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淺談土工膜在灌區節水改造中的應用
論文關鍵詞:土工膜；防滲；施工
論文摘要:土工膜是用聚乙烯或聚氯乙烯的增強改性，壓延成膜與滌綸針刺土工布熱合而成，具有抗拉、抗頂破、抗撕強度高，延伸性能好，變形模量大，耐老化，防滲性能好，使用期長等特點。土工膜由于具有上述特點，在渠道防滲處理中推廣采用，取得了良好的效益和效益。結合星火灌區節水續建配套工程中土工膜的施工情況，闡述土工膜在渠道防滲處理中的應用。
近年來，隨著灌區續建配套與節水改造項目的持續推進，星火灌區在渠道襯砌工程中廣泛應用土工膜等防滲，效果顯著。現結合施工實踐，淺談土工膜在灌區節水改造工程中的應用。
一、 防滲材料的選擇
星火灌區原設計采用單一的砼防滲材料，雖然有一定的防滲性能，又能適應大比降、高流速的渠道設計狀況。但通過多年的運行實踐表明，其很難達到預期的防滲效果和耐久性。后來，又采用了砼板下鋪設聚氯乙烯膜料，雖然起到了一定的防滲作用，但由于這種防滲形式必須在塑料膜上面鋪設2-3cm厚的低標號水泥砂漿過渡層作為介質保護薄膜不被破壞。而在實際施工中，渠道內坡比一般在1∶1-1∶1.5之間，2-3cm厚的過渡層不易操作，且渠道行水時，在砌縫較多的渠道上，過渡層往往會被水流沖走或掏空，導致上部砼板整體破壞或表面凹凸不平。因此，其施工難度較大，施工質量難以保證，工效較低。
近年來，隨著防滲膜料的發展，星火灌區不斷經驗，采用了復合土工膜防滲。即一布一膜土工布。由于其抗拉強度較高，抗穿透能力和抗老化性能好，可不設過渡層，另外，土工布表面摩擦力大，防滑效果好，便于安砌或澆筑砼板。與塑料膜防滲相比，具有施工簡單，質量可靠，提高工效等優點。目前，灌區除部分斗渠之外，干、支渠防滲工程大都采用這種板膜復合結構形式，即采用一布一膜土工布柔性材料做防滲層，其上再用C15砼剛性材料做為保護層，厚度一般7-10cm，此層主要起保護膜料不被外力破壞和防止其老化以延長工程壽命的作用。兩種材料互相揚長避短，顯示了明顯的經濟技術性能。目前，在灌區中得到了廣泛應用。主要有四大優點：
（一）防滲效果好
其滲漏量是單純的砼防滲材料的1/6，是不防滲土渠的1/21。
（二）延長了渠道的工程壽命
明鋪式膜料防滲，因老化嚴重而壽命較短。但鋪在保護層以下，經試驗研究其壽命在30年以上。同時，膜料防滲層可以保溫，從而減輕凍脹破壞，使砼保護層裂縫減少，延長了工程壽命。
（三）與單純的砼防滲材料相比，大體相當
采用砼作膜料防滲層的保護層時，其厚度可以由砼防滲時的10-14cm減薄至8-10cm。購買土工布的投資雖較減薄砼節約的投資稍高，但其減輕了凍脹破壞，尚可減少維修費和費。
（四）符合灌區實際情況
星火灌區防滲渠道多為舊渠道改建工程，普遍存在施工與行水時間的矛盾。采用了板膜復合結構，渠底現澆，坡板可在灌溉行水期提前預制，在非灌溉期施工，既避免了施工與行水的矛盾，又可縮短工期，降低投資。
二、 土工膜的加工
該工序包括剪裁、接縫、鋪設等項工作。經理論計算，考慮到實際應用的安全系數，星火灌區采用的復合土工膜規格為一布一膜，其中上面一層為100-150g/m2的土工布(根據渠道流量、斷面、水深等具體確定)，其表面摩擦力大，防滑效果好，便于安砌或澆筑砼板。下面一層為不小于0.25mm厚的聚氯乙烯膜，是主要的防滲。
（一）剪裁
成卷的土工膜料應根據鋪膜基槽斷面尺寸的大小及每段長度剪裁。縱向鋪設時，首先按基槽的斷面尺寸計算所需膜料的幅數。橫向鋪設時，以鋪設基槽斷面的長度為一幅。剪裁的長度應以其大塊膜料便于搬運和鋪設為宜。小型渠道一般為50m-60m，大中型渠道可選用20m-40m。
（二）接縫
膜料連接處理的方法有搭接法、焊接法和粘接法等。星火灌區近年來多改簡單的搭接及粘接劑粘接為機器焊接。焊接時的搭接寬度一般不小于10cm，采用雙焊縫焊接。
（三）鋪設
基槽合格后，在基槽表面灑水濕潤，以保證膜料能緊密地貼在基床上。縱向鋪設時，將按設計尺寸加工的大幅膜料疊成“琴箱”式，先橫向放在下游槽內，再將一端與先鋪好的膜料或原物在現場焊接，再向上游拉展鋪開。橫向鋪設時，由渠道一岸經渠底向另一岸鋪設。總之，鋪膜的速度應和砼鋪砌或澆筑的速度相配合，當天鋪膜，當天澆筑好砼板，以免膜料裸露時間過長。
三、土工膜施工方法
施工中，首先要用料徑較小的砂土或粘土找平基面，然后再鋪設土工膜。土工膜不要繃得太緊，兩端埋入土體部分呈波紋狀，最后在所鋪的土工膜上用細砂或粘土鋪一層10cm左右過度層。砌上8-10cm砼預制板作防沖保護層。施工時，應盡力避免砼預制板直接砸在土工膜上，最好是邊鋪膜邊進行保護層的施工。復合土工膜與周邊結構物連接應采用膨脹螺栓和鋼板壓條錨固，連接部位要涂刷乳化瀝青（厚2mm）粘接，以防該處發生滲漏。
土工膜的接縫處理是一個關鍵工序，直接影響防滲效果。一般接縫方式有：①搭接：搭接寬度宜大于15cm；②縫紉后加防水涂料處理；③熱焊：宜于稍厚的無紡布基材，焊縫搭接寬度不小于10cm；④粘接：用與土工膜配套供應的粘合劑在連接面上加壓即可。接縫時應做到無塵土、油脂和水份，接縫長度要大于10cm。
根據多年實踐證明，防滲膜厚度不小于0.25mm，太薄可能產生氣孔，且易在施工中受損而降低防滲效果。土工膜施工中，特別要注意做到鋪設不宜過緊，不得打皺，拼接要牢固。要嚴格按技術規范施工，把好準備、鋪設、拼接、檢驗和回填等五道質量關。由于土工布良好的防滲效果，目前在灌區節水改造項目建設中大量采用，受到廣泛好評。
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