□雷應(yīng)國 □孫長東
(南水北調(diào)工程河南質(zhì)量監(jiān)督站)
委托河南管理的南水北調(diào)中線工程渠道全長414km,設(shè)計斷面結(jié)構(gòu)形式為基底以上5cm厚砂墊層、2.5~3cm厚保溫板、防滲復(fù)合土工膜、8~10cm厚素混凝土面層,其中防滲復(fù)合土工膜施工質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)系到渠道防滲的效果。施工中由于復(fù)合土工膜的連接不同程度地存在問題,質(zhì)量檢驗時常常發(fā)現(xiàn)焊接不嚴(yán)密現(xiàn)象,給工程質(zhì)量管理帶來很大困難。
按照中華人民共和國國標(biāo)(GB/T17642-2008)《土工合成材料非織造布復(fù)合土工膜》有關(guān)規(guī)定和襯砌板抗滑穩(wěn)定要求,南水北調(diào)河南段渠道防滲采用長絲針刺非織造布復(fù)合土工膜≥576g/m2,膜材采用聚乙烯(PE),兩布一膜結(jié)構(gòu),采用標(biāo)稱14kN/m規(guī)格。聚乙烯膜應(yīng)符合《食品包裝用聚乙烯成型品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB9687-88),土工膜無毒性,對水質(zhì)無污染。聚乙烯膜應(yīng)采用全新原料,不得添加再生料,膜應(yīng)為無色透明。其主要技術(shù)指標(biāo)如下:密度ρ≥920kg/m3;破壞拉應(yīng)力σ>17MPa;斷裂伸長率ε≥450%;在5℃時彈性模量E≥70MPa;抗凍性(脆性溫度)不低于-70℃;聯(lián)接強(qiáng)度應(yīng)大于母材強(qiáng)度;撕裂強(qiáng)度>60kN/m2;抗?jié)B強(qiáng)度應(yīng)在1.05MPa水壓力48h不滲水;滲透系數(shù)<10-11cm/s。
復(fù)合土工膜施工技術(shù)要求:標(biāo)稱斷裂強(qiáng)度14kN/m;斷裂伸長率>50%;CBR項破強(qiáng)力≥2.5kN;縱橫向撕破強(qiáng)力≥0.48kN;剝離強(qiáng)度≥6kN;耐靜水壓≥0.6MPa;垂直滲透系數(shù)<1×10-11cm/s;復(fù)合體幅寬≥5m,表面需做加糙處理,不應(yīng)采用通常的光滑表面。各鋪設(shè)幅之間搭接寬度≥10cm,現(xiàn)場采用雙縫焊接;復(fù)合土工膜按《土工合成材料測試規(guī)程》(SL/T235-1999)測試;按照國標(biāo)表3外觀疵點評定輕缺陷進(jìn)行控制,每一批產(chǎn)品上不允許存在重缺陷,輕缺陷產(chǎn)品每200m2應(yīng)<5個。
復(fù)合土工膜供應(yīng)商必須是經(jīng)過建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位聯(lián)合考察認(rèn)可的合格供應(yīng)商,進(jìn)場的布膜必須有材質(zhì)證明、合格證。施工單位應(yīng)按照規(guī)范和設(shè)計要求委托有資質(zhì)的檢測單位對進(jìn)場的復(fù)合土工膜性能指標(biāo)進(jìn)行檢測,只有經(jīng)檢測合格的、經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的復(fù)合土工膜才能用于工程實體。
1.若采用折疊裝箱運(yùn)輸土工合成材料,不得使用帶釘子的木箱以防運(yùn)輸途中受損;若采用卷材運(yùn)輸,應(yīng)注意防止在裝卸過程中造成卷材表層的損壞。承包人在采購?fù)凉ず铣刹牧暇聿臅r,應(yīng)按卷材下料長度留有適當(dāng)?shù)挠嗔俊?/p>
2.復(fù)合土工膜的卷材貨包,必須貼有標(biāo)簽,標(biāo)明產(chǎn)品的制造廠名稱、制造號(或組裝號)、安裝號、生產(chǎn)日期、產(chǎn)品類型、厚度、尺寸及重量。并應(yīng)附有專門的裝卸和使用說明書。
3.復(fù)合土工膜運(yùn)輸過程中和運(yùn)抵工地后應(yīng)妥善保存,避免日曬,遠(yuǎn)離火種,防止粘結(jié)成塊,并應(yīng)將其儲存在不易損壞和方便取用的地方,盡量減少裝卸次數(shù)。
4.在運(yùn)輸過程中,土工膜卷必須避免受到損壞(包括將卷材從場內(nèi)的儲存地運(yùn)到工作區(qū))。受到物理損壞的土工膜必須要修復(fù)。損壞嚴(yán)重的土工膜(整卷或部分)不能使用。
一是復(fù)合土工膜鋪設(shè)前,應(yīng)完成渠坡開挖及坡面清理工作,渠坡的清理應(yīng)清除一切尖角雜物,欠坡回填夯實、富坡削坡挖平,鋪設(shè)工作范圍內(nèi)沒有積水,經(jīng)監(jiān)理驗收合格。二是復(fù)合土工膜的鋪設(shè)應(yīng)根據(jù)渠高和材料的受力方向以及盡量減少接縫的數(shù)量等因素確定,并符合施工圖紙的要求。復(fù)合土工膜鋪設(shè)分渠底鋪設(shè)、坡面鋪設(shè)兩個部分,鋪設(shè)時,采用波浪形松弛方式,富余度約為1.5%,攤開后及時拉平、拉開,要求復(fù)合土工膜與坡面吻合平整,無突起褶皺。渠底鋪設(shè)沿渠道軸線方向水平滾鋪。坡面鋪設(shè)順坡面軸線方向滾鋪,與渠底的復(fù)合土工膜連接采用丁字形連接。鋪設(shè)方向按照下游向上游順序,上游邊壓下游邊。三是復(fù)合土工膜頂部應(yīng)錨固于封頂板的混凝土中,并壓在路緣石下土層中,以形成整體防滲,其錨固長度應(yīng)符合施工圖紙要求。四是復(fù)合土工膜與基礎(chǔ)及支持層之間應(yīng)壓平貼緊,避免架空,清除氣泡,以保證安全。施工人員應(yīng)穿平底布鞋或軟膠鞋,嚴(yán)禁穿釘鞋,以免踩壞土工膜,施工時如發(fā)現(xiàn)土工膜損壞,應(yīng)及時修補(bǔ)。
一是復(fù)合土工膜的拼接方式及搭接長度應(yīng)滿足施工圖紙的要求。二是拼接前必須對焊接面進(jìn)行清掃,焊接面上不得有油污、灰塵。陰雨天應(yīng)在雨棚下做業(yè),以保持粘(搭)結(jié)面干燥。三是在斜坡上搭接時,應(yīng)將高處的膜搭接在低處的膜面上。四是土工膜應(yīng)剪裁整齊,保證足夠的拼結(jié)寬度。當(dāng)施工中出現(xiàn)脫空、收縮起皺及扭曲鼓包等現(xiàn)象時,應(yīng)將其剔除后重新進(jìn)行拼接。五是土工膜拼接好后,必須妥善保護(hù),避免陽光直曬,以防受損。
南水北調(diào)工程復(fù)合土工膜的連接要求采用熱熔焊接方式,搭接寬度10cm,接縫為雙焊線,每條焊線寬度10mm。施工前應(yīng)先進(jìn)行焊接工藝試驗,比較不同的氣溫、風(fēng)速、焊接溫度、焊接速度等以確定焊接工藝參數(shù)。承包人應(yīng)向監(jiān)理人提交試驗大綱,批準(zhǔn)后才能進(jìn)行試驗。試驗完成后,應(yīng)將試驗成果和報告報送監(jiān)理人審批,報告應(yīng)說明選定的施工工藝及相應(yīng)的施工參數(shù),經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)后,才能進(jìn)行施工。復(fù)合土工膜的拼接接頭應(yīng)確保其具有可靠的防滲效果,施工單位應(yīng)對全部焊縫進(jìn)行檢測。
雙縫熱合焊機(jī)的施工工藝。一是施焊前的準(zhǔn)備工作:對鋪膜后的搭接寬度進(jìn)行檢查,復(fù)合土工膜焊接接縫搭接長度為100mm。在焊接前,要對搭接的200mm左右范圍內(nèi)的膜面進(jìn)行清理,用濕抹布擦掉灰塵、污物,使這部分保持清潔、干燥。焊接部位不得有劃傷、污點、水分、灰塵以及其他妨礙焊接和影響施工質(zhì)量的雜質(zhì)。在正式焊接操作之前,應(yīng)根據(jù)氣溫環(huán)境條件、焊接工藝試驗和經(jīng)驗先設(shè)定施焊參數(shù),取300mm×600mm的小塊膜進(jìn)行試焊。然后在拉伸機(jī)上進(jìn)行焊縫的剪切和剝離試驗,如果不低于設(shè)計規(guī)定數(shù)值,則鎖定參數(shù) (焊接速度、施焊溫度等),并以此為據(jù)開始正式焊接。否則,要重新確定參數(shù),直到試驗合格為止。當(dāng)氣溫、風(fēng)速有較大變化時,亦應(yīng)及時調(diào)整參數(shù),重做試驗,以確保用于施工的焊機(jī)性能、現(xiàn)場條件、產(chǎn)品質(zhì)量符合規(guī)范要求。當(dāng)環(huán)境溫度>40℃或<0℃時不能進(jìn)行土工膜的焊接。二是熱合焊機(jī)焊接的操作要點:開機(jī)后,仔細(xì)觀察指示儀表顯示的溫升情況,使設(shè)備充分預(yù)熱。向焊機(jī)中插入膜時,搭接尺寸要準(zhǔn)確,動作要迅速。在焊接中,司焊人員要密切注視焊縫的狀況,及時調(diào)整焊接速度,以確保焊接質(zhì)量。在焊接中要保持焊縫的平直整齊,應(yīng)及早對膜下不平整部分采取應(yīng)對措施,避免影響焊機(jī)順利進(jìn)行。遇到特殊故障時,應(yīng)及時停機(jī),避免將膜燙壞。在坡度>1∶3的坡面上焊接時,司焊和輔助人員必須在軟梯上操作,且系好安全帶。
南水北調(diào)工程要求對所有的復(fù)合土工膜接縫和修補(bǔ)的整個長度進(jìn)行非破壞連續(xù)測試,施工中通常采用雙軌熱熔接縫空氣壓力測試法。非破壞測試必須在天氣條件允許,而且有監(jiān)理工程師在場的情況下,按照接縫的焊接程序來進(jìn)行。檢測時必須記錄以下資料以備查詢:壓力測試日期、開始測試時間、結(jié)束測試時間、開始測試壓力、結(jié)束測試壓力、技術(shù)人員名字、測試開始位置、測試結(jié)束位置和測試結(jié)果(通過或不通過)。測試不合格的地方應(yīng)根據(jù)技術(shù)文件中的詳細(xì)步驟來進(jìn)行修補(bǔ)和重新測試。
1.雙軌熱熔接縫非破壞壓力測試(充氣壓力法測試)。把要測試的焊縫兩端封好,把空心針插入空氣通道,充氣至0.25MPa的壓力;如果5min內(nèi)壓降>0.01MPa,則焊接不合格,應(yīng)分段檢測出漏氣處進(jìn)行修補(bǔ)。
2.破壞性試驗。測試頻率和位置如下:測試頻率為每一定長度(以規(guī)范和設(shè)計要求為準(zhǔn))的焊縫取一個樣;測試位置在焊接時確定,過熱、被污染、焊縫偏移或值得懷疑的位置作為測試位置。取樣程序:焊接時,在現(xiàn)場監(jiān)理指定的位置取樣,以便在復(fù)合土工膜被覆蓋前得到試驗結(jié)果;現(xiàn)場監(jiān)理給每個試樣編號,并在復(fù)合土工膜鋪設(shè)平面圖上標(biāo)明試樣的編碼和位置。修復(fù)復(fù)合土工膜上所有由于破壞性取樣而留下的孔洞,應(yīng)根據(jù)規(guī)定進(jìn)行修補(bǔ)和測試修補(bǔ)后的氣密性。要委托有資質(zhì)的檢測單位對復(fù)合土工膜焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測。
對焊接檢驗切除樣件部位、施焊后發(fā)現(xiàn)的材料破損與缺陷部位、焊接缺陷以及檢驗時發(fā)現(xiàn)的不合格部位等,均應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ),修補(bǔ)任務(wù)只能是在高級工指導(dǎo)下完成,修補(bǔ)后要對成品抽樣檢測。修補(bǔ)的程序是:對隨時發(fā)現(xiàn)的缺陷部位用特制的色筆標(biāo)注,并加編號記入工作日記,以免修補(bǔ)時漏掉;修補(bǔ)處的編號為B1,B2,B3,B4……連續(xù)排列,修補(bǔ)方案必須經(jīng)監(jiān)理認(rèn)可后,方可進(jìn)行補(bǔ)焊。補(bǔ)修的方法:點焊:對材料<5mm的孔洞及局部焊縫的修補(bǔ)完善,可用擠壓熔焊機(jī)進(jìn)行點焊。加蓋:對不夠厚度或不夠嚴(yán)密的擠出焊縫,可用擠壓熔焊機(jī)補(bǔ)焊一層。補(bǔ)?。簩Υ蟮目锥础⒋唐铺?、膜面嚴(yán)重?fù)p傷處、取樣處、十字縫交叉處以及其它各種因素造成的缺損部位,均可用加蓋補(bǔ)丁方法來修補(bǔ);補(bǔ)丁尺寸:十字縫處為切角的方形 300mm×300mm,或D=300mm。其余情況,一般邊長≥200mm,補(bǔ)丁邊距缺陷處≥80mm。
一是鋪設(shè)過程中,作業(yè)人員不得穿硬底皮鞋及帶釘?shù)男2粶?zhǔn)直接在復(fù)合土工膜上卸放混凝土護(hù)坡塊體,不準(zhǔn)用帶尖頭的鋼筋作撬動工具,嚴(yán)禁在復(fù)合土工膜上敲打石料和一切可能引起復(fù)合土工膜損壞的施工作業(yè)。二是為防止大風(fēng)吹損,在鋪設(shè)期間所有的復(fù)合土工膜均應(yīng)用沙袋或軟性重物壓住,直至保護(hù)層施工完為止。當(dāng)天鋪設(shè)的土工合成材料應(yīng)在當(dāng)天全部拼接完成。三是采用復(fù)合土工膜作防滲體,應(yīng)規(guī)劃好施工道路,當(dāng)車輛、設(shè)備等跨越土工膜時,必須采取相應(yīng)的保護(hù)措施。四是進(jìn)行復(fù)合土工膜保護(hù)層施工時,應(yīng)采用渠道襯砌機(jī)鋪筑混凝土面層,任何時侯鋪筑設(shè)備均不得直接在復(fù)合土工膜上行駛或作業(yè),應(yīng)保證其鋪設(shè)時復(fù)合土工膜質(zhì)量。五是對施工過程中遭受損壞的復(fù)合土工膜,應(yīng)及時按監(jiān)理人的指示進(jìn)行修補(bǔ)。在修補(bǔ)復(fù)合土工膜前,應(yīng)將保護(hù)層破壞部位下不符合要求的料物清除干凈,補(bǔ)充填入合格料物,并予整平。
復(fù)合土工膜完成鋪設(shè)和拼接后,應(yīng)及時進(jìn)行混凝土面板襯砌的施工。