谈水库大面积防渗土工膜施工技术及质量控制

汪 伟

(中铁一局集团市政环保工程有限公司，甘肃 兰州 730050)

西夏水库作为平原地区，库底以透水性地质细砂角砾为主，库底防渗漏问题成为工程施工建设的重中之重，也关系着配套项目整体的成败。在西北大面积水库防渗土工膜施工中参考工程较少，水库防渗土工膜施工质量直接影响水库的使用功能和银川今后城市供水能力，意义重大。

1 工程概况

西夏水库作为银川市三区两县原水供应重要枢纽建筑，从青铜峡金沙湾泵房提升扬水，通过渠道引水自流入库，设计总库容3 303万m3，工程等级为Ⅱ等，西夏水库防渗采用土工膜水平防渗方案，库底防渗为300 g长丝土工布+0.8 mm PE膜+300 g长丝土工布三层防渗铺设结构，膜上覆土压重厚度不小于1.0 m。

2 土工膜施工技术要求

土工膜采用环保用高密度聚乙烯土工膜(GH-2S型)，幅宽6 m，厚度0.8 mm；库盘土工布采用聚酯长丝纺粘针刺非织造土工布。复合土工膜连接采用热熔焊法，采用双焊缝搭焊，焊缝搭接宽度不小于15 cm。焊接型式宜采用缝宽2×10 mm的双焊缝搭焊，跨沟槽、转角等特殊部位及修补可采用单焊缝焊接。布与布之间的搭接缝应做连接，接缝的宽度不小于10 cm。

3 土工膜施工工艺流程

3.1 土工膜施工工艺流程

土工膜施工工艺流程图见图1。

3.2 施工工艺

1)建基面处理。建基面共分为两种地层类型：一种为细砂区；一种为角砾区。对于细砂区：换填库区角砾，换填厚度30 cm，换填前，需摊平细砂层，之后洒水，其上角砾碾压后相对密度不小于0.75；无需换填角砾区，角砾碾压后相对密度不小于0.75。

2)细砂垫层铺设。垫层采用标高线控制铺设厚度5 cm，平地机精平后，再洒水碾压。

3)土工布铺设。土工布铺设时，相邻土工布应做好连接，搭接长度不小于10 cm。对于铺设过程中出现的布设不平整、扭曲、歪斜等，人工进行纠偏。

4)土工膜铺设。铺设工程中，除对膜本身外观检查外，膜的铺设要小于其下布的铺设宽度和长度至少50 cm，一次铺设长度宜控制在50 m左右，整卷铺设减少膜的裁剪，膜铺设应与拉应力大的方向平行。对于铺设边角部分，按实际裁剪。联结的土工膜必须搭接平缓舒展。搭接面采用人工清理，使其干燥洁净、无其他杂质。相邻两幅的纵向接头不应在一条水平线上，应相互错开1 m以上。铺设时自然松弛，留足够松弛度(3%～5%)。摊开后及时拉开拉平，无褶皱、凸起。

5)土工膜焊接。土工膜焊接采用热熔焊法，焊缝搭接宽度10 cm，焊接形式采用2×10 mm双焊缝搭焊。焊接前，应将焊缝搭接处清洁干净，上下层接缝平行对正，焊缝部位上下膜应熔接为一个整体。焊接接缝2 h内不得承受任何拉力。土工膜母材缺陷应及时进行修补，针眼、孔洞、破损处可采用补丁修补，虚焊漏焊要重新焊接。补丁材质应与主膜一致，采用椭圆形或圆形补丁，补丁大小应超出切口周边5 cm， 且最小直径不小于25 cm。补丁应与主膜采用焊接连接或粘结。

6)焊缝检测。焊缝采用充气打压的方式进行检测，充气0.15 MPa～0.20 MPa压力，保持2 min以上即为合格；如压力表稳定不住，则一面保持一定的压力，一面对外侧焊缝涂抹肥皂液检验，如无漏气也认为合格(即对另一条漏气焊缝不做处理)。

7)膜上覆土回填。膜上回填采用40 cm细砂和原土回填至库设底计标高。施工过程中注意对土工膜的保护，不允许机械直接接触土工膜。铺膜完成检测一段，应及时覆土回填一段，避免膜长时间裸露，覆土回填不得超过铺膜后24 h。

4 土工膜施工试验段总结

按照施工工艺进行工艺性实验，总结得出建基面的碾压遍数、土工膜焊接工艺、防土工膜穿刺破坏的措施及土工膜铺设完成后覆土的施工方法等。

4.1 试验段施工过程问题总结

土工膜施工质量要素分析见图2。

1)西夏水库库区地质以角砾为主，底基层处理不到位，存在外露尖锐物，土工膜易刺破。2)对进场原材质量把控不到位，少部分土工膜原材表面有局部破损、有疵点。3)焊缝局部不平整，有漏焊、虚焊等情况出现，焊接人员对焊接温度和速度未能及时调整。4)环境温度改变，焊接机参数未随之改变；风级达到四级以上，未及时覆土或用砂袋压膜，下雨天赶工继续施工。5)膜上覆土施工不规范，造成褶皱凸起，造成土工膜损伤。6)施工人员技能掌握程度，管理人员负责程度，技术交底质量高低，是土工膜施工质量好坏的重要因素。

4.2 试验段施工总结

1)建基面碾压完成并符合相对密度要求后，在铺面过程中发现建基面表面砾石，在膜铺设过程中出现“跑石”，覆土承压后土工膜形成凸点，有损伤或刺破风险。为防止上述风险，在建基面上铺设5 cm过筛细沙，进行保护处理。

2)考察调研国内土工膜生产厂家，选择全国知名品牌、信誉好的生产厂家，并派人驻场盯控生产过程。进场材料必须按规范要求进行外观检查、物理及力学检测，合格后才可使用，见图3。有瑕疵、钝化、褶皱的土工膜不得使用。

3)土工膜拼接方式采用热熔焊法，焊缝搭接宽度15 cm，采用双焊缝搭焊，土工膜焊接机设定温度在300 ℃～400 ℃，行走速度在3 m左右。焊接前应将焊缝搭接处清洁干净，做到无垢、无水、无尘，上下层接缝应平行对正。焊缝部位上、下膜应熔接为一个整体，不应有虚焊、漏焊。焊接接缝2 h内不得承受任何拉力。焊缝采用充气打压检测，充气0.15 MPa～0.20 MPa压力，保持2 min以上即为合格，见图4。

4)关注天气动向，铺膜温度宜在5 ℃～35 ℃，风力4级以下且无沙尘、无雨等不良气候下进行。施工范围内严禁烟火，加热工器具下应垫支隔热毯。复合土工膜铺设完毕、未覆土前，应在土工膜的边角处每3 m放置重量在25 kg的压袋，以防被风掀起，见图5。

5)土工膜材料铺设经检验合格方可回填覆土。覆土应从一侧依次回填，把膜下气体赶出。回填厚度超过50 cm后，小型履带式机械设备可在覆土后的膜上进行施工作业。

6)对进场施工人员，按照进场顺序及分工种进行技术交底培训，培训完成后，在现场实验区进行现场操作，操作成果检测合格后，才能上岗。通过施工组织中资源配置及试验段功效总结，铺膜长度控制在50 m左右，便于现场铺膜质量控制，能够在当天完成膜的平整度检测、焊接及检测及膜的覆土。

5 质量控制措施

1)原材外观检测及送检。对土工膜进行外观检查，检查每卷材料外包装是否完整、合格证、产品编号、生产日期等；外观检查无问题后，对进场土工膜送有资质检测单位进行物理及力学检测，检测合格后进行使用。

2)对每卷产品编号进行登记。按照产品编号做好每卷产品的发货登记，登记记录每卷土工膜施工位置，做到原材料施工部位的追溯。

3)土工膜存放位置通风干燥，搭设防晒网，远离热源。

4)土工膜施工区域采用围栏封闭，只设置一处进场通道，进场人员必须穿平底布鞋或软胶鞋，对进场人员按照车站安检，进行人员检查，禁止携带各种有可能造成膜损伤的物件(打火机、火柴、道具等)。

5)铺设土工膜时，进行测量放量，根据铺设长度设置铺设起点和终点位置，预留3%～5%的松弛度，保证覆土及蓄水承压后满足设计工况。

6)严格按照试验段工艺总结进行组织施工，每道工序严格按照“三检制”执行。

7)施工过程中利用信息化，利用二维码数字化的技术交底，相对传统的书面交底和口头交底，任何人员随时能查看技术措施和控制质量。

8)配置录像执法仪、无人机及视频监控系统，安排专人进行影像分析，对可能影响质量的部位，进行重点检查。