浅谈水利工程土工膜防渗施工工艺

张会平

摘 要：总结混凝土面板砂砾石坝库盘水平防渗土工膜铺设的施工监理经验，详细阐述土工膜铺设的施工工艺，并从质量管理角度，指出土工膜铺设中应主要的几个问题及预防处理方法。

关键词：土工膜；施工工艺；问题

巴里坤西黑沟望海水库为灌入式水库，坝体坝型主要由砂砾石坝体和防渗体组成，其中砂砾石坝体从上游向下游依次主要由垫层区、主堆区、任意料区、堆石区组成；防渗体由分离式混凝土面板、趾板、库盘复合土工膜水平防渗和面板间的接缝止水组成，库盘复合土工膜与坝体面板粘接，形成完整的防渗体。库盘防渗主要包括清基开挖、库盘沟槽开挖、复合土工膜的铺设、合成材料的拼接及库盘的回填覆盖等项目。

1 施工工艺

1.1 施工方案

依据设计要求，把基底腐质土、有机物及块石清除干净，并按照设计的高程、边坡开挖成型，采用振动碾碾压，基底符合设计要求后进行膜下垫层施工。

在分段开挖取土完成后及时对库盘进行成型的清理、碾压工作，复合土工膜铺设做好土方平衡工作，保持膜上膜下垫层料储量与铺膜保持平衡。

1.2 施工工艺流程

测量放线→清基、平整、碾压、验收及沟槽开挖→膜下垫层铺设→复合土工膜的铺设、拼接→膜上垫层及盖重铺设回填覆盖。

土工膜铺设工艺：铺设、剪裁→对正、搭齐→压膜定型→擦拭尘土→焊接试验→焊接→检测→修补→复检→验收。

2 土工膜施工应注意的几个方面

2.1 施工方案的审定

严格审核施工组织设计中的施工方案。必须结合工程实际情况，从工艺、机械设备、人员的配置、材料的采购计划以及施工质量保证体系、施工操作规章制度等方面进行全面分析，综合考虑，使施工方案、施工工艺在技术上可行，经济上合理，且有利于提高施工质量。

在进行土工膜铺设前，应进行现场铺设试验，确定焊接温度、速度等施工工艺参数。采用热熔焊接方式，应进行焊接设备的比较、焊接温度、焊接速度以及施工工艺等试验。试验完成后，应将试验成果和报告报送监理人审批，报告应说明选定的施工工艺及相应的施工参数，经监理人批准后，才能进行施工。

2.2 土工膜的质量检验

根据工程的设计要求及工程特性，明确材料的检测、检验标准及施工规范。对施工单位的一检、建设监理单位的二检的检测计划进行审核、批准，明确取样的标准。施工前按照规范及有关规定要求，采用书面检验、外观检验、理化检验的方式对土工膜进行检测。

（1）书面检验。是通过对提供的材料质量保证资料、试验报告等进行审核，取得认可方能使用。（2）外观检验。是对材料从品种、规格、标志、外形尺寸等进行直观检验，看其有无质量问题。（3）理化检验。是指在物理、化学等方法的辅助下的量度。它借助于试验设备和仪器对材料样品的化学成分、机械性能等进行科学的鉴定。

原材料的质量不仅靠物理力学性能抽检测，外观检查也至关重要。留边不合格，如起褶皱，荷叶边或膜布长短不齐等也直接影响土工膜连接质量。经检验质量不合格或不符合设计要求的，不得投入使用。

2.3 土工膜的支持层、垫层及盖重

2.3.1 支持层

对于基准面应按设计要求及规范要求进行施工，确保基底应密实均匀，避免因不均匀沉降造成土工膜的破坏。

对于土质支持层应将可见植物根截至其表面5—10 cm以下。如存在对土工膜有影响的特殊茵类时，可用土壤杀菌剂进行处理。

2.3.2 垫层

（1）垫层材料应符合设计要求，其中不得含有任何易刺破聚乙烯土工膜的尖锐物体或杂物。垫层的填筑施工质量应符合设计要求。（2）铺设面上应清除一切树根、杂草和尖石，保证铺设砂砾石垫层面平整，不允许出现凸出及凹陷的部位。

2.3.3 保护层

（1）在土工膜铺设及焊接验收合格后，应及时填筑保护层；填筑保护层的速度，应与铺膜速度相配合，避免土工膜长期。注意切不可将膜铺设过多，不及时覆盖保护，造成暴晒，加快膜的光氧老化，影响防渗效果。（2）保护层的填筑不应使用有可能损伤土工膜的设备。车辆等机械不得碾压土工膜面及其保护层，做好已完项目的保护工作。（3）如铺设面积大，采用机械施工，必须对施工方案进行审核，并安排专人进行现场看护，避免人为损坏。

2.4 土工膜铺设

（1）土工膜施工宜在气温5℃以上.风力4级以下并无雨、无雪天气进行。

（2）铺膜过程中应随时检查膜的外观有无破损、麻点、孔眼等缺陷，发现膜面有孔眼等缺陷或损伤.应及时用新鲜母材修补。

（3）铺设过程中，应严禁烟火，作业人员不得穿硬底皮鞋及带钉的鞋。

（4）对受损的土工合成材料，应外铺一层合格的土工合成材料在破损部位之上，其各边长度应至少大于破损部位1m 以上，并将两者进行拼接处理。

（5）焊接前必须对粘结面进行清扫，粘结面上不得有油污、灰尘。

（6）在斜坡上搭接时，应将高处的膜搭接在低处的膜面上。

（7）复合土工膜粘结好后，必须妥善保护，以防受损。土工膜铺设及焊接验收合格后，应及时进行下一道工序的施工以避免膜层裸露时间过长。

（8）土工膜铺设时，由于材料的伸缩变形或支持层的沉降等因素，应采取相应的措施，确保土工膜的松弛度达到设计要求及合同技术条款的规定。

2.5 土工膜的焊接质量检查

拼接中复合土工膜焊缝质量是关键，施工中尤其要加强接缝检测，接缝质量检测包括目测、充气检漏和抽样检测3种方式。

2.5.1 目测

首先对接缝进行目测，观察接缝是否平顺、宽度是否均匀、有没有漏焊、烫伤、折皱等缺陷，对目测结果做好详细记录和标记，以便及时处理。在目测后，也可再采用手摸的方式对焊缝进行检查，是否存在漏焊、焊接强度低（焊机温度）等缺陷。

2.5.2 充气检漏

接缝检漏有两种方法，一种是充气法，另一种是真空法。对于用热楔式自动爬行焊机焊接的双焊线接缝，常用充气法检测，其设备很简单，即一个针头、一块压力表、气门芯与打气筒。检漏时，先把气针插入两条接缝中间的空腔内，然后密封针孔四周，再将接缝空腔两头（检测焊缝长度范围）堵住，用打气筒打气，使其升压至0.1MPa，稳定30s压力表压力不降低，即可认为焊缝检漏合格。如果个别部位没有焊好，或土工膜上有缺陷，则不会起压，这种情况应先补好缺陷后再检漏。

2.5.3 抽样检测

室内检测应随机截取1-2片（10-50cm）现场焊缝试样，按室内检测方法检测。对试焊目测合格的接缝样品随机抽样，进行拉伸试验，达到标准强度时，断裂位置若在接缝边缘，不在接缝上，说明接缝质量是好的，反之则认为质量不合格，须返工处理。

2.6 土工膜于与建筑物的链接

土工膜与刚性结构的联接也是一薄弱环节，联接必须按照设计要求进行处理，确保联接质量，对于建筑物周边土工膜的联接，应做好下料分析，避免出现褶皱，而影响土工膜的联接质量。对于水头较高、膜较厚或土工膜锚着附近部位可能发生位移的情况，膜与基岩或混凝土连接时，在可能发生较大位移的相反方向留有膜与土体共同变形的余幅，且勿使膜形成褶皱的型式。

当土工膜与混凝土、岩石等刚性结构联接时，应采取嵌入或锚固的方法将膜牢固固定，并应在土工膜与刚性结构之间设置柔性止水。土工膜与建筑物混凝土的联接，可采用角钢或金属板条铆接，或用螺栓固定在混凝土垫层上，外加热熔胶封口。土工膜也可用嵌入混凝土的形式与混凝土联接，应注意建筑物的沉降问题，土工膜应留有一定程度的伸缩量，避免造成破坏。

3 结语

复合土工膜防渗是一种新材料、新工艺，防渗施工属于隐蔽工程，在土工膜的施工过程，为确保工程的施工质量，必须要有一个经过培训、责任心强、质量意识高的施工队伍，并制定一套严格的“三检制”。施工必须严格按程序进行，即“分段施工，流水作业”才能确保质量。

对于工程监理单位，在进行土工膜施工时，必须跟班监理，全过程旁站监督，实行“工序签证制”和“单元工程质量等级评定”，这是质量保证的最后一关。

参考文献

[1] 聚乙烯（PE）土工膜防渗工程技术规范（SI/T23l-98）.

[2] 土工合成材料 聚氯乙烯土工膜（GB/T17638-1998）.

[3] 土工合成材料非织造复合土工膜（GB/T17642-2008）.