土工膜在洪潮江水库灌区改造工程中的不同应用

土工膜是一种理想的防渗材料，其渗透系数通常为10-11~10-12cm/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。国外资料表明：聚乙烯膜暴露在大气中可使用15年，埋在土中或水下可使用40~50年，我国早期的塑膜防渗工程运行30年仍保持完好。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。

1、土工膜在渠道防渗中的应用
据有关经验，厚10cm的混凝土防渗渠道（造价约22元/m2）平均渗漏量为21L/（m2·d），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。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10~12cm减薄至5~8cm，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17.36m3/s，设计灌溉面积1.42万hm2。西干渠柯江渡槽段（3+300~4+080）共780m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8cmC15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0.2mm，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5cm厚细沙作过渡层，现浇8cmC15混凝土作为保护层。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。

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111m，设计流量23m3/s，漏水量为0.7m3/s；柯江渡槽长59m，设计流量17m3/s，漏水量为0.65m3/s，水流对两端渡槽基础及两岸护坡冲刷曾出现多次险情。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0.5mm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1m深截水墙，截水墙伸入边墙2m，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。工程完工运行5年来，两座渡槽防渗效果显著，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。

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88m，坝高16m，坝后有水电站一座。2002年初坝脚渗水突然增大，流量达0.1m3/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2cm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4m，险情严重。为解决坝体渗漏问题，采用C15砼封堵原放水涵管，切断了放水涵管的漏水通道，并挖开渗漏部位，清基填土压实平整后用厚0.2mm的聚氯乙烯土工膜覆盖，面层填土60cm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。工程完工后，该坝渗水量减至3L/s，说明防渗堵漏是成功的。