垂直鋪塑截滲技術在工程中的應用
“垂直鋪塑”截滲技術在我國是自90年代興起的新工藝、新技術。在土質地層的平原水庫、湖泊、江河堤防截滲中得到了廣泛應用。
一、垂直鋪塑工藝技術
1 工藝特點
利用裝備水力沖割和刀具破碎土體的專用機械，在壩基、壩體中順壩軸線方向形成一條連續(xù)的寬18~30 mm厚的槽孔，并鋪設塑膜，形成防滲體系，阻止壩基、壩體的滲流以確保滲透穩(wěn)定。最后回填松散干凈的粉質壤土而完成作業(yè)。
2 垂直鋪塑設計
塑膜材質選擇：總的原則：選擇對水質無污染、抗老化、滿足防水性、抗變形能力強及耐久性強的土工膜，一般用PE（聚乙烯），膜厚0.2~0.3mm。
鋪塑深度及防滲型式：般根據(jù)壩基地層構造、各土層的滲透系數(shù)，結合鋪塑機械的開槽深度能力，以滿足滲透穩(wěn)定、防止土壤鹽堿化為基準，可設計成懸掛式和封閉式兩種防滲體系。
3 鋪塑的位置
1）在同一垂直平面上，對壩體與壩基全部實施垂直鋪塑時。應該在壩頂中心線上游、距離壩頂中心線向上游1/3~2/5處為宜。
2）當壩基為垂直鋪塑，壩體上游坡面復合土工膜兩者連結成防滲體系時，垂直鋪塑距壩內(nèi)腳必須有一定的安全距離。
二 垂直鋪塑施工工藝、方法
1、工藝流程
2、施工方法
2.1 造槽機械
在工程實踐中，根據(jù)土質地質條件及施工條件的不同，目前有兩種造槽機。兩種機械的共同特點都是泥漿固槽壁、都是開槽與鋪塑同步作業(yè)；不同的是切割地層的機具不同，一種叫往復式水沖鋸割鋪塑機，另一種是鏈條式循環(huán)刮刀鋪塑機。
2.1.1 往復鋸刀鋪塑機：靠開槽機桿臂的往復運動、利用水力沖割和刀具切割破壞土體成槽，通過聯(lián)動裝置卷簾鋪塑，這種機械使用于粉土、粉質壤土，效率高、施工快。遇粘性土困難，鋪塑深度一般在10m以下，造槽寬18~30cm，機械動力90~120KW左右。
2.1.2 鏈條循環(huán)刮刀式鋪塑機：靠鏈條循環(huán)運動帶動幾排刮刀切割土體成槽，專制泥漿液護壁，槽寬為30cm，通過聯(lián)動裝置卷簾鋪塑。目前最大鋪塑深度在15m以內(nèi)，適用于不含較大石塊及樹根的任何土層，但槽口外移土方量大，人工勞動強度大、機械動力120~160KW左右。
2.2 施工用水及排水
垂直鋪塑開槽造溝用水量較大，可根據(jù)需要在適當位置臨時打井取水。施工產(chǎn)生的廢水通過水泵抽排至合適位置。
2.3 開溝鋪塑
根據(jù)工程情況，采用合適的水壓動力、水量和泥漿濃度，由開槽機開槽，泥漿固壁，在槽深達到設計高程時采用卷揚機牽引機械前進，在監(jiān)理工程師驗槽后用下膜器沿迎水側鋪設PE膜，膜體至少外露0.4～0.6m，并作頂部保護處理。并通過反循環(huán)將槽內(nèi)沉淀物送到鋪完PE膜的槽內(nèi)進行沉淀，結合人工回填土方固定塑模直到溝槽填滿后。連續(xù)循環(huán)上述過程直到完成全部鋪塑工程施工。
PE膜的鋪設應盡量放在干燥和暖天氣進行，將PE膜卷材裝在開槽機的下膜器上,自然徐徐放至坡底,鋪放時不應過緊，應留足夠余副（大約1.5%），以便拼接和務使妥帖適應氣溫變化，鋪放時隨鋪隨壓，以防風吹。在彎曲處特別注意裁剪尺寸，施工時發(fā)現(xiàn)損傷，應及時修補。應密切注意防火，不得抽煙，施工人員應穿無釘鞋或膠底鞋。
2.4 PE膜的接合
在鋪塑過程中，當一卷膜用完后，可用熱沾法、膠粘法、縫接法、搭接法進行后續(xù)膜聯(lián)結。聯(lián)結后將后續(xù)膜卷卷起吊入槽內(nèi)，同時注意確保被抽出的部分入槽后能沉入槽底，達到設計深度。
2.4.1 接縫質量檢測
方法有目測法、現(xiàn)場檢漏法和抽樣測試法。
①目測法：觀察有無漏接，接縫是否無燙損、無褶皺，是否拼接均勻等。
②現(xiàn)場檢漏法：常用的有真空法和充氣法。
真空法：利用包括吸盤、真空泵和真空機的一套設備，檢測時將待測部位刷凈，涂肥皂水，放上吸盤，壓緊，抽真空至負壓0.02MPa—0.03MPa,關閉氣泵。靜觀約30s,看吸盤頂部透明罩內(nèi)有無肥皂氣泡產(chǎn)生，和真空度有無下降。如有，表示漏氣，應予補救。
充氣法：焊縫為雙條，兩條之間留有約10mm的空腔。將待測兩端封死，插入氣針，充氣至0.05MPa—0.20MPa(視膜厚選擇)，靜觀0.5min,觀察真空表，如氣壓不下降，表明不漏，接縫合格，否則應及時補修。
③抽樣測試法： 約1000㎡取一試樣，做拉伸強度試驗，要求強度不低于母材的80%，且試樣斷裂不得在接縫處，否則接縫質量不合格。
三 垂直鋪塑的施工質量控制
主要是成槽質量控制、鋪塑質量控制、槽孔回填料質量控制三個環(huán)節(jié)。
1 在成槽質量控制方面，主要做好
1.1 孔槽縱向平面軸線偏差不超過10cm，槽孔寬度控制在20~40cm。
1.2 槽也實際挖深超出設計深度10cm左右，一是靠繩量探測，另一方法是測量造槽機桿臂的傾角。
1.3 槽孔的固壁。為防止坍壁，應控制槽內(nèi)泥漿比重，一般為1.1~1.5g/cm3。比重太大，無法鋪塑。
1.4 施工準備期間、注意清除場地的樹根、石塊等障礙物，以減少對設備及PE膜的損壞；
1.5 開槽機前進時應定時測量深度，保證達到設計高程，要經(jīng)常校核軸線位置；
1.6 施工接頭要認真處理，在地質允許的情況下兩機組軸線可錯開30cm，以防破壞早鋪塑膜，后機組開槽達到設計深度及搭接長度后，消除槽內(nèi)沉碴，鋪設塑膜，如地質不允許時將后機組偏移軸線2m，延長搭接長度，延伸滲徑以保證鋪塑的整體效果。
1.7 施工過程中要盡量避免發(fā)生槽壁坍塌現(xiàn)象，確保泥漿比重，并要保證排水能力大于抽水能力，確保溝槽內(nèi)泥漿不外溢且不低于槽口以下10cm.；
1.8 每30分鐘檢查一次槽口兩側地面，如發(fā)現(xiàn)裂縫要及時采取回填或木板加固等補救措施；
2 塑膜鋪置控制方面
2.1 塑膜質量的控制。一是檢查厚度是否夠，二是檢查幅寬是否夠，三是檢查其抗折、抗沖破強度是否達到設計要求。
2.2 塑膜插入深度控制。每隔50m探測一次。
2.3 塑膜搭接控制。最好選用熱粘法，搭接寬10cm；若粘接，搭接寬30cm；若縫合，搭接寬50cm，縫合兩道線；若搭接，至少搭接2m；
2.4 塑膜上端超出槽口平面，至少40~60cm，以便固定或與復合膜搭接。
2.5 膜鋪入槽內(nèi)后，應及時進行膜兩側的填土，最長不得延遲24h，溝槽回填土不得含有樹枝、石塊等雜物，注意保護PE膜不受損壞；
3 在孔槽回填方面
3.1 回填的土料選用干凈的粉質土。
3.2 回填土要及時，當塑膜鋪入后及時先回填1m左右，以固定塑膜下端，防止塑膜上浮。
3.3 應逐步用干凈的粉質土自然落槽，不得振搗。回填到距槽頂50cm左右時，灌水分解密實。
3.4 排沙泵出水范圍以外槽孔要及時回填，確保已成槽孔安全。
