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摘要：复合土工膜斜墙土石围堰以其施工速度快等优点，在围堰上游迎水坡面防渗中有着广泛的应用，本文以湖北龙背湾水电站上游围堰土工膜施工为实例，重点介绍了其土工膜斜墙的主要施工方法及施工质量控制要点，为类似工程施工积累了一定经验。
关键词：上游围堰；土工膜斜墙；施工技
一、工程概况
龙背湾水电站工程位于湖北省十堰市竹山县堵河支流官渡河中下游。工程以发电为主，兼顾航运、旅游开发等综合效益。工程规模属大（2）型，校核洪水标准为5000年一遇，设计洪水标准为500年一遇。水库正常蓄水位520.0m，水库最大库容8.3亿m3，电站总装机2×90MW。
上游围堰位于坝轴线上游约660m处，为全年土石不过水围堰，挡水标准采用全年20年一遇洪水标准，设计洪峰流量3652m3/s。堰顶高程EL445.50m，最大堰高55.50m，堰顶宽度10m，堰长239.6m，围堰上游边坡1：2.5，下游边坡1：2.0，填筑方量137.59万m3，围堰正常蓄水约8000万m3。
围堰防渗采取塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜斜墙的防渗型式，394.0m高程以下采用防渗墙防渗，394.0m高程以上采用土工膜斜墙防渗，复合土工膜铺设范围面积约2.9万m2。土工膜采用500g/1.0mm PE/500g的针刺短纤涤纶两布一膜复合土工膜。复合土工膜下设有50cm厚，D≤10cm的砾石支撑层和20cm厚、D≤1cm的砂卵石垫层。土工膜的上部铺设20cm厚，D≤4cm的砂卵石保护层。土工膜与防渗墙帽梁、两岸趾板的连接采用φ20mm预埋螺栓及盖帽砼锚固。上游护坡为C20二级配素混凝土现浇板护坡。
二、施工规划
（一）总体规划。由于围堰填筑及土工膜斜墙施工的工程量均较大，且施工工序多，工期紧，为了确保度汛目标，堰体采用了一次性填筑到顶，分两段铺设土工膜斜墙的方法进行施工。即围堰填筑至EL421后，开始EL421以下土工膜斜墙的施工，同时。在EL421上游面预留一个15m宽的平台，下游堰体继续向上填筑。当填筑至堰顶时，开始EL421平台补填。在完成EL421以下土工膜保护层覆盖后开始EL421以上的土工膜铺设施工。
（二）土工膜铺设规划 。土工膜施工前首先进行土工膜铺设规划，即绘制土工膜拼接图。绘制土工膜拼接图的目的主要有四个：一是直观计算土工膜材料需求量，通过优化边角的下料和拼接方案，提高土工膜利用率，减少浪费，二是指导和控制现场复合土工膜的搭接尺寸，三是方便多个区域同时进行土工膜铺设时的测量定线，四是可以对每块土工膜进行编号，方便施工过程中相互间的沟通及描述。
首先，根据围堰上游迎水面两岸趾板轮廓线控制点坐标在AutoCAD中绘制出复合土工膜铺设范围展开图，然后在土工膜铺设范围展开图中绘制土工膜拼接图，绘制土工膜拼接图时要充分考虑土工膜的幅宽、幅长、焊接搭接宽度、相邻两块土工膜的错缝、伸缩槽伸缩量及设计要求的铺设松弛余量等因素，同时还要考虑两岸三角区域的土工膜铺设优化，最终定出土工膜铺设的起始基线。
由于每卷土工膜的长度是相同的，为避免土工膜拼接时出现“十”字缝，本工程采用的方法是将最底部偶数列的土工膜裁切成原土工膜的一半长，其余为整幅铺设。这样做不但绘制的拼接图美观，而且方便现场操作。
三、主要施工方案、施工工艺及施工方法
土工膜施工工作内容主要包括土工膜的采购、运输、保管，以及现场拼接、铺设、锚固、防护等的施工作业以及其质量的检查和验收。
土工膜施工工艺流程为：土工膜下D<10cm砾石支持层铺填平整及夯实→土工膜下D<1cm砂卵石垫层铺填平整及夯实→防渗墙顶帽梁混凝土面清理→土工膜铺设→土工膜焊接→焊缝检查→土工膜锚固→土工膜上砂卵石保护层施工→混凝土护坡施工。
（一）土工膜存储与转运。进场土工膜临时存放在露天仓库内，采用雨布覆盖，避免受日晒、雨淋。土工膜在运输过程中不得拖拉、硬拽，以避免尖锐物刺伤。人工抬运时，可在卷芯内穿φ50mm钢管并在钢管出露端系绳套，以方便抬运。复合土工膜搬运过程中不得撕裂外包装，避免PE膜受损。
（二）土工膜下支持层及垫层施工。土工膜下的砾石支持层及砂卵石垫层铺填采用反铲和推土机推料，人工配合反铲削坡整平，并剔除尖角块石、杂物等，最后用反铲配液压夯板夯实。
（三）土工膜施工前准备
1、复合土工膜在使用前委托专业检测机构对产品的各项技术指标进行检测，各项指标均符合标准规定和设计要求后方可用于施工。
2、土工膜下垫层经夯实碾压，验收合格后方可进行土工膜铺设。
（四）土工膜铺设。土工膜铺设在其下的垫层碾压验收后进行。为加快土工膜铺设，根据坡面垫层施工进度，采用自中间向两岸铺设，最后进行两岸伸缩槽部位土工膜铺设及锚固。
土工膜现场铺设按事先绘制好的土工膜拼接图进行摊铺，坡面整平后首先用白灰画出铺设基准线。铺膜作业沿坡面采用人工自上而下缓缓滚铺，禁止直接滚下。滚铺过程中须边铺边调整方向，保证铺设方向及搭接宽度、预留松弛余量。即铺即用砂袋压重固定，铺设完成再人工调整相邻搭接宽度以满足设计要求。复合土工膜的剪裁在摊铺之后，根据该区域的大小进行实地尺寸的剪裁。
坡底偶数序列第一块土工膜采用半幅长（15m），以便与相邻土工膜形成“T”形接缝。 特殊部位或异型结构，可采用膜布分离结构，以确保膜与膜直接焊接。
（五）土工膜铺设施工质量控制要点：
1、坡面的铺设控制：土工膜在铺设前，先对铺设区域进行复检，再将土工膜搬运到工作面，采取从上往下 “推铺”的方式铺设。
2、对正、搭齐：土工膜的铺设应平整顺直，避免出现褶皱、波纹，以使两幅土工膜对正、搭齐。水平及纵向接缝的搭接宽度均为10cm。 3、压膜的控制：用砂袋及时将对正、搭齐的土工膜压住，防止风吹及滑动移位。应避开刮风及下雨天气施工。
4、铺设施工气候要求：考虑到土工膜的热胀冷缩性，气温较低时土工膜的铺设应紧一些，气温较高时应松弛。
5、为了便于拼接，防止应力集中，土工膜铺设采用波浪形松驰方式，富余度约为1.5%，摊开后及时拉平，拉开，要求土工膜与坡面吻合平整，无突起褶皱。
（六）土工膜焊接。土工膜焊接由土工膜生产厂家派出的经培训合格的2名专门人员操作。复合土工膜焊接采用热熔焊法。对于长直焊缝，主要是使用热锲式自爬行双焊缝土工膜焊接机进行焊接。对于双缝焊接机不能操作的地方及出现虚焊、漏焊或需修补、加强处理的部位，采用焊枪进行焊接。
1、焊前准备 。焊接前用干净毛巾擦净膜面上的砂子、泥土等脏物，保证膜面干净，在焊接部分的底部垫一条平整的长木板，以便焊机在平整的基面上行走，保证焊接质量。
2、试焊 。正式焊接前，根据施工气温进行试焊，确定行走速度和施焊温度，一般掌握行走速度1.5～2.5m/s，施焊温度为220～300℃。
3、焊缝检测 。焊缝的检测分为：目测和检漏试验（非破坏性）。
（1）焊缝的目测：复合土工膜焊接好后，观察有无漏接，接缝是否烫损，有无褶皱，是否拼接均匀等。
（2）非破坏性检测：充气（双焊缝）。
a、双焊缝充气检测：通过检查双缝的气密性来判断其焊接质量好坏的非破坏性检测手段。在气腔内封闭一定压力的气体，通过检测针上附带压力表的变化来判断其气密性。
b、仪器的组成：压缩装置，能产生0.15--0.20Mpa的压力，并装有压力表的空心针。
c、程序：充气0.15--0.20 Mpa的压力，保持2分钟以上即为合格；如压力表稳定不住，则一面保持一定的压力，一面对外侧焊缝涂抹肥皂液检验，如无漏气也认为合格（即对另一条漏气焊缝不做处理）。
4、缺陷的修补
对在检测中所发现的缺陷，应及时修补；不能立刻修补的，要做特种标记，以防漏补。
各种空洞的修补：根据洞的大小而定，当洞大于5mm时，应用10厘米圆形或椭圆形的衬垫修补。对于小的针眼或空洞，可以用点焊。
（七）土工布的缝合。复合土工膜上下层的无纺布采用手提式封包机、尼龙线双线缝合，搭接宽度10cm，最小缝针距离织边（材料暴露的边缘）至少是25mm。缝合必须要连续进行，缝好的土工布上的“漏针”必须重新补缝。缝合时应避免砂粒等外来物质进入土工布层。
（八）土工膜与防渗墙帽梁及两岸趾板的连接。土工膜与防渗墙帽梁及两岸趾板混凝土的连接采用预埋螺栓锚固。首先在预埋螺栓轴线位置安装一条厚3mm，宽8cm的丁基胶带，再将复合土工膜折叠三层打眼穿入螺栓，然后再用一层1.5mm厚丁基胶带、5mm厚扁已打孔钢压条通过螺栓将复合土工膜固定。在土工膜接头迎水侧，用耐候性密封胶封底。在螺栓和钢板压条上刷三层防锈漆。螺栓锚固完成后，再在预埋螺栓轴线位置上浇筑60cm（宽）×50cm（高）盖帽混凝土。
（九）土工膜上砂卵石保护层及护坡混凝土施工。土工膜铺设、焊接完成后应及时覆盖，防止风吹及暴晒老化。土工膜上20cm厚D≤4cm砂卵石保护层主要采用自上而下，人工运输铺填。
护坡混凝土采用在拌合站集中拌合，混凝土罐车水平运输，自堰顶向下挂溜槽入仓的方法进行施工。
四、结束语
龙背湾水电站上游围堰最大高度55米，填筑方量138万m3，土工膜斜墙面积约2.9万㎡，是龙背湾水电站工程安全度汛的关键项目。经过认真组织，精心施工，目前围堰已经经过了两个汛期，多次高水位的考验，工程质量良好，为大坝枢纽的顺利施工奠定了坚实的基础。
关键词：上游围堰；土工膜斜墙；施工技
一、工程概况
龙背湾水电站工程位于湖北省十堰市竹山县堵河支流官渡河中下游。工程以发电为主，兼顾航运、旅游开发等综合效益。工程规模属大（2）型，校核洪水标准为5000年一遇，设计洪水标准为500年一遇。水库正常蓄水位520.0m，水库最大库容8.3亿m3，电站总装机2×90MW。
上游围堰位于坝轴线上游约660m处，为全年土石不过水围堰，挡水标准采用全年20年一遇洪水标准，设计洪峰流量3652m3/s。堰顶高程EL445.50m，最大堰高55.50m，堰顶宽度10m，堰长239.6m，围堰上游边坡1：2.5，下游边坡1：2.0，填筑方量137.59万m3，围堰正常蓄水约8000万m3。
围堰防渗采取塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜斜墙的防渗型式，394.0m高程以下采用防渗墙防渗，394.0m高程以上采用土工膜斜墙防渗，复合土工膜铺设范围面积约2.9万m2。土工膜采用500g/1.0mm PE/500g的针刺短纤涤纶两布一膜复合土工膜。复合土工膜下设有50cm厚，D≤10cm的砾石支撑层和20cm厚、D≤1cm的砂卵石垫层。土工膜的上部铺设20cm厚，D≤4cm的砂卵石保护层。土工膜与防渗墙帽梁、两岸趾板的连接采用φ20mm预埋螺栓及盖帽砼锚固。上游护坡为C20二级配素混凝土现浇板护坡。
二、施工规划
（一）总体规划。由于围堰填筑及土工膜斜墙施工的工程量均较大，且施工工序多，工期紧，为了确保度汛目标，堰体采用了一次性填筑到顶，分两段铺设土工膜斜墙的方法进行施工。即围堰填筑至EL421后，开始EL421以下土工膜斜墙的施工，同时。在EL421上游面预留一个15m宽的平台，下游堰体继续向上填筑。当填筑至堰顶时，开始EL421平台补填。在完成EL421以下土工膜保护层覆盖后开始EL421以上的土工膜铺设施工。
（二）土工膜铺设规划 。土工膜施工前首先进行土工膜铺设规划，即绘制土工膜拼接图。绘制土工膜拼接图的目的主要有四个：一是直观计算土工膜材料需求量，通过优化边角的下料和拼接方案，提高土工膜利用率，减少浪费，二是指导和控制现场复合土工膜的搭接尺寸，三是方便多个区域同时进行土工膜铺设时的测量定线，四是可以对每块土工膜进行编号，方便施工过程中相互间的沟通及描述。
首先，根据围堰上游迎水面两岸趾板轮廓线控制点坐标在AutoCAD中绘制出复合土工膜铺设范围展开图，然后在土工膜铺设范围展开图中绘制土工膜拼接图，绘制土工膜拼接图时要充分考虑土工膜的幅宽、幅长、焊接搭接宽度、相邻两块土工膜的错缝、伸缩槽伸缩量及设计要求的铺设松弛余量等因素，同时还要考虑两岸三角区域的土工膜铺设优化，最终定出土工膜铺设的起始基线。
由于每卷土工膜的长度是相同的，为避免土工膜拼接时出现“十”字缝，本工程采用的方法是将最底部偶数列的土工膜裁切成原土工膜的一半长，其余为整幅铺设。这样做不但绘制的拼接图美观，而且方便现场操作。
三、主要施工方案、施工工艺及施工方法
土工膜施工工作内容主要包括土工膜的采购、运输、保管，以及现场拼接、铺设、锚固、防护等的施工作业以及其质量的检查和验收。
土工膜施工工艺流程为：土工膜下D<10cm砾石支持层铺填平整及夯实→土工膜下D<1cm砂卵石垫层铺填平整及夯实→防渗墙顶帽梁混凝土面清理→土工膜铺设→土工膜焊接→焊缝检查→土工膜锚固→土工膜上砂卵石保护层施工→混凝土护坡施工。
（一）土工膜存储与转运。进场土工膜临时存放在露天仓库内，采用雨布覆盖，避免受日晒、雨淋。土工膜在运输过程中不得拖拉、硬拽，以避免尖锐物刺伤。人工抬运时，可在卷芯内穿φ50mm钢管并在钢管出露端系绳套，以方便抬运。复合土工膜搬运过程中不得撕裂外包装，避免PE膜受损。
（二）土工膜下支持层及垫层施工。土工膜下的砾石支持层及砂卵石垫层铺填采用反铲和推土机推料，人工配合反铲削坡整平，并剔除尖角块石、杂物等，最后用反铲配液压夯板夯实。
（三）土工膜施工前准备
1、复合土工膜在使用前委托专业检测机构对产品的各项技术指标进行检测，各项指标均符合标准规定和设计要求后方可用于施工。
2、土工膜下垫层经夯实碾压，验收合格后方可进行土工膜铺设。
（四）土工膜铺设。土工膜铺设在其下的垫层碾压验收后进行。为加快土工膜铺设，根据坡面垫层施工进度，采用自中间向两岸铺设，最后进行两岸伸缩槽部位土工膜铺设及锚固。
土工膜现场铺设按事先绘制好的土工膜拼接图进行摊铺，坡面整平后首先用白灰画出铺设基准线。铺膜作业沿坡面采用人工自上而下缓缓滚铺，禁止直接滚下。滚铺过程中须边铺边调整方向，保证铺设方向及搭接宽度、预留松弛余量。即铺即用砂袋压重固定，铺设完成再人工调整相邻搭接宽度以满足设计要求。复合土工膜的剪裁在摊铺之后，根据该区域的大小进行实地尺寸的剪裁。
坡底偶数序列第一块土工膜采用半幅长（15m），以便与相邻土工膜形成“T”形接缝。 特殊部位或异型结构，可采用膜布分离结构，以确保膜与膜直接焊接。
（五）土工膜铺设施工质量控制要点：
1、坡面的铺设控制：土工膜在铺设前，先对铺设区域进行复检，再将土工膜搬运到工作面，采取从上往下 “推铺”的方式铺设。
2、对正、搭齐：土工膜的铺设应平整顺直，避免出现褶皱、波纹，以使两幅土工膜对正、搭齐。水平及纵向接缝的搭接宽度均为10cm。 3、压膜的控制：用砂袋及时将对正、搭齐的土工膜压住，防止风吹及滑动移位。应避开刮风及下雨天气施工。
4、铺设施工气候要求：考虑到土工膜的热胀冷缩性，气温较低时土工膜的铺设应紧一些，气温较高时应松弛。
5、为了便于拼接，防止应力集中，土工膜铺设采用波浪形松驰方式，富余度约为1.5%，摊开后及时拉平，拉开，要求土工膜与坡面吻合平整，无突起褶皱。
（六）土工膜焊接。土工膜焊接由土工膜生产厂家派出的经培训合格的2名专门人员操作。复合土工膜焊接采用热熔焊法。对于长直焊缝，主要是使用热锲式自爬行双焊缝土工膜焊接机进行焊接。对于双缝焊接机不能操作的地方及出现虚焊、漏焊或需修补、加强处理的部位，采用焊枪进行焊接。
1、焊前准备 。焊接前用干净毛巾擦净膜面上的砂子、泥土等脏物，保证膜面干净，在焊接部分的底部垫一条平整的长木板，以便焊机在平整的基面上行走，保证焊接质量。
2、试焊 。正式焊接前，根据施工气温进行试焊，确定行走速度和施焊温度，一般掌握行走速度1.5～2.5m/s，施焊温度为220～300℃。
3、焊缝检测 。焊缝的检测分为：目测和检漏试验（非破坏性）。
（1）焊缝的目测：复合土工膜焊接好后，观察有无漏接，接缝是否烫损，有无褶皱，是否拼接均匀等。
（2）非破坏性检测：充气（双焊缝）。
a、双焊缝充气检测：通过检查双缝的气密性来判断其焊接质量好坏的非破坏性检测手段。在气腔内封闭一定压力的气体，通过检测针上附带压力表的变化来判断其气密性。
b、仪器的组成：压缩装置，能产生0.15--0.20Mpa的压力，并装有压力表的空心针。
c、程序：充气0.15--0.20 Mpa的压力，保持2分钟以上即为合格；如压力表稳定不住，则一面保持一定的压力，一面对外侧焊缝涂抹肥皂液检验，如无漏气也认为合格（即对另一条漏气焊缝不做处理）。
4、缺陷的修补
对在检测中所发现的缺陷，应及时修补；不能立刻修补的，要做特种标记，以防漏补。
各种空洞的修补：根据洞的大小而定，当洞大于5mm时，应用10厘米圆形或椭圆形的衬垫修补。对于小的针眼或空洞，可以用点焊。
（七）土工布的缝合。复合土工膜上下层的无纺布采用手提式封包机、尼龙线双线缝合，搭接宽度10cm，最小缝针距离织边（材料暴露的边缘）至少是25mm。缝合必须要连续进行，缝好的土工布上的“漏针”必须重新补缝。缝合时应避免砂粒等外来物质进入土工布层。
（八）土工膜与防渗墙帽梁及两岸趾板的连接。土工膜与防渗墙帽梁及两岸趾板混凝土的连接采用预埋螺栓锚固。首先在预埋螺栓轴线位置安装一条厚3mm，宽8cm的丁基胶带，再将复合土工膜折叠三层打眼穿入螺栓，然后再用一层1.5mm厚丁基胶带、5mm厚扁已打孔钢压条通过螺栓将复合土工膜固定。在土工膜接头迎水侧，用耐候性密封胶封底。在螺栓和钢板压条上刷三层防锈漆。螺栓锚固完成后，再在预埋螺栓轴线位置上浇筑60cm（宽）×50cm（高）盖帽混凝土。
（九）土工膜上砂卵石保护层及护坡混凝土施工。土工膜铺设、焊接完成后应及时覆盖，防止风吹及暴晒老化。土工膜上20cm厚D≤4cm砂卵石保护层主要采用自上而下，人工运输铺填。
护坡混凝土采用在拌合站集中拌合，混凝土罐车水平运输，自堰顶向下挂溜槽入仓的方法进行施工。
四、结束语
龙背湾水电站上游围堰最大高度55米，填筑方量138万m3，土工膜斜墙面积约2.9万㎡，是龙背湾水电站工程安全度汛的关键项目。经过认真组织，精心施工，目前围堰已经经过了两个汛期，多次高水位的考验，工程质量良好，为大坝枢纽的顺利施工奠定了坚实的基础。