復(fù)合土工膜施工工藝及檢測(cè)方法

鐘仕林 黃洪谷 張志榮

(四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責(zé)任公司，四川成都 610017)

復(fù)合土工膜是高分子和防老化的材料，具有非常高的阻隔功效，能耐各種酸堿，對(duì)人體無(wú)害，無(wú)污染，可重復(fù)利用。復(fù)合土工膜在大壩防滲、渠道防滲、擋水圍堰、防汛搶險(xiǎn)、加固修復(fù)等工程中得到廣泛應(yīng)用。石油鉆井過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量污水、泥漿，近年來(lái)復(fù)合土工膜開始用于鉆前工程防滲漏，防止石油鉆井泥漿材料廢棄物對(duì)土壤造成污染。

復(fù)合土工膜的焊接質(zhì)量是影響防滲效果的關(guān)鍵因素，本文對(duì)復(fù)合土工膜的施工工藝及檢測(cè)方法進(jìn)行重點(diǎn)研究，為鉆后實(shí)現(xiàn)土地“復(fù)耕”奠定基礎(chǔ)。

1 土工膜施工工藝

1.1 土工膜鋪設(shè)工藝流程

土工膜鋪設(shè)分項(xiàng)工程包括從材料裁剪到試焊、調(diào)試焊接設(shè)備、錨固、檢查驗(yàn)收等全過(guò)程。具體的技術(shù)方案流程如下:運(yùn)膜→展膜→裁膜→試鋪土工膜→試焊土工膜→焊件檢驗(yàn)→焊接土工膜→取樣檢驗(yàn)→錨固→檢查驗(yàn)收。

1.2 土工膜焊縫構(gòu)造

土工膜的施工焊接主要有兩種方法:雙縫熱合焊接和單縫擠壓焊接，其操作應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。

1.3 HDPE土工膜焊接技術(shù)方案

1.3.1 雙縫熱合焊機(jī)焊接

雙縫熱合焊機(jī)能一次完成一組雙焊縫，并形成一個(gè)可充氣檢漏的空腔，可以使焊縫的檢漏方法由真空法改進(jìn)成充氣法，極大的提高了工作效率。

1.3.2 擠壓熔焊機(jī)焊接

對(duì)于大面積的HDPE土工膜，主要是使用雙縫熱合焊機(jī)進(jìn)行焊接。但對(duì)于非直接搭接的部位以及局部修補(bǔ)、加強(qiáng)處理等情況，都必須使用擠壓熔焊機(jī)。

1.3.3 HDPE土工膜焊縫的檢測(cè)

對(duì)HDPE土工膜的焊接質(zhì)量檢驗(yàn)有非破壞性檢驗(yàn)(檢漏實(shí)驗(yàn))和破壞性檢驗(yàn)兩種。熱合雙焊縫的非破壞性檢測(cè)常采用充氣法，擠壓熔焊單焊縫的檢漏常采用真空法和電火花法。

1)充氣法。熱合雙焊縫的檢漏:用充氣(正壓)法，即將要檢驗(yàn)的整段焊縫兩端暫時(shí)密封，插入特制的空心針頭，連通空氣壓縮機(jī)。2)真空法。真空(負(fù)壓)法是傳統(tǒng)的老方法，即在焊縫上涂上肥皂水，罩上五面密封的真空盒，用真空泵抽真空，在負(fù)壓下觀察有無(wú)氣泡產(chǎn)生，可以檢查出孔洞或不嚴(yán)密之處。3)電火花檢測(cè)法。電火花檢測(cè)法系利用HDPE土工膜為電的絕緣體的特點(diǎn)，當(dāng)儀器掃描到有孔洞或有孔隙和地面連通的部位時(shí)，即產(chǎn)生明亮的電火花。4)破壞性檢驗(yàn)。在工程驗(yàn)收時(shí)，無(wú)論是熱合的雙焊縫，還是擠壓熔焊的單焊縫，都要進(jìn)行焊縫的強(qiáng)度檢驗(yàn)。按每萬(wàn)平方米取樣件一塊的標(biāo)準(zhǔn)，由業(yè)主、監(jiān)理指定或隨機(jī)取樣，送國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督部門授權(quán)的塑料制品檢驗(yàn)、鑒定單位予以檢測(cè)。焊縫的剪切和剝離強(qiáng)度不得低于表1標(biāo)準(zhǔn)。

表1 破壞性檢驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo) MPa

1.3.4 土工膜缺陷的修補(bǔ)

對(duì)焊接檢驗(yàn)切除樣件部位、鋪焊后發(fā)現(xiàn)的材料破損與缺陷、焊接缺陷以及檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)的不合格部位等，均應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)。

1)修補(bǔ)程序。對(duì)隨時(shí)發(fā)現(xiàn)的缺陷部位用特制的白筆標(biāo)注，并加編號(hào)記入工作日記，以免修補(bǔ)時(shí)漏掉;修補(bǔ)處的編號(hào)規(guī)則為B1，B2，B3…連續(xù)排列;修補(bǔ)方案應(yīng)經(jīng)過(guò)隊(duì)長(zhǎng)的認(rèn)可;修補(bǔ)后應(yīng)抽樣(10%～20%)做檢漏實(shí)驗(yàn)(負(fù)壓法或電火花法)。2)補(bǔ)修方法。a.點(diǎn)焊:對(duì)材料上小于5 mm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(diǎn)焊。b.加蓋:對(duì)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。c.補(bǔ)丁:對(duì)大的孔洞、刺破處、膜面嚴(yán)重?fù)p傷處、取樣處、十字縫交叉處以及其他各種因素造成的缺損部位，均可用加蓋補(bǔ)丁方法來(lái)修補(bǔ)。3)修補(bǔ)處的檢驗(yàn)。修補(bǔ)任務(wù)的操作，只能在高級(jí)工指導(dǎo)下進(jìn)行;修補(bǔ)后要對(duì)成品抽樣做檢漏實(shí)驗(yàn)。

2 土工布施工工藝

2.1 鋪設(shè)工藝流程

土工布的鋪設(shè)工藝流程如下:基底檢查→現(xiàn)場(chǎng)丈量→土工布裁剪→鋪設(shè)→縫合→檢查驗(yàn)收。

2.2 土工布鋪設(shè)的技術(shù)和工藝要求

1)鋪設(shè)土工布前，向工程師遞交詳細(xì)的土工布鋪設(shè)圖和進(jìn)度計(jì)劃表。2)用人工滾鋪，布面要平整，并適當(dāng)留有變形余量。3)本工程土工布的安裝可以采用自然搭接、焊接和縫合三種方法，以焊接為主。焊接和縫合的寬度為不小于100 mm，自然搭接寬度不小于200 mm。4)接縫須與坡面線相交，與坡腳平衡或可能存在應(yīng)力的地方，水平接縫的距離須大于1.5 m。5)在坡面上，對(duì)土工布的一端進(jìn)行錨固，然后將土工布順坡面放下以保證土工布保持拉緊的狀態(tài)。6)所有的土工布都須用砂袋壓住，砂袋將在鋪設(shè)期間使用并保留到鋪設(shè)上面一層材料。7)試鋪:根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，確定土工布尺寸，裁剪后予以試鋪，裁剪尺寸應(yīng)準(zhǔn)確。檢查搭接寬度是否合適，搭接處應(yīng)平整，松緊適度。8)定位:用熱風(fēng)槍將兩幅土工布的搭接部位粘結(jié)。粘結(jié)點(diǎn)的間距應(yīng)適宜。對(duì)搭接部位進(jìn)行縫合時(shí)縫合線應(yīng)平直，針腳應(yīng)均勻。9)縫合后應(yīng)檢查土工布是否鋪設(shè)平整，是否存在缺陷。10)如存在不合要求的現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

2.3 土工布的損壞和修補(bǔ)

1)在縫合結(jié)合處，須進(jìn)行重新縫合修補(bǔ)，并確保跳針部分的末端已重新縫合。2)在所有地區(qū)，除了巖石斜坡地段，漏洞或撕裂部分須用同樣材質(zhì)的土工布補(bǔ)丁進(jìn)行修補(bǔ)縫合。3)如果裂口的長(zhǎng)度超過(guò)卷材寬度10%，損壞的部分須被切除掉，然后將兩部分土工布連接起來(lái)。

3 質(zhì)量控制措施

1)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，進(jìn)場(chǎng)后取樣進(jìn)行檢測(cè)，不合格的土工膜嚴(yán)禁使用，必須清出施工現(xiàn)場(chǎng)。2)復(fù)合土工膜的接頭施工前應(yīng)先進(jìn)行工藝試驗(yàn)，取得焊接機(jī)械的行走速度、控制溫度等參數(shù)后才能進(jìn)行施工。3)搭接時(shí)，應(yīng)遵循高處的膜壓在低處的膜面上、按水流方向上游膜壓在下游膜面上的原則。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，以形成整體防滲層，其錨固長(zhǎng)度應(yīng)符合施工圖紙的要求。4)土工膜應(yīng)剪裁整齊，保證足夠的拼接寬度。當(dāng)施工中出現(xiàn)脫空、收縮起皺及扭曲鼓包等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)將其剔除后重新進(jìn)行拼接。土工膜與基礎(chǔ)面應(yīng)壓平貼緊，避免架空，清除氣泡，以保證安全。5)空氣濕度超過(guò)60%、氣溫低于5℃時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響焊接或粘結(jié)質(zhì)量，嚴(yán)禁進(jìn)行施工。6)焊接時(shí)，嚴(yán)禁施工人員直接踩踏在土工膜上。用木板或梯子放在斜坡上，施工時(shí)人員站在木板上施焊;要采取有效措施防止機(jī)械損傷已鋪設(shè)完成的土工膜。7)土工膜拼接好后，必須妥善保護(hù)，避免陽(yáng)光直曬，以防受損。對(duì)施工過(guò)程中遭受損壞的復(fù)合土工膜，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。土工膜下部基層不符合要求的料物要進(jìn)行清除，填入合格料物并予整平。對(duì)受損部位，應(yīng)外鋪一層合格的復(fù)合土工膜在破損部位之上，其各邊長(zhǎng)度應(yīng)至少大于破損部位1 m以上。8)焊接過(guò)程中，要保持膜面的清潔，各種雜物、灰塵等必須清除干凈，水漬要用干凈抹布擦凈，保持膜面干燥。9)土工膜焊接過(guò)程中，兩幅土工膜搭接的寬度要保持一致且要保持平順，兩側(cè)的膜面土工布要卷至焊機(jī)行走軌跡之外，防止焊機(jī)在行走過(guò)程中因出現(xiàn)折卷、纏繞現(xiàn)象而造成膜面燙傷。10)土工膜粘結(jié)時(shí)，粘劑必須均勻布滿粘結(jié)面，不過(guò)厚、不漏涂。在粘結(jié)過(guò)程中和粘結(jié)后2 h內(nèi)，粘結(jié)面不得承受任何拉力，嚴(yán)禁粘結(jié)面發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。11)膜面上下層土工布的縫合。在進(jìn)行土工布縫合時(shí)，要保證上下面縫合面錯(cuò)開。

4 安全控制措施

1)操作人員在鋪設(shè)作業(yè)時(shí)，應(yīng)穿軟底防滑鞋，站在搭設(shè)于坡面的木板上，防止跌落。2)土工膜焊接時(shí)，機(jī)器預(yù)熱后要先開動(dòng)行走裝置，再下壓焊接板，一條焊縫到末尾后，要先提起焊接板再關(guān)機(jī)。3)如遇到焊接過(guò)程中出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，要立即切斷電源，不得用手觸摸焊接機(jī)底部的焊接板，防止?fàn)C傷。4)對(duì)于焊接行走機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)軸上纏繞的土工布絲絮，不得在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下用手取出，應(yīng)在停機(jī)狀態(tài)下采用專用的工具取出。5)土工布的縫合由操作熟練的工人進(jìn)行?？p合時(shí)，要先捋順布口，嚴(yán)禁由一個(gè)人操作一手牽布、一手進(jìn)行縫合，避免縫包機(jī)刺穿手指。

5 環(huán)境保護(hù)措施

1)采用專用粘膠粘結(jié)土工膜時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)加熱膠應(yīng)處在下風(fēng)口。

2)現(xiàn)場(chǎng)裁剪的多余的土工膜廢料不得采用焚燒的方式處理，由專人收集后集中掩埋或溶解銷毀。

3)焊接時(shí)，操作人員要佩戴手套、口罩，以防燙傷或吸入有害氣體。

6 結(jié)語(yǔ)

復(fù)合土工膜已在部分井場(chǎng)得到應(yīng)用，復(fù)合土工膜消耗較省，施工中勞動(dòng)強(qiáng)度較低，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，施工過(guò)程中，可以交叉作業(yè)。采用復(fù)合土工膜處理井場(chǎng)土地“復(fù)耕”具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1] 顧淦臣.復(fù)合土工膜或土工膜堤壩實(shí)例述評(píng)[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2001(2):30-31.

[2] 《土工合成材料工程應(yīng)用手冊(cè)》編寫委員會(huì).土工合成材料工程應(yīng)用手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002:103-106.

[3] 童葉根，鐘 呂.水庫(kù)復(fù)合土工膜面板壩的設(shè)計(jì)和施工[J].浙江水利科技，2000(sup):62-64.