浅谈复合土工膜在库塔东干渠防渗处理中的应用

摘要：复合土工膜是用聚乙烯或聚氯乙烯的增强改性，压延成膜与涤纶针刺土工布热合而成，具有抗拉、抗顶破、抗撕强度高，延伸性能好，变形模量大，耐老化，防渗性能好，使用期长等特点。复合土工膜由于具有上述特点，其在水利水电建设工程中越来越被广泛运用，取得了良好的经济效益和社会效益。结合库塔干渠东干渠输水工程复合土工膜施工情况，阐述复合土工膜在库塔干渠东干渠渠道防渗处理中的应用。

关键词：复合土工膜、库塔东干渠、防渗处理

一、前言

复合土工膜是用聚乙烯或聚氯乙烯的增强改性，压延成膜与涤纶针刺土工布热合而成，具有抗拉、抗顶破、抗撕强度高，延伸性能好，变形模量大，耐老化，防渗性能好，使用期长等特点。复合土工膜由于具有上述特点，其在水利水电建设工程中越来越被广泛运用。在输水渠道防渗处理中推广采用，取得了良好的经济效益和社会效益。结合库塔干渠东干渠输水工程复合土工膜施工情况，阐述复合土工膜在渠道防渗处理中的应用。

二、工程概况

库塔干渠东干渠输水工程地处巴音郭楞蒙古自治州尉犁县境内，是塔里木河近期综合治理工程建设重点项目。库塔东干渠首端接希尼尔水库分水闸，尾端接孔雀河第五分水枢纽（孔雀河阿恰龙口）。渠线沿塔里木盆地东北部的库鲁克塔格山山前冲积平原由北向南延伸，最后投入孔雀河第五分水枢纽（孔雀河阿恰龙口）处，渠道全长43.46km，设计流量为25m3/s，加大流量为30m3/s，全断面采用混凝土板与复合土工膜双防渗结构。

库塔干渠东干渠工程作为塔里木河近期综合治理规划项目－博湖输水工程的子项目，其主要任务为：

1.承担孔雀河向塔里木河下游生态输水的任务，减少输水损失，提高输水效率，增加向塔河下游的输水量，以挽救和维护塔河下游急剧恶化的生态环境。

2.承担孔雀河向塔里木河下游灌区输水的任务，提高灌区的灌溉保证率，改善塔河下游灌区的生产、生活条件。

3.承担向孔雀河下游的阿克苏甫灌区输水的任务，改善灌区的灌溉条件，提高灌区的灌溉保证率。

工程区内渠道地质主要为：砂壤土、中砂、含砂壤土角砾、细砾、砂砾石，透水性均强，为防止渠道渗漏，在渠道内边坡采用混凝土板与复合土工膜双防渗结构。复合土工膜铺在渠道内坡面上，上部铺40cm厚砂砾石垫层，砂砾石垫层上部为10cm厚混凝土预制块保护层（或者现浇混凝土板）。复合土工膜中的防渗膜采用易于热焊接的聚乙烯（即PE膜），膜厚0.4mm，土工布采用纯新涤纶针刺无纺布，每平方米重量不小于150g.渠道复合土工膜采用规格为150g/0.4mm的一布一膜，各项指标均符合标准规定和设计要求。

三、复合土工膜施工方法

1.复合土工膜的剪裁

为了施工方便，保证拼接质量，复合土工膜采用宽幅，减少现场拼接量。施工前根据复合土工膜幅宽、现场长度需要，先在厂内剪裁好适宜的长度，拼接成符合要求尺寸的块体卷成卷。两边预留约10cm的不复合层（即布、膜分开，称为留边）以便土工膜横向连接。

2.清基和削坡

将渠道边坡上的草皮、树根等杂物全部清除干净，然后按设计断面进行削坡，削坡时，必须彻底清除一切尖角硬物，以防损伤复合土工膜。对局部较松软的坡面和亏坡断面进行处理，做到坡面平整。

3.复合土工膜的铺设

复合土工膜从渠道上游至下游沿渠道轴线方向缓慢滚放铺设。铺开后，人工抻平找正。铺设时松紧适度，富裕度约1%，以避免复合土工膜在运行中出现应力集中现象，也有利于拼接。复合土工膜与坡面应压平贴紧，清除气泡，避免架空。

在铺设过程中，作业人员不得穿硬底皮鞋及带钉的鞋，不得在复合土工膜上进行一切可能引起土工膜损坏的施工作业。复合土工膜抻平找正后在顶部用混凝土盖板压顶，在土工膜上面铺上适当砂砾石垫层，以防风吹，且能保护复合土工膜不被强烈的阳光照射损伤。

4.复合土工膜的拼接

复合土工膜拼接质量的好坏是复合土工膜防渗性能成败的关键。本工程使用的是一布一膜，拼接采用热熔焊法施工，膜与膜采用TH-Ⅰ型双驱动自行式土工膜焊接机焊接，焊缝搭接宽度10cm，双缝焊接，每道宽10mm，两道焊缝间有10mm宽的空腔，布与布采用手提式封包机、涤纶线丁字形缝接。

正式焊接前，根据施工区气候特点进行试焊，确定行走速度和焊接温度。在施工中焊接机行走速度0.8～1.2m/s，焊接温度为240～260℃，焊接质量达到设计要求。

焊接前必须清除复合土工膜表面上的砂子、泥土等杂物，保证膜面干净。焊接前，在土工膜拼缝部位的底下垫一条长木板，以便焊机在平整的基面上行走，保证焊接质量。土工膜焊接检验合格后，即进行面层土工布的缝接。缝合面要求松紧适度，缝接平顺。

5.垫层和混凝土板的铺设（浇筑）

复合土工膜的上面均匀铺设40cm砂砾石垫层，找平压实后铺设l0cm混凝土预制块（或者现浇板）。复合土工膜、垫层和混凝土预制块（或者现浇板）工序应紧密衔接，防止风吹日晒导致复合土工膜的曝晒老化。

四、复合土工膜施工质量控制要点

复合土工膜施工质量控制要点是进场原材料质量控制、施工过程控制、施工完质量检测。

1.原材料质量控制

进场的土工膜必须有厂家提供的合格证书、性能及特性指标和使用说明书。复合土工膜外观上不允许有针眼、疵点和厚薄不均现象；土工布不允许有裂口、孔洞、裂纹或者退化变质等材料。在运输过程中和运抵工地后应妥善保存，避免日晒，尽量减少装卸次数。

2.施工过程控制

主要是加强土工膜焊缝质量检测，检测方法有目测法和现场检漏。

（1）目测法：复合土工膜焊接好后，观察有无漏接，接缝是否烫损，有无褶皱，是否拼接均匀等。

（2）现场检漏，采用充气法对全部焊缝进行检测，焊缝为双条，两条之间留有约10cm的空腔，将待测段两端封死，插入气针，充气至0.05MPa～0.20MPa，静观0.5min，观察真空表，如气压无下降，表明不漏，焊缝合格，否则要查找原因及时修补。

3.施工完质量检测

施工完质量检测主要是抽样检测，施工中每1000m2取一试件，做拉伸强度试验，要求强度不低于母材的90%，且试样断裂不得在接缝处，否则接缝质量不合格。整个工程共使用复合土工膜461100m2左右，现场共抽取焊缝试样461组，作拉伸强度试验，经检测合格率100%，焊缝质量合格。

五、结束语

该工程在施工过程中严格按复合土工膜施工技术要求，严格现场焊接的质量控制，且经过室内试验结果表明，复合土工膜各项性能指标均能满足设计要求，质量得到保证。经过2004、2005、2006年的渠道输水运行实践检验证明，渠道水利用系数平均值为0.90左右，防渗效果显著。