【摘 要】本文通過比較目前廣泛應用于河道的防滲技術，結合大凌河水文及地質條件，介紹了垂直鋪塑技術在人工湖工程防滲的適用性。

　　【關鍵詞】防滲,垂直鋪塑,土工材料

　　1、項目背景

　　義縣位于遼寧省西部，縣界東靠醫巫閭山與北鎮接壤，北鄰阜新，西界北票，南與錦州毗連。大凌河橫貫境內，是一座融歷史之厚重與沿海之文明于一體的新型城市。境內東部醫巫閻山山脈，南北綿延近百里，山間多為林叢草地，有“綠色寶庫”之稱;西部屬松嶺山脈余脈，地下埋藏著豐富的金屬、非金屬礦藏;中部為丘陵狀平原，是主要農產區。流經義縣城區的大凌河是遼寧省西部最大的河流，其南支發源于遼寧省建昌縣，北支發源于河北省平泉縣，南北兩支匯合于遼寧省喀左縣大城子鎮。

　　根據《義縣縣城總體規劃(2009-2030)》(2010年4月)，到規劃期末，義縣縣城形成“一軸一帶四心七區”的總體空間結構。

　　一軸：確定原錦阜公路為城區南北聯系重要通道和空間發展主軸;

　　一帶：確定大凌河為生態走廊、濱水綠帶和生態旅游發展帶;

　　四心：對現有金三角商業中心進行改造和提升，繼續承擔商業服務職能;在南部結合交通優勢形成商貿中心;在大凌河北側形成行政中心;整合奉國寺和大凌河旅游資源打造文化旅游中心。

　　七區：形成古城區、老城區、南部新城區、北部新城區、東部產業區、凌北工業區和鐵西工業區七個片區。

　　大凌河義縣城區段生態河道工程主要內容包括：大凌河1號、2號橡膠壩工程。大凌河1號橡膠壩位于錦阜高速鐵路橋上游100m處，回水末端到擬建的2號橡膠壩壩下，回水長度為1450m，壩長387.5m。大凌河2號橡膠壩位于北關橋橋下游500m處，回水末端到錦阜鐵路橋下，回水長度為1800m，壩長387.5m。根據橡膠壩蓄滿分析，橡膠壩僅依靠白石水庫棄水充庫的蓄滿保證率較低，人工湖周邊地層主要由圓礫及卵石組成，屬強透水，因此必須進行全截斷防滲，減少滲透損失水量，提高人工湖蓄滿保證率。

　　2、防滲方案比較

　　根據地質勘察報告，橡膠壩基礎為細砂、圓礫、卵石，需要對主河槽防滲設計，形成人工湖。目前，對人工湖可行的防滲處理的方法主要有水平防滲法、開挖截滲槽、板樁、攪拌樁、垂直鋪塑法等。由于義縣地下水位較高，開挖截滲槽降水比較困難;在砂礫地基條件下采用攪拌樁吃漿量較大，工程質量難控制。經綜合分析，本次設計僅對垂直鋪塑法和水平防滲法進行方案比較。

　　在滿足防洪安全和防滲的前提下，方案設計應盡量滿足如下要求：

　　1、技術可行，施工簡單方便，工期相對較短。

　　2、在滿足防滲要求的前提下，投資相對較低。

　　3、方便工程管理。本工程位于大凌河中游，根據現場勘察和多年河道演變觀察，汛期河流泥沙含量較高，為保證工程正常發揮作用，工程運行后可能會定期清淤，因此防滲方案應考慮清淤方便。

　　2.1 垂直鋪塑技術

　　垂直鋪塑技術是20世紀80年代初開始研制發展起來的一項新的防滲技術，經過二十余年的發展和革新，該技術已日趨成熟并廣泛應用于水庫大壩和江河、湖泊大堤的防滲加固工程。垂直鋪塑法施工工藝簡單、施工速度快、成本低、防滲效果好，在國內水利防滲工程中得到了廣泛的應用，形成了比較成熟的技術和經驗。與較早的其它防滲技術相比較，垂直鋪塑防滲技術具有如下特點：

　　1)開槽機造槽經濟適用

　　開槽機是垂直鋪塑防滲技術施工開槽的主要設備，它是根據防滲技術要求和有利于施工兩個方面研制的，槽孔的深淺、寬窄可以調節，能夠滿足不同工程設計要求。機械結構簡單，操作方便，施工速度快，造孔經濟適用。

　　2)防滲材料性能好

　　垂直鋪塑防滲技術所采用的防滲材料一般為土工膜。這類材料防滲效果好，其本身滲透系數一般小于10-4cm/s，柔性好，易于施工，壽命長，在地下良好的保護狀態下，其工作壽命至少在50年以上。

　　3)施工速度快，工程造價低

　　垂直鋪塑防滲技術所以被廣泛應用，一是開槽機結構簡單，操作方便，施工速度快，造價低;二是防滲材料的單位面積造價經濟，且易于施工。

　　2.2 水平防滲法

　　在基礎滲透系數較大、相對不透水層較深的地質條件下，也可采用全斷面土工膜的水平防滲方法，土工膜上壓蓋1.5~2.0m厚砂礫料蓋重。該方法常應用在人工湖防滲中，具有如下特點：

　　1)防滲材料性能好

　　水平防滲所采用的防滲材料一般為土工膜。這類材料防滲效果好，其本身滲透系數一般小于10-4cm/s，柔性好，易于施工，壽命長，在地下良好的保護狀態下，其工作壽命至少在50年以上。

　　2)施工技術簡單

　　土工膜鋪設技術已經是比較成熟的施工工藝，施工方便。

　　2.3 工程量及投資比較

　　通過對上述兩種防滲處理方式進行技術經濟比較，垂直鋪塑方案投資優勢明顯，施工方便進度快，因此結合大凌河河道整治工程的實際條件和年度計劃安排，本工程擬采用機械垂直開槽鋪設土工膜的結構形式進行防滲處理。

　　3、 垂直鋪塑方案設計

　　3.1 防滲材料的選擇

　　目前，土工合成材料逐漸形成了功能齊全的系列產品和相應工藝技術。在防滲工程上，應用較多的土工膜，無論是在物性、水力特性和環境特性上都經過了許多大小工程的考驗，應用二十多年后取樣檢測性能優良。土工膜現已廣泛應用于巖土工程的各個領域，不同的工程對材料有不同的功能要求，并以此選擇不同類型和不同種類的土工膜。土工膜的一般性能包括物理、力學、化學、熱學和耐久性等。在工程應用中更重視其防水(滲透性及透氣性)、抗變形的能力及耐久性。大量工程實踐證明，土工膜有很好的不透水性，有很好的彈性和適應變形的能力，能承受不同的施工條件和工作應力，有良好的耐老化能力，處于水下、土中的土工膜的耐久性更為突出。總之，可以認為土工膜具有十分突出的防滲性能。

　　3.2 方案設計

　　帷幕軸線位置位于主河槽護坡防護結構外，垂直鋪塑時，部分樹木及坑塘會影響到垂直鋪塑帷幕軸線的位置，施工時可根據實際情況適當調整帷幕軸線的位置。

　　根據地勘報告，橡膠壩兩岸及其回水長度內均需要進行防滲，總防滲長度8290m，其中左岸長3306m，右岸長4984m。帷幕上部采用1.0m寬0.3m厚混凝土壓頂，下部入基巖0.3m。

　　根據《水利水電工程土工合成材料應用技術規范》(SL/T225-98)的規定，當采用土工膜作為防滲層，截斷地下水流或地上水流時，可采用聚乙烯土工膜、復合土工膜，土工膜厚度應不小于0.5mm，采用熱熔法焊接。

　　3.3 垂直鋪塑施工

　　場內運輸：采用自制平板車，平板車寬1.2m，長4.0m，一次可以運輸3~4卷土工膜，裝車后由人工運至施工現場。

　　垂直鋪塑施工方法：首先用挖掘機在需要防滲的土體中垂直開出槽孔，并以泥漿護壁，然后將與槽深相當的整卷土工膜下入槽內，倒轉軸卷，使土工膜展開，相鄰兩幅之間用搭接的方式連接，最后進行膜兩側的填土，即形成防滲帷幕。回填素混凝土壓頂，目的是密封，以防止水從下部繞滲，待土工膜出槽后，將其與建筑物防滲體系連接，不得外露。在與建筑物連接處，土工膜應留有足夠的富裕，以防建筑物變形時拉斷土工膜。

　　4、 結語

　　采用垂直鋪塑防滲技術，在主河槽上沿橡膠壩兩側各設一道垂直鋪塑防滲體伸入相對不透水層，使每道橡膠壩上游都形成一個全封閉防滲體，減少滲透損失水量，提高了人工湖蓄滿保證率。