HDPE土工膜和渠道防渗工程
渠道防渗的作用包括：减少渗漏损失、提高输水能力和灌 溉效益 ，减小冲刷能力、防止坍塌 ，控制地下水位、防止渍害［1］ 发生等几个方面。常用的防渗措施有：粘土防渗、砌石防渗、砌 砖防渗、砼防渗（砼面板、挂网 + 喷射砼）、沥青材料防渗、土工 膜防渗及彩条布防渗等 ，具体方案根据实际情况确定。临时渠 道虽然工程等级低、使用时间短 ，但其作为临时的输配水建筑 物，需做好防渗工作。本文通过临时清水支渠工程，对临时渠道 结构、HDPE土工膜的选择、防渗施工技术及要求、接缝施工、质量控 制等方面进行了总结［2］。 1 工程概况 清 水 支 渠 从 东 风 渠 新 南 干 渠 K55+567 处 取 水 ，全 长 35.56km，引水流量 3.5m3 /s，设计灌面积为 4.2 万亩，涉及清水 镇、里仁乡、兴盛乡、视高镇。根据 SL252-2017《水利水电工程 等级划分及洪水标准》及 GB50288-2018 《灌溉与排水工程设 计规范》，工程等级为Ⅳ等 ，主要建筑物级别为 4 级 ，次要建筑 物为 5 级 ，临时建筑物为 5 级。 临时清水支渠位于四川省眉山市仁寿县清水镇乐高乐园 项目内 ，从四川天府乐高乐园 405 地块旁的蓄水池取水 ，通过 泵站提升至临时渠道 ，后汇入原清水支渠下游。主要建设内容 包括：新建临时渠道 1941m（采用HDPE土工膜防渗）、泵站一座（设 计流量 3×1.2m3 /s）、配套箱变一座以及 1500m 长的 10kV 动 力线。工程使用 HDPE HDPE土工膜（2mm 厚）27100m2 ，HDPE土工膜一 项投资为 57.59 万元 ，占工程总投资的 12.58%（工程总投资 460 万元）。
临时渠道自2021年3月10日起投入运营，至2022年2月16日进行巡查，历经近一年运行，防渗用HDPE土工膜表现出如下四种状态：
1. **完态无损：**在桩号K0+262.695~K0+337.431段，HDPE土工膜保持整体完整，焊缝无异常，虽表面略显老化，但防渗功能未受影响。
2. **刺穿破损：**沿渠局部地段出现HDPE土工膜被尖锐物体刺穿的现象，破损形状各异，但面积较小。
3. **焊缝裂开：**部分HDPE土工膜焊缝出现裂缝，且所有裂缝均垂直于水流方向；既有仅顶部或底部部分开裂的情形，亦有整条焊缝完全断裂的情况。
4. **大面积掀翻：**这是由于整条焊缝破裂后，在水流冲击下导致下游HDPE土工膜成片翻起的现象。据统计，此类情况在临时清水支渠中共发生了5次。
**运行效果评估与问题分析**
总体而言，临时清水支渠采用HDPE土工膜防渗已基本实现预期的防渗目标，但同时也暴露出损坏、开裂及掀翻等若干问题。其有效防渗表现在能够满足下游灌溉需求，且部分HDPE土工膜经一年运行仍保持完好，进一步验证了HDPE土工膜防渗效果良好、耐久性强的特点。针对上述问题，结合实际状况进行深入剖析如下：
**4.1 刺穿破损成因**
HDPE土工膜刺穿破损由渠道内部因素与外部因素两方面共同导致。
1. **渠道内部因素：**
- **基础清理不彻底：**渠道内残留尖锐石块、树根等，通水后在水压作用下刺穿HDPE土工膜；
- **未铺设垫层：**片面认为仅通过增加HDPE土工膜厚度即可应对受力不均导致的破坏问题；
- **缺乏覆盖层：**使得HDPE土工膜易受外力作用刺穿，并加速其氧化过程。
2. **渠道外部因素：**
- **周边建筑物影响：**如某些转弯半径不符合GB0288-2018《灌溉与排水工程设计标准》要求，导致渠道断面变化频繁、流速不均，流速过快区域易引发HDPE土工膜破损；
- **外界机械车辆干扰：**附近机械车辆活动导致尖锐石块滚落进渠道，刺穿HDPE土工膜；
- **人为因素：**工地民工为图方便直接踩踏HDPE土工膜，造成直接破坏；
- **堆土场滑坡、溜方：**此类事件频发，清理过程中容易损伤HDPE土工膜；
- **邻近工地排水影响：**施工排水直接对HDPE土工膜造成损害。
**2. 焊缝裂开原因**
焊缝开裂主要归结于两个关键因素：
1. **地势影响下的不均匀沉降：**在高挖方或高填方渠道段，若斜坡坡度较大，可能导致后期地基发生不均衡下沉，使得坡面拉力增大，进而引发焊缝开裂。
2. **焊缝施工质量控制不严：**存在虚焊、漏焊等问题，大大增加了焊缝开裂的风险。经调查，焊缝质量问题多源于以下几点：施工时气温过低（低于5℃）而未采取保温措施、部分接缝处清理不净、HDPE土工膜暴露在外遭受周围环境腐蚀等。
**4.3 成段掀翻条件**
HDPE土工膜成段掀翻的发生需满足以下三个条件：
1. **大流量、高速水流；**
2. **焊缝开裂；**
3. **锚固不足。**
桩号K0+262.695~K0+337.431段之所以能保持完好，与其所处位置密切相关。该段上下游分别连接涵管桥（桩号K0+257.695~K0+262.695段）与另一涵管桥（桩号K0+337.431~K0+354.641段），且后者K0+354.641~K0+368.801段为急转弯。由于水流经过断面变化和转弯阻力，导致K0+262.695~K0+337.431段水流速度降低，对HDPE土工膜的冲击力减弱，故此段HDPE土工膜相对完好。简言之，小流量、慢流速不足以导致成段HDPE土工膜被掀翻。焊缝不开裂且锚固得当，HDPE土工膜作为一个整体，水流无法从下方穿过，自然不会出现HDPE土工膜掀翻问题。
临时清水支渠仅在渠顶设置了锚定沟（50cm×50cm），渠底与渠坡未进行分段锚固。一旦焊缝开裂，大流量、高速水流易导致大段HDPE土工膜被掀翻，丧失防渗功能。
**5. 经验总结——HDPE土工膜防渗“五要”原则**
依据临时清水支渠HDPE土工膜防渗实践的得失，总结出以下五项应用要点：
**5.1 清基彻底**
对渠道底部、两侧坡面进行彻底清理和平整，去除可能破坏HDPE土工膜的所有石块、树根等杂物和构筑物。如有阴阳角，需将其修整为半径大于0.5m的圆弧。对欠坡进行回填压实，富坡则需削坡平整。清基平整工作完成后，须经监理现场验收合格，方可进行后续施工。
**5.2 设置垫层**
在基础清理平整后，铺设厚度适宜（建议大于10cm）的垫层，优选级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、石屑、碎石或卵石（粒径小于2mm的部分不超过总重量的45%），含泥量不超过5%，且不含植物残余、垃圾等杂质。细砂垫层有助于提高浅基础承载力、减少沉降并均匀传递荷载，从而有效防止或减轻HDPE土工膜受损。
**5.3 焊缝质量严格把控**
焊缝质量控制贯穿HDPE土工膜施工全程，包括前期焊接试验、中间铺设与焊接阶段以及最终质量检测。焊接试验应使用幅宽大于5m、一布一膜（300g/m2）的HDPE土工膜进行。铺设HDPE土工膜时需平整舒展，焊接时环境温度控制在5~35℃。按照上游膜压下游膜的方式预留搭接（搭接宽度≥10cm），整理平展后自上而下进行焊接试验。铺设流程为：铺膜→缝合底层→缝合面层→接缝检测。焊接过程中，焊缝搭接宽度应保持在10cm以上，确保基底表面干燥，含水率低于15%，并使用干纱布擦拭。质量检测方法包括目测法、充气法（打压0.08MPa，观察5min）、冲水法（用0.05~0.1MPa压力水注入彩色水，稳定1min）等。
