复合土工膜焊接施工常见问题及对策研究

徐安营

【摘要】HDPE复合土工膜作为一种优质的防渗材料广泛的应用于许多工程领域。其焊接过程作为关键工序，直接影响防渗工程效果的实现。在现实施工过程中，因为焊接参数选择不当、人员操作等原因造成漏焊、若焊、过焊等问题，影响工程质量。本文从现场实际出发，总结了复合土工膜焊接过程中常见的问题，并分析了这些问题出现的原因，找出了和制定了改进的措施，通过现场实践取得了较好的效果，也为类似工程施工避免类似问题的出现提供了可借鉴的经验。

【关键词】复合土工膜；常见问题

复合土工膜作为一种新型的高分子材料，被广泛的应用于水利工程、环保工程中。复合土工膜与膜之间的连接方式包括搭接、粘结、焊接等不同的方法，而焊接施工因其作业速度快、机械化程度高，可大大降低现场人员数量，缩短施工工期，逐步成为复合土工膜现场安装施工的主要方法。焊接的方法有电热楔、热熔挤压、高温气焊等形式。其中电热楔焊接应用最为广泛，国内的相关专家学者对热楔焊接工艺进行了比较深入的研究，得出了一些规律性的描述和量化指标。根据相关现场实际测试，取复合土工膜的焊接试样进行破坏试验，其接缝的拉伸强度超过母材强度的20%，且大多数断裂发生在焊缝的边缘非焊接部位。但是也存在部分试件拉伸破坏强度远远未达到设计要求或断裂部位直接从焊缝位置开始，出现这种情况与施工现场的操作、焊接工艺的选择、操作人员的责任性、熟练程度等因素都存在一定的关系，直接影响复合土工膜的防渗效果的实现。尤其是复合土工膜焊接中出现的若焊现象，从外观上看焊缝的表现形式是符合设计要求的，但是其焊缝的拉伸强度往往达不到设计的要求，短期内可能不会出现什么问题，但是从工程的耐久性考虑，将直接影响工程防渗寿命的实现，一旦出现问题可能造成的后果更为严重。为此我们针对HDPE复合土工膜焊接施工情况进行了跟踪分析，并对施工过程中常见的问题进行了分类，以便区分研究，找出质量改进的措施。复合土工膜焊接施工常见的质量问题主要有若焊、过焊、漏焊、褶皱、焊道偏焊等表现形式，其具体内容如下表1。

为有效解决以上问题，降低其对工程质量带来的不良影响，提高工程施工焊接质量，我们认真分析影响焊接质量的各影响因素，以质量管理的“五要素”为切入点，对以上问题产生的原因进行了深入剖析，找出改进的方向，其原因分析如下表2。

针对以上问题分析，我们认为应从以下几个方面做好复合土工膜的焊接施工，这包括以下几个方面的内容：

首先，应做好人员的培训交底工作。复合土工膜焊接施工为精细施工工序需要长期积累经验，施工人员必须既掌握复合土工膜的工程应用原理，又能根据施工条件处置各种复杂的情况。因此在工程开工前，应有技术熟练，有相关工程施工经验的人员组织全体施工人员进行技术交底培训工作，明确操作要点、技术要求。正式焊接前必须组织实际操作或试验段焊接，使操作人员应能够熟悉设备的操作，并可以根据现场实际情况初步判读可能出现的问题并预先采取纠正措施，从而确保复合土工膜焊接质量。

其次，做好焊接参数的选择。通过对热楔式焊机的工作原理分析可知，焊机作业时热楔的工作温度以控制在复合土工膜材料的熔融温度和分解温度之间，热楔的温度越高，焊机的行进速度应快，否则容易出现融穿现象。但焊接温度高，焊速快时容易发生卡机烫洞现象。但对应确定焊机工作温度的情况下，对某一特定厚度的复合土工膜和环境工况，肯定存在一个最佳焊接速度，当热楔温度变化时，最佳焊接速度也随之发生变化，因此这就需要通过正式焊接前的试验段的焊接验证确定最佳焊接参数，也就是焊接温度和行进速度。

再次，做好原材料的检验验收工作，杜绝不合格材料进入现场。材料在进场前必须在监理在场的情况下进行见证取样工作，验证材料性能是否满足设计文件的要求，同时过程中当对材料质量存在疑义时应随时进行材料的验证工作。

第四，密切关注环境因素的变化，及时调整焊接参数。实际上，对于一定型号的热楔焊机和一定种类、厚度的复合土工膜，热楔温度、焊接速度、滚筒压力等焊接参数的选择还受到当地大气温度、湿度、风力等环境因素的影响，国内对复合土工膜焊接工艺技术的研究尚未达到系统、深入的程度，还处于针对具体工程的经验总结阶段。以新疆地域为例，新疆早晚温差较大，最高可达20℃以上。所以针对特定温度下选择确定的焊接参数，随着环境温度、风力等的变化，需要现场调整，调整行进速度幅度在0.8m/s～1.8m/s，温度幅度30℃～50℃。

第五，做好焊接前的展膜、铺膜工作。土工膜的铺设看是简单，实际上一项成功的土工膜铺设与工艺是一项施工实施者在对设计意图理解透彻与对现场条件全面掌握的基础上做出的创造性的工作。这其中应关注节点的设置、搭接的宽度，铺膜后膜的状态等内容。

第六，焊接前做好焊道的清理工作。复合土工膜的防渗结构的设计在膜面上下一般包括各一层保护层，而焊机在行走过程中有可能造成保护层沙土或粘土粘接在膜面上，大风天气下造成膜面不干净等等都可能造成焊接强度的降低，因此一般焊接时都应安排专人负责焊接膜面的清理，保持膜面的干净整洁。

最后做好焊接质量的检验，发现问题及时处理。复合土工膜焊接工序的检验作为确定焊接质量的关键工作应认真组织，发现问题及时标记并按时处理，避免问题的遗漏或缺失。

总之，复合土工膜的焊接施工是确保防渗工程建设质量的关键环节，通过对现场问题的分析总结，我们找出的这些问题出现的原因并针对性的制定了一些改进措施，通过现场实践，使得现场焊接一次合格率由87%提高到95%以上，为有效的确保质量，缩短工期提供了保障，也为类似工程施工避免类似问题的出现提供了可借鉴的经验。

参考文献

[1]束一鳴.土工膜施工工艺及其经验教训.水利水电技术.第33卷.2002年第四期，2002年.

[2]陈该新等.热楔式土工膜焊机的焊接工艺研究.水利水电技术，2000年第七期.2000年.

[3]李闪莹等.复合土工膜焊接施工工艺试验.能源水利，2013年第12期，2013年.