复合土工膜在调蓄水池工程中的质量控制

侯振伦

（山西漳河水务有限公司 山西长治 046000）

复合土工膜是由聚合物土工膜和土工织物加热压合或粘合而成的组合物，其撕裂强度、断裂伸长率、顶破强度等各项物理力学性能指标高，可改善渗流情况，提高蓄水能力[1]，广泛应用于渠道防渗[2]、调蓄水池防渗[3]以及水库除险加固[4]等水利工程。复合土工膜的防渗效果主要取决于土工膜的完整性与整体性，在施工中应着重对复合土工膜的铺设、焊接工序进行全程监控，严格上道工序的验收管理，避免在施工中土工膜被刺破、烫破等出现渗漏问题。国内许多学者对复合土工膜的施工质量及缺陷做了研究，顾淦臣[5]提出了复合土工膜在包装、运输、储存、铺设等各环节的注意事项及焊接胶接的质量保证制度，岑威钧[6～7]总结阐述了防渗土工膜的缺陷属性及引起的渗漏问题的研究现状和研究成果，束一鸣[8]阐述了土工膜接缝处理的几种主要方式。

1 工程概况

某调蓄水池的坝体为碾压均质土坝，防渗型式为土工膜全库盆防渗，最大坝高10 m，最大蓄水深度6 m，库容12.3 万m3，建成后将为附近区域提供工农业用水。调蓄水池坝坡防渗设计由下往上为20 cm 砂垫层、复合土工膜、20 cm 砂垫层、30 cm 碎石过渡层；池底防渗设计由下往上为20 cm 砂垫层、复合土工膜、30 cm 夯实土。复合土工膜采用两布一膜，规格200 g/m2-PE0.6 mm-200 g/m2，高密度PE 土工膜密度不低于900 kg/m3，渗透系数小于10-11cm/s。复合土工膜与混凝土建筑物表面采用膨胀螺栓加胶粘连接，在防浪墙底板及进出水池外侧牛腿面施作二期混凝土压块加强对复合土工膜的锚固。

2 施工前质量控制

2.1 原材料进场控制

复合土工膜的产品质量直接影响着工程的防渗效果。在选择复合土工膜时，各参建单位选派专业技术代表组成考察小组，事先到国内知名的生产厂家了解复合土工膜的制作原料及生产工艺，全方位认识全新料土工膜与再生料土工膜的理化性能差异，现场查看复合土工膜的生产制作过程，然后再经多方比选，根据工程的设计参数选择经济适用的优质产品，从源头上加强复合土工膜的质量控制。

复合土工膜进场后，要检查其产品质量合格证及试验报告。同时，严格按照规范[9]要求对每批次进场的原材料取试样送有资质的第三方试验室进行检测，针对其断裂强度、耐静水压及渗透系数等各项指标出具检测报告，进场复检合格的方可用于工程建设。经检测确定为不合格的产品坚决清理出场。

2.2 施工技术保障

工程开工前，施工方根据相关规范及技术标准编制专项施工方案报监理单位审批，明确各施工工序及质量控制要点，对全体作业人员做好安全技术交底工作。由于防渗施工的专业性较强，在复合土工膜铺设之前，特邀请专业的防渗施工队伍对参建各方进行技术培训，讲解复合土工膜铺设、焊接及焊缝检验等操作要求，明确各施工工序的操作规程，现场取样品指导焊接施工，对一线施工人员开展业务培训，实施手把手教学。同时，聘请了两名专业的熟练焊工，分别负责实施双缝焊接和单轨焊接，对相关施工人员培训考核合格后再上岗作业，为保障工程质量提供了强有力的技术支持。

按照调蓄水池图纸的平面布置情况，提前规划好复合土工膜（6 m×50 m）的铺设顺序，在CAD 图上标记出接缝位置，既有助于提前确定搭接部位，又可以通过预先调整铺设方向来减少接缝数量。本工程首先沿着内侧坝坡整卷铺设，后在池底内完成最后的拼接，坝坡施作纵向焊缝。对转角弧线段部分及与进出水池的连接部位采用膜布分离的做法，首先测量好需要拼接的规格尺寸，然后裁剪出合适大小的土工布及土工膜，用胶粘合在一起后施焊。对一些不规则部位应先取样品进行拼接试验，预先对样品进行试焊，提高成品的施工质量。

3 施工过程质量控制

3.1 铺设

在复合土工膜铺设前，要保持下垫层表面平整，检验其是否满足设计要求的相对密度，在下垫层验收合格后方可进行复合土工膜的铺设施工。利用履带吊或装载机将成卷的复合土工膜吊运至坝坡顶面，卷长方向垂直坝轴线方向放置，人工沿着内坝坡由坡顶向坡脚顺着卷长方向展铺，池底部分过盲沟后暂保持成卷状态。在坡面铺设时，复合土工膜采用波浪形松弛方式，确保其与防浪墙连接处和过盲沟处均留有皱起长度不小于15 cm，保证坡面富余度约为1.5%。相邻两卷之间卷铺搭接长度不小于50 cm，保证土工膜接头缝错开，避免在池底形成十字缝。展铺后仔细观察复合土工膜是否存在缺陷，特别要检查两侧光膜是否存在褶皱、孔洞等，存在有严重缺陷或缺陷较多的立即进行整卷更换并重新铺设。

复合土工膜与进出水建筑物连接处采用膜布分离的方式施工，首先在混凝土墙面设计高度间隔15 cm打孔安装膨胀螺栓，橡胶带（厚5 mm、宽5 cm）沿混凝土面四周通长布置，将土工布粘贴在橡胶带和混凝土表面，土工膜尽量紧贴土工布铺设，在建筑物墙面转角与地面牛腿的连接处裁剪土工膜，根据裁剪后所需的修补范围取相应尺寸的土工膜焊接修补完整，然后紧贴土工膜粘贴上层土工布，而后粘贴外圈橡胶带，最后用镀锌钢压条（厚5 mm、宽5 cm）及膨胀螺栓固定。

3.2 焊接

焊接质量决定了调蓄水池的整体防渗效果。复合土工膜连接方式以双缝搭接焊应用最为广泛，本工程主要采用双缝焊接，局部配合采用单轨焊接[10]。本工程土工膜设计厚度为0.6 mm，焊机温度过高极易使土工膜发生烫损破坏，因此，必须有专业的熟练焊工在土工膜焊接前取样品做好焊接试验[11]，根据试验结果调整好焊机的焊接温度和行走速度。

3.2.1 双缝搭接焊

双缝焊接前，首先将复合土工膜两侧拉展对齐，保证双缝焊接的搭接宽度不小于10 cm，使用手持式缝纫机将下层土工布缝合起来，人工用抹布清洁干净两侧光膜的焊缝搭接面，等待自然干燥后，根据试焊确定的相关参数由专业焊工施焊，保证焊机匀速行进，坝坡整条焊缝一次性焊接完成。焊接完成后用热风枪将焊缝两端融合封闭，将试验针头插入中间焊道进行气压检测，观察压力表压力在0.2 MPa 稳压5 min 视为合格，检测合格后封堵气孔，缝合上层土工布。若压力出现下降，可通过观察找出漏焊、虚焊的部位，或者压入有色液体观察液体漏出部位，再通过单轨挤压焊接补焊。

3.2.2 单轨焊接

单轨焊接在本工程中主要用于T 型接口、不规则部位及局部孔洞修补等。单轨焊接使用塑料挤出式焊枪，施焊前首先将复合土工膜清理干净，裁剪出圆形（直径不小于25 cm）的土工膜[12]，完全压覆在破损位置上方，对即将施焊的部位打磨出新鲜基面，磨光后不得用手或者其他物体接触已打磨好的部位，如有灰尘等杂物，用手拍打或风枪吹扫的方法清理。专业焊工施焊时，必须保持焊条干燥、洁净，焊条由专门的工人手扶送入焊枪，或制作专门的挂架自动送入焊枪，前方指派专人在焊条出口处随着焊机前进方向预埋试验用铜丝，后方指派专人负责用浸湿的抹布对已施焊部位降温处理，避免温度过高造成烫破土工膜，焊接完成后通过电火花检测焊缝焊接质量，有火花出现的地方再进行补焊处理，无火花即为合格。

3.3 施工质量管理

防渗工程是调蓄水池的主要分部工程，复合土工膜铺设是主要分部工程中的重要隐蔽及关键部位单元工程，因此复合土工膜的施工质量控制是整个调蓄水池工程的重中之重。在本工程施工中，参建各方均指派专业技术人员全天候跟踪检查复合土工膜的各施工工序，与一线施工人员共同上下班，从砂垫层施工到复合土工膜的铺设焊接，严格每道工序的质量验收工作，及时解决施工中遇到的难点问题，全面保障了工程施工质量。

在施工区设立专门存放膜材料的仓库或工棚，底部支撑方木与地面隔离，防止雨水浸湿，将材料存放在通风干燥处。在砂垫层施工期间，使用履带吊配合吊罐将砂、碎石等材料卸料到调蓄水池内的指定位置，人工使用木质钉耙摊铺，严禁使用挖掘机、装载机等卸料、铺料，避免造成复合土工膜的破损；复合土工膜施工时，严禁在土工膜施工区域吸烟，严禁将双轨焊机、热风枪、单轨焊机等设备直接放置在复合土工膜上方；在复合土工膜与防浪墙锚固位置及与盲沟混凝土压块交叉位置，人工检查清理可能存在的残留钢筋、铁丝或铁钉等易刺破土工膜的尖锐物品，必要时利用强力磁铁对该部位进行全面检查。

4 结语

复合土工膜的施工质量控制主要从原材料进场开始、到各施工工序全面覆盖，可以更有效地保证工程施工质量。本工程在施工前严控原材料的进场检测，施工中要求各参建单位指派专业技术人员进行全程跟踪监督，聘请专业的焊接作业人员，加强事前预控、过程监督及工序验收等，从组织措施、技术措施等方面严格把控工程质量，对保证施工质量起到关键性的作用，全面提高了工程质量管理水平。本工程采用的单轨焊接弥补了在以往同类型施工中对T 型缝、孔洞、不规则焊缝等处采用胶粘处理方式的不足，工作效率高，焊接效果好，保证了防渗施工质量，增强了土工膜的整体防渗效果，可为今后的调蓄水池复合土工膜施工提供一定的借鉴。该调蓄水池至今已安全蓄水运行两年多，施工质量经受住了工程实际运行的考验。