摘要：为解决西电工程混凝土预制板渠道冻胀破坏问题，经反复论证，认为用混凝土刚性材料防渗，其造价高、工期长，适应地基变形能力弱，安全性难以保证，而复合土工膜具有抗腐能力强、柔性效果好、价格低的优点。给出了复合土工膜在混凝土预制板渠道中的防渗设计。

关键词：复合土工膜；西电工程；防渗；应用

中图分类号：TV223.4 文献标识码：B 文章编号：2095-0144（2010）08-0050-02

1 基本概况

皋兰县西岔电灌工程（简称西电工程）位于兰州市皋兰县西北部，工程区由南向北地势逐渐升高，地面自然坡度1/100～1/200，海拔1 475～2 034m，年平均气温7.1 ℃，最高气温36.7 ℃，最低气温零下25 ℃，年日照时数2 587 h，属于典型的夏暖冬冷、昼夜温差大的西北内陆气候。灌区多为灰钙土，渗透系数大，容易湿陷，原土干容重在1.2～1.3 g/cm左右，压实后干容重达到1.55 g/cm 以上。

工程始建于1970 年，1989 年竣工。建成干渠3 条，长86.86 km，其中混凝土预制板渠道47.42 km，占54.6%；支渠29 条，长180.9 km，其中混凝土预制板渠道89.1 km，占49.25%，且混凝土预制板衬砌多用塑料薄膜或沥青玻璃丝布铺设，工程建成初期防渗效果明显。但是随着工程运行年限的增加，混凝土预制板逐年老化及冻融循环，造成混凝土预制板鼓胀、裂缝、隆起架空、滑踏、整体上抬等现象，致使水量渗漏严重、渠床渠道滑坡；甚至，来年造成渠道大面积垮塌，维修量加大。2006 年冬灌因停水较迟，2007 年春季仅干渠混凝土预制板渠道冻胀滑坡一项多达12.3 km。因此，的冻胀破坏已成为老灌区混凝土预制板渠道的一大难题。

2 膜料选择

结合工程实际，根据防渗工程的环境条件，考虑各利膜料的性能、单价、产品质量等因素，比选确定。塑料薄膜防渗可以完全不透水，适应变形能力强，具有好的柔性、韧性和抗拉性，施工方便，耐腐蚀性强，具有较好的抵抗细菌侵害和化学作用的性质，不受酸、碱和土壤微生物的侵害，工程造价低。但在施工中易被外力破坏，容易老化，寿命短。沥青玻璃纤维布油毡（简称油毡），抗拉强度较塑料薄膜大，在施工中不易为外力破坏，但遇水后易溶解，会使强度和耐久性降低。复合土工膜是在涤轮土工布的表面复合上一层聚乙烯，采用两次淋膜工艺，从根本上清除了薄膜上气孔、砂眼的形成，使复合膜具有较高的防渗性能；且预留拼接边缘整齐，即方便了施工，又提高了膜与膜接缝的质量；且网面采用网纹处理，增加了磨擦系数，满足了工程防渗要求；具有抗腐能力强、柔性效果好的优点，且价格比较低。主要技术指标（以300 g/m2产品为例）如表1 所列。

表1 膜料主要技术指标表

从以上优劣比较和长远利益分析，采用复合土工膜适合西电灌区基土冻胀性较大、昼夜温差大、地质及水文地质条件差或标准较高的渠道防渗工程。

3 复合土工膜厚度确定

由于本工程属老灌区，用土工布仅为防渗材料，从经济、适用、安全的角度出发，选用膜100 g/m2、布200 g/m2，即300 g/m2 的一布一膜土工布。

4 防渗层结构设计

拆除原有混凝土预制板，削坡、夯实整平，以符合设计平整度和不刺破土工膜为要求，防渗层结构自上而下依次为C15 混凝土预制板、1∶6 水泥砂浆过渡层4 cm、一布一膜土工膜（300 g/m2）、原土翻夯，防渗层结构设计如图1 所示。

在工程实际施工过程中，采用过渡层多种铺设的方法进行对比试验，即采用现有的细红砂、1∶6 水泥干砂浆、1∶6 水泥砂浆等。采用细红砂、1∶6 水泥干砂浆作过渡层，由于红砂、水泥干砂浆与混凝土预制板无粘结力，且由于自重作用向下移动，容易造成过渡层上薄下厚；在勾缝时，过渡层无水分，容易吸收砂浆的水分，造成水分过早流失，混凝土过早凝固，强度降低。而采用1∶6 水泥砂浆作过渡层，由于过渡层具有一定的水分，过渡层与混凝土预制板有一定的粘结力，容易形成一个整体，故采用1∶6 水泥砂浆作过渡层。

图1 防渗层结构

5 复合土工膜施工

（1）复合土工膜铺设。土工膜以卷材形式运往现场进行设，首先清扫垫层表面，确保上面无尖锐物，铺设时，从上游向下游铺设，上游土工膜的边压住下游的边，力求平顺，松紧适度，在坡角及交角处土工膜铺设松驰，成凸头，以适应基础形变。前面铺膜，随后紧接着铺设混凝土预制板，以免土工膜在阳光下暴露时间太长引起老化。

（2）复合土工膜搭接。为确保土工膜粘合质量，采用开挖20 cm×50 cm截水墙，1∶2 水泥砂浆填塞，搭接长度一般为30 cm，膜层应平整，层间要整洁，而且要上游一幅压下游一幅，并使缝口吻合紧密。

6 结语

自2008 年复合土工膜成功应用于混凝土预制板渠道防渗后，西电灌区现已累计铺设干渠6.5 km、支渠500 m。经过近2 a的运行，渠道水利用率由56.8%提高到66%，减少了渠道渗漏损失，冻胀滑坡相应减少，逐年解决了混凝土预制板渠道年年翻衬年年滑坡的现象，大大减少了人力、物力，节约了资金投入。因此，从西电灌区实际运行中可以发现，在西北寒冷地区采用复合土工膜作防渗材料，解决混凝土预制板渠道冻胀滑坡问题是经济可行的，是值得推广应用的防渗处理措施。

参考文献：

［1］陕西省水利科学研究所.渠道防渗［M］. 北京：水利电力出版社，1978.

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