺设砂砾石垫层表面平整，不允许出现凸出及凹陷部位，并应碾压密实，排除铺设工作面内所有积水。按设计位置和要求进行排水、排气、盲沟、逆止阀安装等施工。复合土工膜铺设在盲沟、基床面施工完毕，各项指标验收合格后，计算复合土工膜数量并运至施工现场内。铺设时先将钢管插入土工膜卷装轴中，并在钢管两端布设牵引绳，人工牵引绳缓慢将复合土工膜由起始端放至本施工段末端。两幅相邻复合土工膜铺设时搭接宽度为10~12cm,以利于复合土工膜焊接。左右幅铺设完成后，要求土工膜与基床面贴实，平整无突起、无褶皱，并避免人为和施工机械损伤，凡能对膜造成危害的物件均不应留在膜上或携带在膜上行走，以免对膜造成意外损伤。复合土工膜裁剪应整齐平顺，留足搭接宽度。铺设后检测铺设质量，对铺设不平、不正、有可能影响焊接的部分需进行调整。对每块膜、每条焊缝、每个缺陷点均进行编号，并标记在分区分块图上。复合土工布缝合为便于接缝，复合土工膜两侧预留10~20cm宽光面膜，垂直于坝轴线方向铺设，搭接宽度不小于10cm,上游一幅边压下游一幅边。在复合土工膜焊接前，先将底层布用手持式缝包机的高强涤纶丝线缝合，缝合时针距控制在6mm左右，连接面松紧适度、自然平顺，确保土工膜与土工布联合受力；防渗膜焊接完成后，缝合上层布，搭接处上、下层布翻折方向相反，以减少接头处复合土工膜的叠合厚度。复合土工膜焊接(1)温度要求施工时应根据天气情况适时调整。环境气温在5~35°C之间，焊接土工膜比较适宜；在气温低于5°C时，为保证焊接质量，必须对搭接面进行加热处理。(2)焊接要求在现场先试焊一条试样，搭接宽度不小于10cm,并在现场进行剥离和剪切试验，试样合格后，正式进行焊接，焊膜时不得压出死褶。中层土工膜搭接宽度不小于10cm,双缝焊宽度为2mmx10mm,双焊缝间空腔宽度为10mm。焊缝要求整齐、美观，不得有滑焊、跳走现象。土工膜焊接前应将土工膜焊接面上的尘土、泥土、油污等杂物清理干净，水汽用吹风机吹干，保持焊接面清洁干燥。多块土工膜连接时，接头缝应相互错开100cm以上，焊接形成的结点应为“T”字形，不得为〃十”字形。焊接工艺检验焊缝外观质量检查试焊时如果焊痕平整透明，表明焊接温度与行走速度合适；如果焊痕出现严重破损，则表明焊接温度过高或行走速度偏慢；如果焊痕不透明或呈白色，表明焊接温度偏低或行走速度偏快。焊缝人工撕拉检验测试标准为：试焊样膜采用手撕测试。如果经手撕接缝坚固，母材被撕裂而焊缝不被撕裂，可以判定焊缝处焊接强度大于母材强度，判为合格。焊缝焊接强度检验在试焊的土工膜样品上裁剪下宽约10~12cm、长40cm的焊接接头两个，进行室内土工膜焊缝焊接强度破坏性张拉试验，检查焊缝张拉强度是否满足不小于母材抗拉强度的80%的规范要求。焊缝焊接质量检验用热熔风枪封堵小样焊缝两端，进行充气试验，满足充气气压达到0.12MPa,持续60秒无明显下降后，采用该速度和温度对现场土工膜进行焊接。焊缝外观检查外观主要检查搭接宽度、焊缝宽度和两焊缝间空腔宽度。焊缝应平整美观、顺直平顺，焊缝轮廓明显，成透明玻璃态，无烫伤、气泡、虚焊漏点。如发现问题，用记号笔标注，并立即用热熔风枪进行补焊。焊接质量检验复合土工膜焊缝采用充气检验，将打压设备出气管连接气压表、逆止阀、针头，不应有其他接头。逆止阀能够防止土工膜空腔内气体不外泄，提高充气检验效果，可借鉴自行车内胎气门嘴闭气原理，在充气打压装置的三通与打气筒连接管内安装自行车内胎气门嘴，可以起到充气打压时闭气，保证土工膜空腔内气压不回流。当土工膜空腔内气压达到0.12MPa后，开始记录时间，保持60秒压力无明显下降即为合格。当充气检验不合格时，及时检查和补焊。充气检验合格后，人工裁剪直径为3~5cm的合格母材用热熔风枪修补针眼，粘贴补丁密实。每道焊缝焊接质量均须进行充气检验，并均应绘图、列表详细记录焊缝桩号、位置、长度接头位置、形状、焊接时间、人员与设备、检验时间、夕卜观与充气检验结果、天气情况等。复合土工膜与逆止阀粘接复合土工膜逆止阀须进行粘接，粘接尺寸不小于设计要求，逆止阀周围复合土工膜应充分松弛。为保证土工膜与逆止阀粘结牢固，防水密封可靠，在对土工膜或逆止阀进行涂胶之前，应将接合面清理干净，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2小时内，粘结面不得承受任何拉力，严禁粘结面发生错动。三、资料管理鉴于本工程土工膜防渗施工工艺的特殊性及重要性，项目法人建立了专项的工程技术管理规章制度，并成立以项目法人总工为组长的资料管理小组，及时总结施工经验。认真做好现场施工的原始记录，包括施工中的一切参数，积累资料，并进行数据统计分析，便于下一步提高工程质量，改进施工工艺。认真做好施工技术交底和土工膜焊接工艺的改进工作，施工中经常与各方沟通，发现需要改进的工艺和措施，及时完善土工膜施工技术。所有设计图纸及设计变更文件、施工记录、观测记录等技术资料及时整理归档，进行编录，同时全部形成电子文件，便于整理分析，充分满足蓄水前的验收要求。四、结语后期观察铺膜工程结束后，应安排专人对膜铺设质量进行定期观察，重点观察逆止阀是否较好起到排气作用，可用气球口密封住逆止阀排气口，观察气球有无变化，同时，应注意观察蓄水过程中或地下水水位升高时有无气体排出，防止气胀现象发生。如局部有渗漏或气胀现象应及时请相关专家进行论证指导，及时处理。特殊季节措施在度汛期间，为