浅谈复合土工膜在小型病险水库除险加固中的运用
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摘 要：本文以本人参与过的余庆县后溪水库和碾房沟水工程为研究对象，分析小型水库采用复合土工膜在防渗处理中的运用，以期能对水利同行施工提供参考。
中图分类号：TV4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（b）-0055-01
小型病险水库治理是关系到我国各个山区农业生产发展快慢的关键，是人民生命财产的重要保障。在我国众多的小型水库中，因为科技发展不够快速等历史遗留原因，这些小型水库都存在着年久失修、工程质量过低以及设施不完善等安全问题。随着时间的过去，这些安全隐患因为没有得到及时的处理，一旦遇到极端恶劣的天气，面对难以预测的山洪暴雨，小型病险水库将会面临不同程度的垮坝风险，最终导致水库下游人民的生命财产受到损害，由此可见对小型病险水库的治理不可忽视，必须认真对待处理。
众所周知，贵州是典型的喀斯特地貌，素有“喀斯特博物馆”之称。这种特殊地貌也造就了贵州地貌类型复杂，起伏大，其中全省73%的面积是由碳酸盐岩构成，溶洞、暗河、溶蚀洼地以及喀斯特湖等分布广泛，导致水土资源分布上的不均。贵州具有高原峡谷型地貌结构特征，农业呈“立体”布局，耕地集中成片，田水高差小。高原面土层比较厚，所以耕地的水量经常不足，地形起伏造成了田高水低的状况，农业上利用水资源十分不便。
贵州的独特地形地貌造就了水利的危险隐患众多，一定程度上一般不宜建水库，即使建立水库也要采用帷幕灌浆防渗以及铺盖等措施。历经多年，凭着领导者卓越的决策，也造就了许许多多小型水利工程，使得下游的农民群众生产生活得到保障。但是随着时间的过去，越来越多的小型水库工程出现了弊端。当时许多工程的建设技术落后、设备条件更是受到了限制，再加上长年运行管理的不当，可以看到大部分工程都处在不安全状态，为此国家随即出台了病险水库除险加固的惠民政策。
1 除险加固方案的选择
根据小型水库的不同情况，其中坝体、坝基防渗是病险水库治理的一项主要内容。而到目前为止，经过多方面的探查经验以及众多的技术比较，我们目前可以采取的主要方法有帷幕灌浆防渗、复合土工膜防渗或者两者综合利用。接下来本文将对本人参与过的治理小型病险水库中，管理实施采用过复合土工膜防渗的工程中的一些见解，选取余庆县后溪水库和碾房沟水除险加固工程作为说明。
位于余庆县后溪水库和碾房沟水的除险加固工程的总铺设面积为5766 m2，主材料采用复合土工膜。该材料属柔性材料，可适应微小变形，其施工采用控制指标主要是以单位面积重量。复合土工膜是一种与无纺布热合而成，并以塑料薄膜为基材的土工防渗材料。复合土工膜是一种高分子化学柔性材料，延伸性较强，主要是由乙烯/醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE）组成。其具备较强的抗拉能力，耐低温腐蚀，防渗效果好，以不透水性的机理隔断漏水区域，在水库除险加固工程中经常使用，在一定程度上取得了一定的成效。
2 复合土工膜的防渗效果与技术要点说明
根据工程当时的具体情况，在挡水高度小于8.0 m时选取了600 g/m2材料，当挡水高度大于8.0 m时选取900 g/m2材料，其土工布最优先选取长丝纤维。经过对后溪水库和碾房沟水工程的渗漏实际情况的探查，综合分析计算后在除险加固中就采用了规格为900 g/m2的长丝纤维土工膜。工程完成后历经两年的运行观测，因为当时严格按照复合土工膜的施工技术要求，注意控制现场的焊接质量，所以在工程的原渗漏点处尚未发现明显的渗漏，也没有发现新的渗漏点，由此说明采用复合土工膜这项方案在工程中防渗效果是明显的，一定程度上达到了除险加固的目的。以下将就工程施工过程中的一些技术要点作如下说明。
2.1 防渗边界节点位置的处理
截流墙平面成梯形状，布置在坝体与山体的表面接触位置，其基底均为老土，截流墙下部为M7.5浆砌石结构，横断面做成“凹”字型，其上部砼横断面成倒“凸”字型，形成榫卯结构，延长了施工缝位置的渗漏路线，提高这一节点的防渗效果，截流墙及以下采取了防渗灌浆处理，由此截断了坝基渗漏通道。但是，如果遇到地质情况特别复杂，而且边界不清楚的工程，除险加固施工则会更加困难，防渗效果大打折扣。
2.2 铺设基层的处理
土工膜基层铺设在粘土层上，在处理基层时要做好粘土土质的选材和铺设质量控制，尽量避免土内含有岩石块及其它杂质，铺设主要采用挖掘机摊铺碾压，人工配合捡拾石块，杜绝其表面有刺破土工膜的尖锐物体，压实是这类小型工程的难题，配备大型坡面压实压实设备困难，小型夯实机械在坡面运用安全隐患大，不便操作。该工程因为铺设厚度为0.5 m，主要采用挖掘机行走10遍碾压，边角采用人工重锤夯集，经检验基本达到效果。但所消耗成本较多，达到投标预算价的3倍。考虑到该项工序的施工难度过大，人力消费损耗过多，建议在以后的编制中，如果该项施工预算定额不足，采取这种方案则要加以考虑。
2.3 复合土工膜铺设
铺设前要对复合土工膜进行材料质量检测，严格按照国家标准规定，选取合格产品。要在坝坡面挖间距不大于15 m的固埋沟，铺设时要预留10%的富余量，提高抗拉，抗损坏的能力。无纺布的缝接要注意进行双道缝接，采用手提缝纫机以及尼龙线。焊接要求要在天气状况良好，风力3级以下并且在现场进行，焊接位置不能有漏焊，焊接前应根据施工现场的情况进行安排，必须严格按照施工程序进行。气泡，缝补纤维布时要特别注意，防止损伤PE（聚乙烯）膜，如发现损坏，应及时修补。
2.4 保护土工膜粘土面层的处理
在干燥暖和的天气下进行铺设，在这个工作环节及易损坏土工膜，所以对这一环节的施工要求极高，材料选取要求极高，为防止土工膜划伤，杜绝粘土内有石块和硬土块；铺设只能采用人工铺设压实，施工人员要注意穿鞋底平缓的鞋，避免踩坏土工膜，如发现损坏，应及时修补。土工膜粘土面层的处理，存在人工压实的质量难以达到标准，人工消耗量极大的弊端，考虑到该项工序的复杂繁琐，建议在以后编制中，对该项施工预算定额加大考虑。
3 结语
综上所述，复合土工膜防渗在小型病险水库治理中运用中虽有不少成功案例，但是因为地理环境的制约，除险加固施工难度加大，而且受坝体与山体接触位置地质情况限制较大，能实施的处理方案受限，特别是土方回填材料要求比较高，并且消耗人工成本较大，加上后期维护检修困难，所以建议在小型病险水库中尽量少采用该防渗处理方案。
参考文献
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[2] 张振刚，沈光来.水利工程防渗处理施工技术综述[J]科技致富向导，2011（6）.