1、广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023(2)1工程概况洪潮江水库灌区位于广西合浦县境内,跨6个乡镇,土地面积77.88万hm2,耕地面积2.13万hm2,是以洪潮江水库为骨干工程的大型灌区。灌区设计灌溉面积 2.03 万 hm2,骨干渠系有总干渠 3.89km,三大干渠道 61.52 km,58 条支渠总长 282.22km,建有渡槽、堤坝、水闸等渠系建筑物541座。洪潮江水库灌区建成于1964年,原建设标准低,工程配套不全,老化损坏严重,附属建筑物残缺不全,加上年久失修,漏水严重,水量调配困难,灌区灌溉能力不断下降
2、,严重制约了当地工农业经济的发展。1999年以来,在广西水利厅的大力支持下,洪潮江水库灌区实施续建配套与节水改造项目,对灌溉工程进行防渗加固及配套,改善了工程工况,较好地发挥了灌区效益。2土工膜的应用土工膜是一种理想的防渗材料,其渗透系数通常为10-1110-12cm/s,远比黏性土和混凝土的渗透系数小,且土工膜具有较大的弹性和塑性变形,可适应土体的适量变形1。国外资料表明:聚乙烯膜暴露在大气中可使用 15 a,埋在土中或水下可使用4050 a,我国早期的塑膜防渗工程运行30 a仍保持完好2。土工膜料防渗具有防渗好、耐老化、造价低、施工方便等优点,已在渠道、堤防建设广泛应用,收到良好的预期效果
3、。2.1土工膜在渠道防渗中的应用据有关经验,厚10 cm的混凝土防渗渠道(造价约22元/m2)平均渗漏量为21 L/(m2d),如在混凝土层下加铺聚氯乙烯土工膜(造价约28元/m2),可减少渗漏量95%。只要持续12年,节约的水量足以抵消膜料增加的投资2。况且采用混凝土作膜料防渗的保护层时,其厚度可由混凝土防渗时的1012cm减薄至58 cm,用减薄混凝土节约的投资购买膜料可使总造价降低。因此在渗漏严重的西干渠采用铺设土工膜防渗混凝土保护层的方案。西干渠为洪潮江水库灌区最大的干渠,设计流量为17.36 m3/s,设计灌溉面积1.42万hm2。西干渠柯江渡槽段(3+3004+080)共780 m
4、填方渠段,因施工时不清基或清基处理差,无防渗设施,渗漏严重,渗水使渠道两侧土地严重沼泽化。灌区节水改造项目将此段渠道进行三面光防渗。为了加强防渗效果,该段采用渠底清理后先铺设土工膜再现浇8 cmC15 混凝土保护层,两边护坡采用现浇 10cmC15砼的方案。施工时选用聚氯乙烯土工膜,膜料厚0.2 mm,用清理干净的渠底土基作支持层,中层铺设土工膜为防渗层,膜料上部设5 cm厚细沙作过渡层,现浇8 cmC15混凝土作为保护层(见图1)。工程完工后的防渗性能达到了预期效果,经测算,该渠段水利用系数由改造前的0.75提高到0.92,年节约水达230万m3,节水效果显著。土工膜在洪潮江水库灌区改造工程
5、中的应用陈肖洁(北海市洪潮江水库工程管理局,广西合浦536100)摘要土工膜具有质量稳定、焊接性好、使用寿命长、抗穿刺能力强、施工方便等优点,已广泛应用于水利、交通、市政等建设领域。本文介绍土工膜在洪潮江水库灌区渠道防渗、渡槽堵漏、堤坝加固的具体应用情况,阐述了土工膜在灌区改造工程的施工要点及工程效果。关键词灌区;节水改造;土工膜;防渗堵漏;洪潮江水库中图分类号TV49文献标识码B文章编号1003-1510(2023)02-0068-03收稿日期2022-07-26作者简介陈肖洁(1979-),女,广西巴马人,北海市洪潮江水库管理局工程师,主要从事水利工程管理工作。施工技术 68DOI:10.
6、16014/ki.1003-1510.2023.02.010广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023(2)图1渠道防渗断面2.2土工膜在渡槽加固堵漏中的应用彩木渡槽和柯江渡槽分别是总干渠和西干渠上的输水建筑物,均建于20世纪60年代初,渡槽进出口均为素砼底板和浆砌砼制构件边墙,表面抹灰,经多年运行,底板及边墙开裂,进出口及分缝处漏水严重。彩木渡槽长111 m,设计流量23 m3/s,漏水量为0.7 m3/s;柯江渡槽长59 m,设计流量17 m3/s,漏水量为0.65 m3/s,水流对两端渡槽基础及两岸护坡冲刷曾出现多
7、次险情。20世纪80年代两座渡槽采用高标号砂浆抹面,或现浇砼护面都没能处理好渗漏问题,2000年灌区改造时采用0.5 mm厚的聚氯乙烯土工膜防渗解决多年的渗漏难题。首先将渡槽进出口底板及边墙清理干净,清除松散的旧砂浆抹面,并在进口起点和出口终点开挖1 m深截水墙,截水墙伸入边墙2 m,接着沿底板及边墙铺设一层沥青油毡,其上铺一层土工膜和一层沥青油毡保护层,上下两层沥青油毡保护土工膜不被刺破,土工膜及沥青油毡铺设伸入截水墙并与渡槽进出口槽身分缝处紧密连接,并更换各分缝处止水胶,这样从渡槽进口到出口连成防渗整体。在面层浇筑12cm厚钢筋砼作保护层(见图2)。工程完工运行5年来,两座渡槽防渗效果显著
8、,滴水不漏,达到了防渗除险的目标。此方案中土工膜起了关键作用,解决了以往采用砼、砂浆等材料都没能堵截的渗漏问题,每年节水达2838万m3。图2渡槽进出口段防渗断面2.3土工膜在堤坝堵漏除险中的应用滚水坝为北干渠上附属堤坝,为均质土坝,坝长88 m,坝高16 m,坝后有水电站一座。2002年初坝脚渗水突然增大,流量达0.1 m3/s,放空水后发现在放水涵管控制闸前后左右淘空,形成8个塌陷渗漏点。渗漏原因是坝体填土施工质量差,放水涵管为2 cm薄壳钢丝网管,基础沉陷,接头脱节,造成坝内填土被渗水带走,形成大空洞,深达4 m,险情严重。为解决坝体渗漏问题,采用C15砼封堵原放水涵管,切断了放水涵管的
9、漏水通道,并挖开渗漏部位,清基填土压实平整后用厚0.2 mm的聚氯乙烯土工膜覆盖,面层填土60 cm压实作保护层,达到延长渗径,防止了水从坝内埋管外周渗漏(见图3)。工程完工后,该坝渗水量减至3 L/s,说明防渗堵漏是成功的。图3滚水坝土工膜防渗断面3土工膜的施工方法3.1施工顺序施工顺序:基面清理平整铺设土工膜回填细砂或铺油毡过渡层浇筑砼或填土压实保护层。3.2施工方法(1)膜料剪裁。成卷膜料应根据铺膜基槽断面尺寸大小及每段长度剪裁。纵向铺膜时,按基槽断面尺寸计算所需膜料的幅数。横向铺膜时,以铺设基槽断面的长度为一幅。由于膜料具有一定的伸缩性,并考虑到温度变化和施工时不能拉得太紧等因素,剪裁
10、时,一般应比基槽实际轮廓长度长5%。(2)膜料铺设。基槽面开挖整平后即铺上一层约8 cm厚细砂土(建筑物铺油毡)作过渡层,做到基面平整无凹凸,无尖锐物,经验收合格后进行土工膜施工。在清理合格的基面基槽上铺土工膜,自渠道下游向上游,由渠道一岸向另一岸铺设膜层,使膜料上游一幅压下游一幅,以便在水流压力下连接缝密合,提高防渗效果。处理好大小膜幅间的连接缝,检查并粘补已铺膜层的破孔。土工膜的连接是施工的关键工序,本工程采用焊接法连接。土工膜接头采用专用焊接机对搭接缝进行焊接热合处理,焊接时搭接宽度大于20 cm,采用双焊缝焊接。焊接时配备一平整木板(长度视需要而定),先将下层膜料顺着木板沿接缝口拉顺拉
11、齐、铺平、擦拭干净,再铺上层接缝膜料,然后用预热至规定温度(一般69陈肖洁:土工膜在洪潮江水库灌区改造工程中的应用为160180)的焊接机以约30 cm/min的速度沿木板面均匀行走。焊接宽度一般为56 cm。粘补时将膜料铺在平台上,用配好的粘接剂沿破孔周边涂匀,应超出破孔每边1020 cm,随即将粘补膜对准破孔,均匀压下,使其粘接紧密。土工膜焊接完毕后开始铺设,铺设时不要拉得太紧,膜料应留有小折皱,并贴渠基,以避免土工膜伸缩时接头脱掉而影响防渗效果。(3)保护层施工。当膜料铺设完毕后回填细砂(或铺油毡)作过渡层,再填土或浇筑砼作保护层。填筑过渡层和保护层的施工速度,应与铺膜速度配合,避免膜层
12、裸露时间过长,当天铺膜应当天填筑好过渡层和保护层。填筑保护层的土料应不含石块、树根、草根等杂物。施工人员应穿胶底鞋或软底鞋,谨慎施工。砼施工按伸缩缝分块跳仓浇筑,浇完后要加强养护,以保证砼强度,防止开裂。4结语洪潮江水库灌区改造工程应用土工膜作为防渗材料。实践证明:土工膜在灌区工程防渗堵漏方面效果良好,节水显著,并具有造价低、耐老化、施工方便等优点,在渠道防渗、堤堵漏等水利工程中有较高的推广价值。参考文献1中国灌区协会.渠道防渗技术论文集M.北京:中国水利水电出版社,2003.2水利农村水利司,中国灌溉排水技术开发培训中心.渠道防渗工程技术M.北京:中国水利水电出版社,2002.(责任编辑:刘
13、征湛)Application of geomembrane in Hongchaojiang Reservoir IrrigationZone Modification ProjectCHEN Xiao-jie(Hongchaojiang Reservoir Administration Bureau of Beihai City,Hepu 536100,China)Abstract:With the advantages of stable quality,good weldability,long service life,strong puncture resistance andper
14、mitting convenient construction,geomembrane has been widely utilized in the construction of water conservancy,transportation and municipal works.An introduction was made on the application of geomembrane in canal seepageprevention,aqueduct leakage stop and dam reinforcement of Hongchaojiang Reservoir Irrigation Zone.The authordiscussed the key issues and engineering effects of geomembrane construction for irrigation zone modification project.Key words:Irrigation zone;water-saving modification;geomembrane;prevent seepage and stop leakage;Hongchaojiang Reservoir70