引言

巴基斯坦地处南亚，水资源分布不均，季节性降水差异显著，部分地区地下水位较高且蒸发量大，这对水库工程的防渗性能提出了更高要求。那比萨原水库位于信德省，是当地重要的蓄水调配工程之一，其主要功能包括农业灌溉、生活供水及生态补水等。在工程建设过程中，设计与施工团队面临诸多挑战，如库区地基渗透性强、边坡易受水流冲刷、温差变化大导致护坡开裂等问题。

为确保水库长期安全稳定运行，项目组结合现场实际条件，采用“两布一膜”复合土工材料构建库区防渗体系，并辅以聚丙烯纤维混凝土进行边坡防护，形成了一套系统、高效的防渗加固方案。该方案不仅有效提升了整体防渗能力，还兼顾了施工便捷性、经济合理性与环境保护需求，具有良好的推广价值。

1 工程概况

巴基斯坦那比萨原水库项目位于巴基斯坦信德省，新建库容约2,700,000m³的那比萨原水库，面积约460,000m²。主要施工内容包括库区清表、土方开挖、堤坝土方填筑工程、堤顶道路、库区及堤坝内边坡土工布和土工膜铺设、堤坝内边坡混凝土护坡施工，堤坝外边坡植草防护等工程。

在防渗设计方面，考虑到巴基斯坦部分地区地下水位较高、蒸发量大、地质条件复杂等因素，库区防渗体系的设计尤为关键。采用“两布一膜”的复合结构不仅能够有效阻隔水分渗透，还能通过上下层土工布起到保护土工膜、分散应力、过滤排水等多重功能，从而提升整体防渗系统的稳定性与使用寿命。此外，针对水库边坡易受水流冲刷、温差变化影响等问题，水库边坡加铺7.5公分厚的C20聚丙烯纤维混凝土，以效防止因温度变化或水流冲击引起的表面裂缝和剥落现象，进一步保障水库结构安全。

2 巴基斯坦那比萨原水库大坝防渗加固方案比较

目前水库大坝防渗墙加固的主要技术有混凝土防渗墙、高压喷射灌浆以及复合土工膜防渗。 下面从影响范围、工艺的实用性、可靠性与耐久性、施工质量及检测和工程投资等方面，对这三种方案进行比较。

2.1混凝土防渗墙方案

混凝土防渗墙是一种传统的深层防渗结构形式，通常采用地下连续墙或薄壁混凝土墙的形式设置于坝体或基础部位，形成一道连续封闭的防渗屏障。该技术适用于渗透性强的地基、深厚覆盖层或存在潜在渗漏通道的复杂地质条件。

从影响范围来看，混凝土防渗墙具有较强的截渗能力，能够有效阻断深层渗流路径，适用于高水头、大库容水库的大坝防渗需求。其工艺成熟，施工技术较为规范，在国内已有大量成功应用案例。

在实用性方面，混凝土防渗墙施工周期较长，需配备大型机械设备，如抓斗式成槽机、冲击钻机等，对现场施工场地和作业条件要求较高。同时，施工过程中会产生大量泥浆，环保处理难度较大。

就可靠性和耐久性而言，混凝土防渗墙具有较高的抗压强度和良好的化学稳定性，能够在复杂地下水环境中长期运行，具备较好的耐久性能。但其刚性结构对地基变形敏感，若基础发生不均匀沉降，可能引发墙体开裂，影响防渗效果。

施工质量控制方面，混凝土防渗墙的质量可通过成槽精度、混凝土浇筑密实度、接缝止水处理等关键环节进行控制，并辅以钻孔取芯、注水试验等方式进行检测，确保整体防渗性能达标。

从工程投资角度看，混凝土防渗墙施工成本相对较高，主要体现在设备投入大、材料用量多、施工周期长等方面，因此适用于对防渗要求极高且资金预算充足的项目。

2.2高压喷射灌浆方案

高压喷射灌浆是一种通过高压射流破坏地层并注入水泥浆液，形成具有一定抗渗性能的固结体的防渗技术，广泛应用于软土地基、砂砾石层等松散地层中的防渗加固工程。

该技术的影响范围取决于喷射方式（单管、双管或三管法）和地层性质，一般适用于中细砂、粉砂、淤泥质土等地层条件下的浅层至中深层防渗处理。其形成的防渗帷幕可有效降低渗透系数，提高地基的抗渗能力。

在工艺实用性方面，高压喷射灌浆施工灵活，适应性强，可在狭窄场地作业，且无需大规模开挖，对周边环境扰动小，特别适用于老旧水库改造或地形受限区域的防渗工程。
关于可靠性与耐久性，高压喷射灌浆形成的固结体抗渗性能较好，但在含漂石、卵石等粗颗粒地层中难以形成完整连续的防渗体，存在一定的施工盲区。此外，浆液扩散受地层影响较大，可能导致局部防渗薄弱点的存在。

施工质量控制主要依赖于压力、流量、提升速度等参数的精确控制，并可通过钻孔取芯、压水试验等方式进行检测评估。但由于其隐蔽性强，质量波动较大，施工过程需严格管理。

从工程投资来看，高压喷射灌浆相比混凝土防渗墙造价较低，设备投入少，施工效率较高，适用于中小型水库或地质条件适宜的工程项目。

2.3“两布一膜”复合土工膜防渗方案

“两布一膜”复合土工膜是由上下两层土工布夹中间一层高密度聚乙烯（HDPE）或低密度聚乙烯（LDPE）土工膜组成的复合结构，具有良好的防渗性能、柔韧性和适应变形的能力，广泛应用于库区底部、堤坝内边坡等部位的防渗处理。

该方案的影响范围主要集中在地表或浅层结构，适用于地基承载力较好、无明显活动裂缝或沉降问题的区域。其防渗效果主要依赖于土工膜的完整性及搭接密封性，适用于中低水头、中小型水库的防渗加固。

在工艺实用性方面，“两布一膜”施工简便，铺设速度快，对施工机械依赖程度低，人工操作即可完成，尤其适合工期紧张、施工条件有限的项目。同时，材料轻便，运输方便，便于现场快速展开作业。

从可靠性与耐久性来看，土工膜具有良好的抗渗性能和化学稳定性，但易受紫外线照射、机械损伤和生物侵蚀影响，因此在施工完成后需及时覆盖保护层。若铺设质量良好、保护措施到位，其使用寿命可达20年以上。

施工质量控制主要包括土工膜的焊接质量检测、锚固固定情况检查以及铺设后的完整性测试。常用检测方法包括气压检测、电火花检测和充水试验等，确保焊缝严密、无破损。

在工程投资方面，“两布一膜”复合土工膜方案造价较低，材料费用和施工成本均优于前两种方案，是经济性较强的一种防渗措施，尤其适用于资金有限、工期紧张的项目。

综上所述，混凝土防渗墙适用于深层截渗、地质复杂、防渗要求高的大型工程；高压喷射灌浆则适用于中浅层地基改良，具有较好的灵活性和适应性；而“两布一膜”复合土工膜方案则以其施工便捷、成本低廉、防渗效果稳定等优点，在中小型水库及地基条件较好的工程中具有广泛应用前景。在实际工程中，应根据具体地质条件、工程规模、施工环境及投资预算等因素综合比选，选择最合适的防渗加固方案。

３ 巴基斯坦那比萨原水库大坝防渗加固设计
3.1材料选型与参数配置

根据工程实际需求及现场地质条件，项目选用厚度为1.5mm的HDPE土工膜作为核心防渗层，其具有较高的抗拉强度、断裂伸长率和化学稳定性，适用于地下水位较高、土壤酸碱度变化较大的区域。上下层保护用土工布采用单位面积质量为200g/m²的短纤针刺非织造土工布，具有良好的透水性、过滤性和隔离作用，可有效防止土颗粒进入土工膜表面造成堵塞，并起到缓冲保护作用，避免施工过程中因机械碾压或碎石划伤导致土工膜破损。

此外，在堤坝迎水面边坡部位，结合聚丙烯纤维混凝土护坡措施，进一步增强边坡的抗冲刷能力和结构稳定性。该混凝土采用C20强度等级，掺入适量聚丙烯纤维，显著提高了混凝土的抗裂性、耐磨性和抗冻融性能，延长了护坡使用寿命。
3.2防渗结构布置与铺设范围

“两布一膜”复合土工膜主要铺设于库区底部及堤坝内侧边坡，形成连续封闭的防渗屏障。具体布置如下：

（1）库区底部铺设。从库区最低点开始向上游方向延伸，覆盖整个库底区域，并与堤坝内边坡防渗层无缝衔接，确保防渗体系的整体性。

（2）堤坝内边坡铺设。铺设高度不低于正常蓄水位以上50cm，以应对水位波动带来的影响。边坡铺设时采用自下而上的方式，逐层展开并固定锚固，防止滑移。
   （3）搭接与密封处理。土工膜之间的连接采用热熔焊接工艺，搭接宽度不小于10cm，焊缝通过气压检测和电火花检测确保严密无渗漏；边缘部位设置锚固沟，深度不少于50cm，回填压实后防止土工膜外露或滑动。
  （4）保护层设置。铺设完成后，及时覆盖砂砾石过渡层及素土保护层，防止紫外线照射、机械损伤及动物啃咬，延长材料使用寿命。

3.3 施工工艺流程
   “两布一膜”复合土工膜的施工主要包括以下几个关键步骤：
   （1）基础处理。清除库区及边坡表面的尖锐物、树根、石块等杂物，整平夯实基层，确保铺设面平整、无凹凸不平现象。
   （2）材料运输与存放。土工膜卷材应避免阳光直射，存放在阴凉干燥处，运输过程中防止破损。
   （3）铺设作业。按照设计图纸要求，分段分区进行铺设，注意控制张力，避免过紧或过松，保证铺设平整、无褶皱。
  （4）焊接与检测。采用自动热熔焊接设备进行接缝处理，焊接完成后进行气压检测和电火花检测，确保焊缝完整无渗漏。
  （5）锚固与固定。在边坡顶部及底部设置锚固沟，将土工膜嵌入沟槽内并回填压实，防止滑移。
  （6）覆盖保护层。完成铺设和检测后，及时铺设砂砾石过渡层及素土覆盖层，防止后续施工对土工膜造成破坏。
 3.4质量控制与检测措施
   为确保“两布一膜”复合土工膜防渗体系的施工质量，项目制定了严格的质量控制与检测制度，主要包括：

（1）原材料进场检验。对土工膜和土工布进行抽样送检，检测其厚度、抗拉强度、撕裂强度、渗透系数等指标是否符合设计要求。
（2）焊接质量检测。采用气压法检测焊缝密闭性，利用电火花检测仪检查是否存在漏焊或虚焊现象。
（3）完整性测试。在铺设完成后进行充水试验或渗水试验，观察是否有渗漏点存在。
（4）施工过程监控。安排专人全程跟踪施工过程，重点监督铺设平整度、焊接质量、锚固牢固程度等关键环节。
（5）隐蔽工程验收。在覆盖保护层前组织专项验收，确认各项指标合格后方可进入下一道工序。
4  应用效果分析

4.1 经济效益

“两布一膜”复合土工膜作为一种高效、经济的防渗材料，在本工程中展现出明显的成本优势和投资回报潜力。

（1）从材料成本来看，相较于传统的混凝土防渗墙或高压喷射灌浆等深层防渗措施，复合土工膜的单位面积造价更低，且无需大量水泥、钢筋等建筑材料，大幅降低了原材料采购成本。此外，由于其铺设工艺相对简单，对大型机械设备依赖程度低，人工操作即可完成，因此施工费用也明显低于其他防渗方案。

（2）在施工周期方面，复合土工膜铺设速度快，作业流程简洁，大大缩短了整体工期。据项目统计数据显示，采用该方案后，库区防渗施工时间较传统方法减少了约30%，为整个工程按期完工提供了有力保障。

（3）从长期运行维护成本来看，复合土工膜具有良好的耐久性和抗老化性能，在合理保护层覆盖下，使用寿命可达20年以上，期间基本无需大规模维修，从而显著降低了后期维护费用。同时，由于防渗效果良好，水库蓄水损失减少，提高了水资源利用效率，间接带来了可观的经济效益。

4.2生态效益

在生态环境日益受到重视的今天，水利工程不仅要满足功能性需求，还需兼顾生态保护与可持续发展。“两布一膜”复合土工膜在本项目中的应用，充分体现了绿色水利理念，取得了良好的生态效益。

（1）该材料本身无毒无害，化学性质稳定，不会对水质造成污染，确保了水库供水的安全性。同时，其优异的防渗性能有效减少了地下水的过度补给，避免了因渗漏造成的周边土地盐碱化问题，有助于维持区域水文平衡。

（2）在施工过程中，复合土工膜的应用减少了开挖量和混凝土浇筑量，降低了对原有地表植被和土壤结构的破坏，有利于生态环境的快速恢复。此外，堤坝外边坡结合植草防护措施，形成了良好的绿化景观，增强了水土保持能力，减少了雨水冲刷带来的水土流失。

（3）由于该材料可回收再利用，符合循环经济的发展方向，进一步提升了项目的环保属性。通过科学合理的施工组织与环境保护措施，该项目在实现工程目标的同时，最大限度地减少了对自然环境的干扰，为当地生态系统的良性循环提供了积极支持。

5 总结

综上所述，“两布一膜”复合土工膜防渗体系在巴基斯坦那比萨原水库工程中发挥了重要作用，不仅有效解决了库区渗漏问题，还提升了整体工程的安全性与经济性，为类似地区中小型水库的防渗加固提供了可复制、可推广的技术路径。

参考文献

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