復(fù)合土工膜在柳長河渠道襯砌中的應(yīng)用

劉夫江，李本魯，李維新

（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276000）

南水北調(diào)東線第一期工程南四湖～東平湖段輸水與航運(yùn)結(jié)合工程位于山東省南部，是連接膠東輸水干線、魯北輸水干線并進(jìn)而向天津和河北送水的紐帶，其中柳長河三標(biāo)段輸水航道線路長7.399 km，設(shè)計(jì)輸水流量100 m3/s，代表船型為1頂2×1 000 t級(jí)船隊(duì)，設(shè)計(jì)最小水深3.2 m，河底比降采用平底河底，高程33.2 m，邊坡1∶3，采用現(xiàn)澆混凝土板襯砌，并用復(fù)合土工膜進(jìn)行防滲處理，復(fù)合土工膜鋪設(shè)總面積約31萬m2，河底寬45 m，渠底換填水泥土。

輸水航道按照設(shè)計(jì)斷面開挖后，對(duì)兩側(cè)邊坡進(jìn)行整平、壓實(shí)，在土質(zhì)渠坡開挖排水管，布設(shè)排水管和集水箱，然后自下而上依次鋪設(shè)土工膜（300 g/m2厚0.3 mm）、聚苯乙烯保溫板 （30 mm厚），最后澆筑150 mm厚的混凝土。

1 復(fù)合土工膜施工

1.1 施工準(zhǔn)備

1）復(fù)合土工膜進(jìn)場(chǎng)后立即進(jìn)行原材料抽檢試驗(yàn)，鋪設(shè)前對(duì)符合標(biāo)準(zhǔn)的土工膜再次檢查有無砂眼、疵點(diǎn)等。

2）渠道土方填筑壓實(shí)后預(yù)留30 cm土方以備坡面修整，坡面修整采用斗齒焊接鋼板形成的挖掘機(jī)大面積削坡作業(yè)，預(yù)留3～5 cm再進(jìn)行人工平整或采用削坡機(jī)進(jìn)行精確定位平整。施工平整度控制在10 mm/2 m以內(nèi)，邊坡壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到92%以上，坡面整理完畢報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后進(jìn)行土工膜鋪設(shè)。

3）土工膜焊接設(shè)備及輔助工具，如剪刀、30～50 m鋼尺、熱熔焊縫機(jī)及電源線，手提式縫包機(jī)、5 m鋼尺、電吹風(fēng)機(jī)、干潔毛巾等。

4）土工膜焊縫打壓試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備，如打氣筒、壓力筒及表、氣針、橡皮泥等。

1.2 施工程序

1）焊接試驗(yàn)。復(fù)合土工膜選用一布一膜（300 g/m2），幅寬大于5 m。土工膜鋪設(shè)必須平緩、舒展，焊接時(shí)的環(huán)境氣溫控制在5～35℃。試驗(yàn)前根據(jù)試驗(yàn)要求，先進(jìn)行土工膜搭接焊部位的處理，即用于搭接焊的土工膜面不得有污垢、積水、砂土等雜質(zhì)存在。由于土工膜焊接時(shí)須上游膜面壓下游膜面，故焊接前把土工布提前鋪平好，并把上下游側(cè)土工膜的頂面土工布（不小于10 cm）預(yù)先掀開，然后把上下游土工膜預(yù)留的膜面進(jìn)行搭接，搭接寬度不小于10 cm寬，并把搭接的土工膜進(jìn)行平緩舒展后，再進(jìn)行施焊，施焊方向由高到低。焊接首先要確定現(xiàn)場(chǎng)施工工藝參數(shù)，其確定方法為選定焊接溫度為300℃、320℃、340℃，分別采用行走速度 1.5 m/min、2.0 m/min、2.5 m/min進(jìn)行土工膜焊接試驗(yàn)，通過焊接件進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查、焊縫質(zhì)量檢查，確定施工組合參數(shù)。經(jīng)過施工工藝試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)知，土工膜焊接溫度采用340℃，行走速度采用2.5 m/min，其他工段施工時(shí)根據(jù)天氣情況通過工藝試驗(yàn)適當(dāng)調(diào)整，滿足了現(xiàn)場(chǎng)施工工效和質(zhì)量的雙重要求。

2）土工膜的鋪設(shè)。鋪設(shè)時(shí)使復(fù)合土工膜幅寬與渠軸線方向平行，搭接焊的土工膜兩側(cè)預(yù)留不小于10 cm寬的布膜不粘接的光膜面，上游邊壓下游邊。由坡肩自上而下滾鋪至坡腳，中間不應(yīng)有縱向連接縫。為了能夠有效避免土工膜下充氣、凸起現(xiàn)象，使土工膜與渠坡緊貼、自然結(jié)合，施工中采用土工膜重力自滑及人工攤卷相結(jié)合的方式進(jìn)行鋪設(shè)。土工膜每幅鋪設(shè)完畢應(yīng)及時(shí)順理、覆壓，每隔3 m按梅花形或矩形布置裝土的編織袋覆壓，防止滑移。土工膜的鋪設(shè)應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度適當(dāng)調(diào)整，以防止陽光直曬老化、大風(fēng)破壞、混凝土及油漬污染等。已鋪好的土工膜若不能及時(shí)襯砌時(shí)，應(yīng)在堤肩倒“L”型槽內(nèi)壓滿編織土袋，防止灌風(fēng)破壞，并根據(jù)天氣狀況在頂部加蓋防雨油紙，防止雨水由頂部滲入土工膜內(nèi)，造成土工膜下沖水，無法施工。施工人員嚴(yán)禁穿釘鞋，以免踩壞渠坡、土工膜，鋪設(shè)完的土工膜不得隨意行走、踩踏。

3）土工膜的連接及檢驗(yàn)。復(fù)合土工膜的連接包括熱熔焊接和粘結(jié)兩種方法。熱熔雙焊縫焊接為大面積常用施工方法。焊接前應(yīng)檢查搭接寬度是否符合設(shè)計(jì)要求，焊接面是否清潔干燥。焊接時(shí)以施工工藝試驗(yàn)參數(shù)為依據(jù)，并根據(jù)天氣情況等適時(shí)調(diào)整。熱熔焊接焊縫抗拉強(qiáng)度不低于母材的80%視為合格。多塊土工膜連接時(shí)，接頭縫應(yīng)相互錯(cuò)開100 cm以上，焊接結(jié)點(diǎn)應(yīng)為“T”字型，不得為“十”字型。復(fù)合土工膜遇墩、柱、墻等建筑物須進(jìn)行粘接，粘接寬度≥10 cm，建筑物周圍復(fù)合土工膜應(yīng)充分松弛。為保證土工膜與建筑物粘結(jié)牢固，須將涂膠基面清理干凈，保持干燥。

復(fù)合土工膜在連接過程和連接后2 h內(nèi)，連接面不得承受任何拉力，嚴(yán)禁發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。當(dāng)采用土工膜焊接時(shí)，須對(duì)所有焊縫進(jìn)行充氣檢驗(yàn)。

4）土工布的縫合。復(fù)合土工膜選用一布一膜，上層土工布采用縫接法連接。土工膜焊接后，待充氣試驗(yàn)完畢，采用手提式縫包機(jī)進(jìn)行縫合，縫合寬度松緊適度，土工膜與土工布聯(lián)合受力?？p合強(qiáng)度應(yīng)不低于母材的70%，縫合布兩布反方向翻折，以減少疊合厚度。

2 施工質(zhì)量控制

2.1 材料檢查及現(xiàn)場(chǎng)坡面檢查

進(jìn)場(chǎng)時(shí)各材料須有廠家提供的合格證書，性能及特性指標(biāo)和使用說明書等。復(fù)合土工膜還應(yīng)取樣送檢測(cè)中心復(fù)檢，檢測(cè)中心出具的檢測(cè)報(bào)告全部合格后方可用于工程施工。施工現(xiàn)場(chǎng)需檢查坡面平整壓實(shí)度，有無施工運(yùn)輸滑落的石子、硬土塊等可能破壞土工膜的雜物。

2.2 做好各項(xiàng)施工準(zhǔn)備

施工操作前編寫施工方案、技術(shù)交底等，明確施工方法和技術(shù)措施，組織崗前人工培訓(xùn)，確保施工質(zhì)量。復(fù)合土工膜焊接前，生產(chǎn)廠須派專業(yè)技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試焊，并對(duì)主要操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后方可上崗。復(fù)合土工膜焊接作業(yè)時(shí)，專業(yè)技術(shù)員須在現(xiàn)場(chǎng)做技術(shù)指導(dǎo)。施工人員禁穿釘鞋，禁止吸煙，施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁煙火，電氣焊作業(yè)要遠(yuǎn)離復(fù)合土工膜。

2.3 焊縫的檢測(cè)

一是焊縫外觀質(zhì)量檢查：對(duì)所有土工膜焊縫外觀目測(cè)檢查，焊縫應(yīng)均勻、平整，無漏焊、燙損、皺褶、空洞等。二是焊縫人工撕拉檢驗(yàn)：試焊樣膜采用手撕測(cè)試，母材被撕裂而焊縫不被撕裂則為合格。三是焊縫焊接質(zhì)量檢驗(yàn)：充氣檢測(cè)。檢測(cè)方法：用熱熔風(fēng)槍封堵待測(cè)焊縫兩端，在兩條焊縫間的空腔部位插入氣針，焊縫充氣氣壓達(dá)到0.15～0.20 MPa 時(shí)，保持 1～5 min，觀察氣壓表，若無明顯變化為合格；若氣壓下降，則對(duì)焊縫逐處檢查，找出原因及時(shí)補(bǔ)焊處理。

3 結(jié)語

南水北調(diào)工程渠道防滲采用了大量復(fù)合土工膜，其土工膜的連接是關(guān)鍵工序，直接影響工程運(yùn)行壽命和防滲效果。目前土工膜焊縫打壓檢測(cè)沒有專用的裝置，工程人員針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，發(fā)明了一種結(jié)構(gòu)簡單、加工制造成本低、重量輕、操作簡便的專利裝置——土工膜焊縫打壓試驗(yàn)裝置，為工程質(zhì)量檢測(cè)提供了較為準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，也為同類工程的檢測(cè)提供了技術(shù)支持。