1、新疆农业大学专业文献综述题 目: 浆砌石土工膜防渗技术在渠道防渗中的应用 姓 名: 高鹏飞 学 院: 水利与土木工程学院 专 业: 水利水电工程管理 班 级: 水管 072 学 号: 063835205 指 导教师: 赵经华 职称: 讲师 2010 年 9 月 11 日新疆农业大学教务处制浆砌石土工膜技术在渠道防渗中的应用作者：高鹏飞 指导老师：赵经华摘要：水利工程建设中渠道防渗失修是普遍存在的问题，在滹沱河灌区大型重点续建配套与节水改造工程中。针对以往浆砌石护坡防渗存在的问题，采用浆砌石土工膜防渗新形势，并在施工工艺上进行了改革，取得良好效果。关键词：浆砌石；土工膜；防渗；工艺流程；质量管理
2、1 概况滹沱河灌区时山西省六大自流灌区之一，位于山西省中北部忻定盆地腹部，引用滹沱河径流灌溉，控制灌溉面积 2.67 万 Hm2，时全省的主要产粮基地。灌区兴建于 1950 年，目前由滹沱河界河铺橡胶坝渠首枢纽和忻定、广济两条干渠（全长 74km） 、23 条支渠（全长 115km）/1904 条斗农渠构成灌溉体系，灌溉着忻府区、原平市和定襄县 14 个乡镇 123 个村的 2.59 万亩耕地。半个多世纪以来，灌区累计引水 35 亿 m,在促进忻州市粮食基地的开发建设和国名经济发展方面，发挥了重要作用。灌区经过 50 多年的运行使用，河源来水逐年减少，灌溉水利用率低下，一些建筑物老化损坏严重，
3、部分渠系及建筑物已将近报废，渠道防渗标准低，有限的水资源得不到充分利用。为适应农业生产结构的调整和农业经济的飞速发展加快水利基础设施建设，改善灌区工程现状，充分开发利用水资源，发展节水灌溉是在必行。1998 年，灌区续建配套与节水改造工程经济工程经原国家计委、水利部配套建筑物。在渠道防渗工程实施中，考虑到过去采用浆砌石护坡、混凝土预制板等防渗形式均存在冻涨破坏难以解决、防渗效果差、使用年限短的问题，近年来，聚乙烯土工膜在水利工程中得到了广泛应用，它时一类由高分子聚合物材料经加工而成的防水片材，其渗透系数约为 1-10，可视为不透水材料土工膜防渗与其他防渗形式相比，不仅防渗效果显著，耐久性好，而
4、且施工工艺简单、成本低廉，具有无毒、表面光滑平整耐腐蚀、拉伸强度高、抗冻能力强、定型性好、质量轻等特点。为此，从 1998 年开始在滹沱河区续建配套与节水改造工程中对 4702km；老化失修渠道采用土工膜防渗。2 渠道结构设计滹沱河灌区两大干渠具有渠道长、断面大的特点，作者依据有关资料对 5种防渗改造形式进行了研究比较。方案一，预制混凝土或现浇混凝土护坡，缺点时不能解决冬季输水种的冻融破坏问题，正常使用期短；方案二，塑料布加重力式浆砌石侧墙和底部防冲坎，其优点是坚固、防渗性好、防冲，缺点时造价高；方案三，塑料布防渗，缺点时土方量大、填方渠道需征用耕地，渠堤不能栽树，不能解决防冲问题；方案四，塑
5、料布加干砌石护坡，缺点时干砌石易丢失，坚固性差，目前在水利渠道工程中已淘汰；方案五，塑料布加浆砌石护坡，尽管渠堤沉陷已完成，浆砌石护坡坚固性可保证，但使用寿命部久重力式。针对防渗改造区段具有渠堤填方段较多，土质松散易冲纵坡平缓、冲淤基本平衡以及当地块石材料比较丰富的情况，为使干支渠改造工程起到防渗、防冲和坚固长久三方面的作用，经过比较，确定采用浆砌石土工膜防渗新形式，渠道护岸采用浆砌石重力式挡土墙，全断面采用聚乙烯土工膜防渗，从而起到渠堤加固和全断面防渗的双重效果。2.1 土工膜性能及特点采用北京塑料制品厂和水利部水电科学研究院共同研究的高密度聚乙烯土工膜。它是具有国内先进水平的新型防渗材料，
6、其机械物理性能为：密度0.94g/cm,拉伸强度 18MPa，抗撕裂 117N/mm，延伸率 900%，无毒、耐化学腐蚀，埋设寿命 50 年以上，可焊性好，焊接强度大于母材，膜厚 0.15-0.3mm 时幅宽5.5-7m,长度每卷 50120m。土工膜厚度的选用，参考塑料薄膜防渗的厚度，并向水利部水科院咨询后采用 0.2mm 厚。3 施工工艺流程防渗渠道施工严格按照设计和聚乙烯土工膜防渗工程技术规范要求进行。主要过程如下：放线（中线或边线） 、土方开挖、夯实、基地操平、铺土工膜、土工膜接头焊接、土工膜上铺水泥砂浆、砌石、挡土墙后摸黄泥，将土工膜拉起张贴于挡土墙后，砌体凝固到一定强度时人工分层回
7、填土夯实。3.1 土工膜施工要点（1）土工膜铺设基面。土工膜铺设前，应将膜下基面铲平，渠槽土基要夯实、整平、顺直防止尖锐物体刺破土工膜。斜墙土工膜铺设，要求按设计断面进行削坡处理，清除坡面石块等尖凸物；水平铜阀门铺盖，要求清除表层杂土和树、草根、乱石堆及其他杂物，并回填井、空洞，对地面高差起伏较大的部位必须进行平整，使基层平滑过渡。基面达到平整度要求，保证土工膜与平整基面吻合。（2）土工膜联接。纵断面土工膜有 3 块，2 条接缝，横断面上每一施工小段设缝一条。土工膜联接采用焊接方法，接缝处土工膜搭接 0.1m 左右焊接，设两道焊接，焊接方法时 150W 的电烙铁铺高温纸现场焊接。焊接前必须清除
8、膜面的脏物保证膜面清洁，膜与膜接合平整后方可施焊。在焊接过程中，操作人员要仔细观察焊接双缝质量，随时根据环境温度的变化调整焊接温度及行走速度。一般温度控制在 160-180 摄氏度，行走速度约 30cm/min。焊接时要反复仔细检查焊接的密封性，主要坎两条焊接是否清晰、透明，有无气泡、漏焊、熔点或焊缝跑边等，不合格的要进行补焊。（3）土工膜铺设。基槽检验合格后，在基槽表面洒水湿润，以保证膜料能紧密地贴在基床上。纵向铺设时，将按设计尺寸加工的大幅膜料叠成“琴箱”式，先横向放在下游槽内，再将一端与先铺好的膜料或原建筑物在现场焊接，再向上游拉展铺开。横向铺设时，由渠道一岸经渠底向另一岸铺设。铺膜的速
9、度应和铺水泥砂浆、砌石的速度相配合，以免膜料裸露时间过长。铺设时注意土工膜张弛适度，要求土工膜与地基接触面吻合平整，防止土工膜折皱形成渗水通道的现象。土工膜铺设后，随即回填保护层，以免压力集中和认为造成土工膜的损伤。3.2 施工工艺改革（1）设置量料箱。施工前，根据重量配合比，测算、设计、制造出配料箱，有效地提高了配料精确度不仅减少了不必要的浪费，而且提高了工程质量。（2）严格块石规格，统一砌筑层数，以提高整体强度，增加外观美感。根据当地料场石料的规格尺寸，每层厚度视石块尺寸大小而定，一般 1m 高的砌体分4 层砌筑，2m 高的砌体按 7-8 层砌筑，砌体层高误差为 1cm。砌石时把大块石料放
10、在底部，因为大块石料强度高，石缝少，沉陷也较小，同时墙层由墙脚逐渐往上部收缩，也比较美观。(3)制定固定线架，提高放线精度。改变渠道浆砌石防渗施工中沿用的临时放线法，采用固定线架放线，线架的安放间距，直线段 10-20m，弯道地段适当加密，在安放固定线架时，严格控制内坡角点的高程和位置，认真检验架身的垂直度。采用固定线架放线简单易行，减少了放线工作量，保证了精确度，使防渗渠道的纵向水平偏差低于标高偏差为全部防渗渠道达到外 2cm，观平整光洁渠线顺直规格尺寸符合设计要求。（4）改革勾缝抹面工艺。过去砌体勾缝一般都是勾自由凸缝，其缝大小不一，砂浆填充量有多有少，空鼓现象较严重，耐久性差。在浆砌石土
11、工膜防渗工程中，勾缝的程序时在砌体完成时先沿砌缝预留 2.5cm 左右深度的缝槽，待砌体完成 2d 后方可勾缝。勾缝前，将缝槽冲洗干净，自上而下进行，缝隙内刷素水泥浆，将砂浆填充到石缝内基本平整、分次压实抹光，勾缝用的砂浆要稠，避免凝固时收缩与砌体脱离。勾缝用的砂浆标号为 M10，勾缝的形式为平缝。勾缝前要求砌体表面平整度在 1cm 之内，勾缝灰缝宽 2.5-3cm，缝面高出墙面3mm。4 质量管理控制4.1 严把原材料质量关（1）水泥、土工膜必须有产品合格证、标号、出厂日期以及有关的质量鉴定资料。运至仓库后，即做抽样检查，对不合格产品及时要求厂家更换。（2）砂子要求级配良好、质地坚硬、洁净杂
12、质少。(3)石料采用石质均匀、表面清洁，没有裂纹的未经风化的坚硬石块，每块重量不应小于 25kg，厚度部小于 20cm。4.2 要把施工质量关（1）根据设计要求和施工条件制定一套完整的施工质量管理办法和严格的操作规程，建立健全质量保证体系，从单元工施工的第一道工序就严格推行“三位制” ，确保工程施工质量。(2)放线采用经纬仪，定中线和两边线，砌石断面的坡度用坡度尺放线，各段尺寸必须用钢尺丈量，以提高放线精度。（3）配料必须按重量比进行，并要严格控制水灰比。（4）对隐蔽工程要进行部分项验收，严格执行签字制度。（5）施工过程中，发现不合格工程，必须返工，毫不留情。5 结语滹沱河灌区在续建配套与节水
13、改造工程中，经过精心的设计，积极采用新材料、新技术、新工艺，科学地进行施工工艺改革以及严格的工程质量管理，干支渠浆砌石土工膜防渗改造 4702km 建成后，对浆砌石土工膜防渗效果进行测试试对比，防渗前每公里损失为 2.43%，防渗后每公里损失为 0.62%，防渗后每公里节水效果十分显著。经过历次冬灌的考验未发现裂缝和空鼓现象，工程质量优良，获得本行业和社会的广泛好评，被誉为“渠道防渗的典范” 。经过工程实践，证明采用浆砌石土工膜解决渠道防渗问题是成功、可靠、有效地减少渠道渗、漏水，降低工程总投资，又缩短了施工工期，具有施工简单、经济、功效高、防渗效果好等特点，为渠道防渗设计开拓了新思路，在水利
14、工程建设中推广应用具有广阔的发展前景。参考文献：1 周彤.污水回用决策与技术.北京：化学工业出版社，2002， （7-9）.2 魏廉錿污水回用系统规划理论的研究北京清华大学研究生院，1989.3 贺北平.典型城市污水回用系统规划研究D.北京：清华大学研究生院，1991.4 田一梅，赵新华，张雅君.城市自来水与中水系统综合规划的优化研究J.给水排水，2001，27（5）:23-26.5 傅国伟，程声通.水污染控制系统规划M.北京：清华大学出版社，1985.6 李安国，建勋，曲强 等. 渠道防渗工程技术. 北京：中国水利水电出版社，1997.7 邱秀云. 水力学. 乌鲁木齐：新疆电子出版社， 2004. 8 汪志农. 灌溉排水工程学. 北京：中国农业出版社，1998.9 清华大学，河海大学 等. 水工钢筋混凝土结构学. 北京：中国水利水电出版社，1986.
