垂直铺塑防渗施工技术_secret

垂直铺塑防渗施工技术
1、前景
垂直铺塑是近几年研究发展起来的一种防渗新技术，主要用于河堤和平原水库的围坝以及沿海围堰堤防渗。

该技术是利用专门的开沟造槽机械，开出一定宽度和深度的沟槽，在沟槽内铺设土工膜，再用土回填沟槽，形成以土工膜为主体的防渗帷幕，起到防渗作用。

该技术的主要特点：一是充分利用了土工膜良好的隔水性，防渗效果较其它一些截渗措施更为明显：二是形成的土工膜防渗帷幕连续、均质、整体性好，适应变形能力强：三是成墙过程清晰、简单，具有施工速度快、造价低等特点。

2、施工机械设备
工程施工中常用的施工机械设备有链斗式、往复式、旋转式、刮板式等形式的开槽机，以适应于在不同土质条件下开槽。

链斗式采用固定在链条上的刀板将地层中的土刮出地面，同时将泥浆充满沟槽起固壁作用（泥浆比重1.1～1.2g/cm3），随着刀杆的角度加大，沟槽深度加深，出土量增大，当达到设计深度时，刀杆角度固定，在牵引装置的作用下机械开出满足设计要求深度的沟槽，适用于比较复杂地层。

往复式是利用水刀板对原状土进行冲、刮、搅，使之成浆或顺工作面滑至槽底，由反循环系统从槽底吸出而成槽，该机型主要适用于砂性土。

刮板式在成槽过程中是利用刮板对原状土进行刮、削，将其带出地面，因此适用较复杂地质情况。

本文就针对该施工工艺进行介绍与说明。

3、刮板式成槽的施工方法
3.1、工艺流程
垂直铺塑施工工艺流程图
3.2、各项工序的施工方法
（1）平整场地施工
根据设计和铺塑工艺的要求对现场进行测量放样，清除铺塑轴线
两侧的障碍物，然后将工作面整平，将表层疏松部分土体碾压密实，防止在开槽过程中槽口坍塌而影响铺膜质量。

（2）塑膜材料准备
塑膜按设计要求的规格购买，在现场空地处铺设防雨布，然后在防雨布上展开购置的塑膜，由专人负责检查塑膜有无破损，如有立即进行处理，然后将塑膜卷在特制的带有轴的钢杆上。

卷膜时力求卷得紧，少打折，方便下膜人员铺设塑膜。

（3）开挖导引槽
开机前为防止开槽时沿轴线土壤被扰动，应沿垂直铺塑的轴线开挖导引槽，槽深0.5米，宽 0.4米，开槽机沿着这一导引槽施工。

（4）开槽施工
开槽是垂直铺塑施工的关键工序，因此在每次开机前要求做认真、详尽的技术准备，尽可能避免开槽过程中机械出现故障。

使用刮板式开槽机，沟槽的形成过程大致如下：在各项准备工作做好以后，启动主机，主机带动链条转动，链条上的刀板就将地层中的土、卵（砾）石等刮出地面，同时将水充满沟槽起固壁作用。

随着土体不断地被带到地面，刀杆下沉，沟槽不断加深，直至设计深度。

启动反循环系统吸出槽底泥浆中的土砂颗粒，使之不在槽底淤沉。

沿轴线方向牵引开槽机，形成连续沟槽。

应该说明，尽管使用了反循环系统，但还不能将槽内的砂全部吸出，槽内的砂仍会淤沉，影响铺膜的深度，因此开槽深度要略大于铺膜深度。

（5）塑膜的铺设施工
当前部的沟槽开出后，铺膜装置随即进行铺膜，边开槽边铺膜。

塑膜铺设装置位于开槽机尾部，由底脚、牵引绳、竖向固定杆、塑膜杆等组成。

当沟槽达到设计深度后，把竖向固定杆插入缠有塑膜的杆内，放入沟槽，然后将塑膜起端用细钢管缠数圈，向后拉一定距离，插在沟槽内，牵引绳固定在开槽机尾部，随开槽机前进，转动塑膜捆，塑膜就平顺地展铺在槽中。

当每捆塑膜用完后，与后续塑膜的连接采用缝合的方法。

将两捆塑膜首尾重合折叠2～3次，宽约10cm，用缝包机缝合两道，以保证其连接质量。

（6）沟槽回填施工
当一段沟槽铺塑完毕并距离开槽机一定距离后，为防止槽壁塌方将塑膜滑入槽内，应及时回填壤土或粉质黏土。

所有回填土都不得含有棱角的土块和石块及其他杂物，以免损伤塑膜。

当回填较平时，为了使沟槽回填土均匀密实，沟槽回填土距离沟槽顶部留出30cm左右的浅槽，并在浅槽内灌水，使得回填土在水的作用下崩解并固结。

（7）余膜处理
沟槽顶部预留的塑膜在回填完成后,卷起来埋入槽内30cm以下,以防被施工车辆压坏.
4、施工难点控制
4.1、塌槽控制：
施工中如遇到地基松软易塌槽时，除加大泥浆比重，防止开槽机损坏维护停机时间长外，还要及时的检查开槽机两侧是否出现纵向贯穿裂缝，必要时用枕木等硬质物间隔性的挤住槽壁，同时抬高浆面增加槽内水头压力，再加上及进铺膜及时回填，一般不会形成大面积坍槽的，至于槽内出现局部坍塌，致使槽深局部达不到设计深度时，我们采用换浆清槽的方法进行处理，如遇停机时间过长时，为防止塌槽，可将开槽机大臂提出，将槽用于填至距槽口1.5米深，重开机时，前后塑膜的联按部位也可用清槽换浆的方法，使深度达到设计要求。

4.2、地质零星块石、石滚的处理
开槽施工中如遇直径小于25cm的块石或石滚时，刮板式开槽机是能挖出来的，如遇到直径大于25cm的挖出块石就比较困难，可用移动槽口的方法，即绕开块石重新挖槽的方法，深度达到设计要求后，继续前进，前后两段的槽孔可用清槽换浆方法，使其贯通，不影响铺塑质量。

4.3、塌方段处理
在施工中遇到有较大块石堆石、古井、深层回填土、流沙层等或非人为的原因引起大面积塌壁时，根据现场实际情况更改施工方案（如深层搅拌、高喷防渗墙等）进行处理。

4.4、弯道施工
如果工程防渗轴线出现转弯，且转弯半径不能满足施工机械转弯要求时，可采用拆线方法施工，即机械沿直线方向施工，达到一定的位置后停止，回填沟槽整平场地，调整机械轴线与前期形成一夹角，
然后搭接施工。

4.5、各施工段搭接
施工中前后期铺塑段之间不可避免的存在接头的处理问题，为此，在组织施工中，合理的安排施工机组的开槽位置。

严格按开槽轴线的位置施工，及时进行测量和纠正，从而保证施工机组在搭接时施工轴线对齐，在搭接时保持槽壁的稳定。

如因外界原因不能保证而使轴线存在一定的偏移无法纠正时，则建议后施工机组偏移轴线，处长搭接长度，延伸渗径以保证铺塑的整体防渗性。

5、施工质量控制
重直铺塑的施工质量控制主要是成槽质量控制、铺塑质量控制和槽孔回填表料质量控制三个环节。

5.1、成槽质量控制
（1）孔槽纵向平面轴线偏差不超过10cm，槽孔宽度控制在20~30cm。

（2）实际开挖槽深应超出设计深度10cm左右，一是靠测绳探测，另一方法是通过测量开槽机杆臂的倾角来计算槽深。

但对于特殊情况要根据实际情况控制槽深。

（3）槽孔的固壁。

为了防止槽壁塌方，应控制槽内泥浆比重，一般为1.1～1.3g/cm3，比重过大，无法铺塑。

（4）槽孔宽度不得大于30cm，孔斜率控制在1%以内。

5.2、塑膜铺设控制
（1）塑膜质量的控制。

主要检查塑膜的厚度、宽度和抗冲破强度是否达到设计要求。

（2）塑膜插入深度控制。

每隔50m探测一次。

（3）塑膜搭接控制。

塑膜的长度或幅宽不够时，其搭接一般采用热接焊或缝接，焊接宽10cm，缝接宽度20cm。

（4）塑膜上端超出槽口平面，至少70~100cm,以便固定或与水平合膜搭接。

（5）施工时前后两卷膜采用缝接、搭接、要求线缝顺直，不得有漏缝或跳线。

5.3、槽孔回填料控制
（1）回填的土料选用干净的粉质类土质。

（2）回填要及时，当塑膜铺设后及时回填1m左右，以固定塑膜下端，
防止塑膜上浮。

（3）应逐步用干净的粉质类土自然落槽，不得振捣。

6、铺塑材料要求
6.1、原材料的质量控制：
原材料质量的好坏，是整个垂直铺塑施工质量的前提。

塑膜应选择专业的生产厂家，在便于操作的情况下幅宽应优选用较度的。

在厂家提供出厂合格证的同时，应对进场的塑膜按此例和设计标准送国家认可的质量检测部门抽检。

6.2、材料的技术指标
垂直铺塑的塑料薄膜常用的有两种，即聚氯乙烯和聚乙烯。

由于聚乙烯薄膜抗拉强度比聚氯乙烯高，耐老化、使用寿命比聚氯乙烯长，故近年来多采用聚乙烯薄膜。

聚乙烯薄膜具有良好的隔水、粘接和适应变形的性能，渗透系数为5×1O-11，厘米每秒，是理想的水工防渗材料。

聚乙烯薄膜的主要性能见表1，弹性模量及允许拉皮应力见表2。

表1 聚乙烯薄膜主要技术性能
7、结语
垂直铺塑是一种防渗新技术，对河堤和水库的围坝以及沿海围堰堤的防渗处理是一种行之有效的措施。

施工过程清晰、简单，具有施工速度快、造价低等特点，在处理防渗工程施工中具有一定的优越性和发展前景，值得推广应用。