復(fù)合土工膜在高土石壩中的應(yīng)用及施工質(zhì)量控制

陳 云，胡志剛，吳正萍，徐 晗

(1.長(zhǎng)江科學(xué)院 水利部巖土力學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430010；2.青海華鑫水電開(kāi)發(fā)有限公司，西寧 810000)

復(fù)合土工膜在高土石壩中的應(yīng)用及施工質(zhì)量控制

陳 云1，胡志剛1，吳正萍2，徐 晗1

(1.長(zhǎng)江科學(xué)院 水利部巖土力學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430010；2.青海華鑫水電開(kāi)發(fā)有限公司，西寧 810000)

復(fù)合土工膜在我國(guó)水利水電工程中的應(yīng)用目前主要還集中于渠道、低土石壩、施工圍堰、病險(xiǎn)水庫(kù)滲漏治理等領(lǐng)域，在高土石壩中應(yīng)用較少。結(jié)合復(fù)合土工膜在瀘定水電站高土石壩中的應(yīng)用，從復(fù)合土工膜焊接工藝、鋪設(shè)施工及質(zhì)量控制和焊縫質(zhì)量檢測(cè)等幾個(gè)方面，分析總結(jié)了復(fù)合土工膜在高土石壩中的質(zhì)量控制要點(diǎn)，提出了土工布縫合、土工膜焊接、復(fù)合土工膜與灌漿廊道混凝土墻體連接的具體施工工藝及檢測(cè)方法。本研究成果可為今后復(fù)合土工膜在類(lèi)似工程中的應(yīng)用及質(zhì)量控制提供借鑒和參考。

復(fù)合土工膜；高土石壩；焊縫檢測(cè)；質(zhì)量控制；瀘定水電站

1 研究背景

復(fù)合土工膜是用土工織物與土工膜復(fù)合而成的不透水土工防滲材料，其中土工膜起防水、防滲作用，土工織物起排水、保護(hù)作用[1]。土工膜是一種由高聚合物制成的透水性極小的土工合成材料[2]。根據(jù)原材料不同，土工膜可分為氯化聚乙烯(CPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚氯乙烯(PVC)等種類(lèi)，它們具有很好的不透水性、彈性和適應(yīng)變形的能力，能承受不同的施工條件和工作應(yīng)力；同時(shí)還有良好的耐老化能力，處于水下、土中的土工膜的耐久性尤為突出[3]，其化學(xué)性能穩(wěn)定，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水利、公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)、房屋建筑等工程的各個(gè)領(lǐng)域[4]。資料顯示，土工膜在一些歐美發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)30年代就有應(yīng)用，我國(guó)對(duì)土工膜的研究和應(yīng)用起步雖較晚，但發(fā)展很快：20世紀(jì)60年代中期將其應(yīng)用于水利工程，80年代開(kāi)始在各項(xiàng)工程中逐步推廣使用，90年代逐漸開(kāi)始使用復(fù)合土工膜。

復(fù)合土工膜在我國(guó)水利水電工程中的應(yīng)用目前主要還集中于渠道、低土石壩(壩高大多<30 m)、施工圍堰、病險(xiǎn)水庫(kù)滲漏治理等領(lǐng)域，在高土石壩中應(yīng)用較少，姜海波[5]的研究表明復(fù)合土工膜可以改善高土石壩的應(yīng)力和變形，能起到較好的防滲效果，增加壩體的滲透穩(wěn)定性，但施工要求較高。本文主要結(jié)合復(fù)合土工膜在瀘定水電站高土石壩中的應(yīng)用及施工質(zhì)量控制進(jìn)行探討。

2 工程簡(jiǎn)介

瀘定水電站位于甘孜州瀘定縣境內(nèi)，為大渡河干流規(guī)劃調(diào)整推薦22級(jí)方案的第12個(gè)梯級(jí)電站，壩址位于瀘定縣城瀘定橋上游2 km處，距下游瀘定縣城2.5 km[6]。電站正常蓄水位1 378 m，死水位1 375 m。正常蓄水位以下庫(kù)容2.195億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容0.219億m3，裝機(jī)規(guī)模92萬(wàn)kW。樞紐建筑物主要由黏土心墻堆石壩、泄洪洞、引水建筑物和廠區(qū)建筑物組成。其中黏土心墻堆石壩最大壩高81.5 m，壩頂長(zhǎng)度為526.7 m；上游圍堰為大壩上游壓重體的一部分，堰頂高層1 340 m，最大堰高42 m，堰頂長(zhǎng)度為398.57 m，堰頂寬度為10 m。

復(fù)合土工膜主要應(yīng)用于瀘定水電站大壩黏土心墻底部及上游圍堰擋水面。黏土心墻底部復(fù)合土工膜鋪設(shè)于心墻底部及墊層料(F1反濾)之間，左岸鋪設(shè)至樁號(hào)0+062.63處，右岸鋪設(shè)至樁號(hào)0+496.75處[7]；上、下游鋪設(shè)至黏土心墻底部邊界；中間鋪設(shè)至灌漿廊道，并通過(guò)錨栓連接；應(yīng)用面積約4.6萬(wàn)m2。上游圍堰復(fù)合土工膜主要鋪設(shè)于圍堰擋水面的墊層料與噴射混凝土之間，應(yīng)用面積約2.9萬(wàn)m2。

3 復(fù)合土工膜試驗(yàn)

3.1 復(fù)合土工膜的性能

復(fù)合土工膜具有高強(qiáng)抗拉伸機(jī)械性，其優(yōu)良的彈性和強(qiáng)變形能力使其非常適用于膨脹或收縮基面，可有效克服基面的不均勻沉降[8]。瀘定水電站復(fù)合土工膜主要應(yīng)用于黏土心墻堆石壩及上游圍堰。使用的復(fù)合土工膜均為二布一膜形式，規(guī)格型號(hào)為SN2/HDPE-20-500-1.0，幅寬5 m。其主要力學(xué)性能檢測(cè)成果見(jiàn)表1。

表1 復(fù)合土工膜主要力學(xué)性能檢測(cè)成果Table 1 Main mechanical properties of composite geomembrane

從表1中的檢測(cè)結(jié)果可以看出，瀘定水電站使用的復(fù)合土工膜主要力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果均滿(mǎn)足規(guī)范《土工合成材料 非織造布復(fù)合土工膜》(GB/T 17642—2008)[9]的技術(shù)要求。

3.2 復(fù)合土工膜焊接試驗(yàn)及焊接工藝參數(shù)確定

在進(jìn)行復(fù)合土工膜的鋪設(shè)施工前，首先要進(jìn)行土工膜的焊接試驗(yàn)。瀘定水電站使用的土工膜連接采用雙縫熱合焊接方式進(jìn)行，本次焊接試驗(yàn)采用TH-501型土工膜焊接機(jī)進(jìn)行。焊接試驗(yàn)選擇在施工現(xiàn)場(chǎng)一塊平整的場(chǎng)地上，在購(gòu)進(jìn)的復(fù)合土工膜卷上截取若干片寬0.5 m、長(zhǎng)1.5 m的試件，2片試件沿縱向進(jìn)行搭接，搭接寬度為12 cm，根據(jù)復(fù)合土工膜生產(chǎn)廠家技術(shù)人員推薦，初步選定3種土工膜焊接方案，土工膜焊接溫度均為400 ℃，焊接機(jī)行走速度分別為1.0，1.5,2.0 m/min。對(duì)按上述3種方案焊接好的3個(gè)試件分別通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)、撕扯、充氣方式進(jìn)行檢測(cè)，再截取接頭試件進(jìn)行室內(nèi)拉伸試驗(yàn)。3種土工膜焊接試驗(yàn)方案檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 土工膜焊接試驗(yàn)檢測(cè)成果Table 2 Welding test results for composite geomembrane

注：充氣檢測(cè)初始?xì)鈮壕鶠?.2 MPa，表中氣壓檢測(cè)結(jié)果為充氣5 min后的檢測(cè)結(jié)果。

從表2可以看出，方案1和方案2土工膜焊接質(zhì)量均滿(mǎn)足規(guī)范及現(xiàn)場(chǎng)施工要求。因此推薦瀘定水電站復(fù)合土工膜焊接施工采用TH-501型土工膜焊接機(jī)，土工膜焊接時(shí)的焊接溫度控制在400 ℃，焊接機(jī)行走速度在1.0～1.5 m/min之間。

3.3 復(fù)合土工膜與土體摩擦性能試驗(yàn)

為了解復(fù)合土工膜與心墻土體及砂礫石墊層料(F1反濾料)之間的摩擦性能，對(duì)復(fù)合土工膜與心墻黏土和砂礫石墊層料分別進(jìn)行了1組界面摩擦直剪試驗(yàn)。本次試驗(yàn)采用美國(guó)Geocomp公司生產(chǎn)的大型土-土工合成材料直剪儀進(jìn)行試驗(yàn)，試樣尺寸為305 mm×305 mm，試樣高度為100 mm[10]。界面摩擦直剪試驗(yàn)的界面正應(yīng)力分別選取50，100，150，200 kPa，直剪試驗(yàn)采用應(yīng)變控制方式，水平位移速率選取為0.5 mm/min[10-11]。為盡可能減小土工膜剪切時(shí)與下盒之間的“打滑”現(xiàn)象，將土工膜與剪切下盒表面黏結(jié)為一體后再開(kāi)展試驗(yàn)。試驗(yàn)根據(jù)Mohr-Coulomb理論確定接觸面摩擦角和黏聚力，試驗(yàn)成果見(jiàn)表3。

表3 復(fù)合土工膜與心墻黏土、墊層料直剪摩擦試驗(yàn)成果Table 3 Results of frictional direct shear test on the interfaces between composite geomembrane and corewall clay and cushion

可見(jiàn)，復(fù)合土工膜與心墻黏土、墊層料界面摩擦角>30°，與墊層料界面黏聚力達(dá)19.5 kPa，界面摩擦性能較好，因此，復(fù)合土工膜與心墻黏土及墊層料較難產(chǎn)生相對(duì)滑移，復(fù)合土工膜與其接觸料是變形協(xié)調(diào)的。

4 復(fù)合土工膜鋪設(shè)施工及質(zhì)量控制

4.1 復(fù)合土工膜鋪設(shè)施工

4.1.1 復(fù)合土工膜鋪設(shè)施工的工藝流程

復(fù)合土工膜鋪設(shè)施工的工藝流程包括：施工準(zhǔn)備、場(chǎng)地清理、墊層填筑、鋪設(shè)復(fù)合土工膜和覆蓋層填筑等等。其具體工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 復(fù)合土工膜鋪設(shè)施工的工藝流程Fig.1 Flowchart of laying composite geomembrane

4.1.2 施工準(zhǔn)備

4.1.2.1 材料進(jìn)場(chǎng)

復(fù)合土工膜鋪設(shè)施工前，應(yīng)根據(jù)所在工程的實(shí)際情況及以往工程經(jīng)驗(yàn)，按預(yù)先制定的采購(gòu)程序，選購(gòu)國(guó)內(nèi)外知名廠家生產(chǎn)的復(fù)合土工膜，并組織材料進(jìn)場(chǎng)。鋪設(shè)前應(yīng)按規(guī)范要求對(duì)每批產(chǎn)品送國(guó)家授權(quán)有資質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心進(jìn)行檢測(cè)，合格后方可進(jìn)入鋪設(shè)工序。

4.1.2.2 機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)

復(fù)合土工膜鋪設(shè)施工前，相關(guān)設(shè)備應(yīng)該陸續(xù)進(jìn)場(chǎng)待命。包括基底清理、墊層填筑、復(fù)合土工膜鋪設(shè)等等相關(guān)的設(shè)備。進(jìn)場(chǎng)的相關(guān)設(shè)備的性能及數(shù)量均應(yīng)滿(mǎn)足施工要求。

4.1.3 場(chǎng)地清理

墊層填筑前，應(yīng)對(duì)墊層料填筑場(chǎng)地進(jìn)行清理，包括清掃場(chǎng)地雜物、清除植物根系和浮土、排除積水、平整碾壓場(chǎng)地等等，確保場(chǎng)地平整、整潔、壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。場(chǎng)地清理完畢并經(jīng)相關(guān)單位驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行下一道工序的施工。

4.1.4 墊層填筑

墊層料采用瀘定水電站大壩黏土心墻下游F1反濾料，經(jīng)檢測(cè)合格后方可進(jìn)行墊層填筑。根據(jù)碾壓試驗(yàn)確定的碾壓參數(shù)進(jìn)行填筑碾壓，碾壓面起伏差不超過(guò)10 cm。每填筑一層后，按照要求進(jìn)行檢測(cè)，包括碾壓面平整度、壓實(shí)度、顆粒級(jí)配等，經(jīng)檢測(cè)合格后方可進(jìn)行下一道工序的施工。

4.1.5 復(fù)合土工膜的鋪設(shè)及連接

4.1.5.1 復(fù)合土工膜鋪設(shè)

復(fù)合土工膜鋪設(shè)宜在天氣晴好，風(fēng)力3級(jí)以下，嚴(yán)禁在雨天、高溫和嚴(yán)寒天氣下施工[12]。為了讓復(fù)合土工膜始終保持松弛狀態(tài)，防止應(yīng)力集中，復(fù)合土工膜鋪設(shè)采用波浪形松弛方式，富余度約為1.5%[13]，攤開(kāi)后及時(shí)將褶皺拉平整(以不緊繃為準(zhǔn))，使復(fù)合土工膜緊密貼合墊層面，避免架空，以保證鋪設(shè)質(zhì)量。施工人員應(yīng)穿平底布鞋或軟膠鞋，嚴(yán)禁穿釘鞋[14]，鋪設(shè)作業(yè)期間，嚴(yán)禁可能損壞土工膜的一切車(chē)輛通行，發(fā)現(xiàn)土工膜損壞時(shí)，必須及時(shí)用熱熔風(fēng)槍進(jìn)行修補(bǔ)。

4.1.5.2 復(fù)合土工膜連接

(1) 土工布縫合。復(fù)合土工膜鋪設(shè)方向一般與水流方向垂直，并且在鋪設(shè)時(shí)上游膜應(yīng)壓住下游膜。在土工布縫合之前，土工膜搭接處應(yīng)預(yù)留約15 cm寬度的膜材便于焊接，建議復(fù)合土工膜鋪設(shè)時(shí)的搭接寬度至少應(yīng)為10 cm。土工布的縫合采用便攜式無(wú)紡布縫合機(jī)及高強(qiáng)度滌綸絲線進(jìn)行，并預(yù)先設(shè)定好縫合機(jī)的針距，針距宜在4～6 mm之間。首先縫合下層土工布，然后焊接土工膜，最后縫合上層土工布。土工布的縫合要與土工膜焊接相協(xié)調(diào)，縫合完畢后，要求土工膜與土工布整體要自然平順，確保兩者能受力均勻。搭接土工布上下層宜反向翻折，以減少搭接處復(fù)合土工膜的疊合總厚度[15]。

(2) 土工膜焊接。土工膜焊接應(yīng)采用雙縫熱合焊接方式進(jìn)行。焊接前，用電吹風(fēng)吹去膜面上的砂子、泥土等雜物，再用干凈毛巾擦凈，保持膜面清潔、干燥[16]。接下來(lái)將專(zhuān)用熱熔焊機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，并根據(jù)焊接試驗(yàn)時(shí)推薦的速度設(shè)定焊機(jī)的行走速度，待預(yù)熱至400 ℃溫度穩(wěn)定后，方可進(jìn)行土工膜焊接施工。土工膜焊接時(shí)，通過(guò)調(diào)整土工膜使搭接寬度控制在12 cm左右。接下來(lái)正式進(jìn)行土工膜的焊接，焊接過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)焊縫痕跡深淺來(lái)預(yù)測(cè)焊接質(zhì)量,并根據(jù)質(zhì)量狀況即時(shí)調(diào)整焊機(jī)的行走速度和焊接溫度，在土工膜焊縫質(zhì)量達(dá)到規(guī)范要求的同時(shí)，使焊接效率最佳。土工布縫合及土工膜焊接示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 復(fù)合土工膜的土工布縫合及土工膜焊接示意圖Fig.2 Schematic diagram of geotextile suture and composite geomembrane welding

4.1.5.3 復(fù)合土工膜與灌漿廊道混凝土墻體連接

復(fù)合土工膜通過(guò)膨脹螺栓及扁鋼與灌漿廊道兩側(cè)混凝土墻體緊密相連。首先將廊道墻體表面處理平整，不得有尖銳物體。然后按設(shè)計(jì)要求孔距在扁鋼上鉆孔，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诶鹊赖膬蓚?cè)混凝土墻體上測(cè)量標(biāo)出水平位置線；接著按扁鋼上的孔位在水平線上標(biāo)出墻體孔位點(diǎn)，按孔位點(diǎn)在廊道墻體上鉆孔和埋膨脹螺栓，并按設(shè)計(jì)要求在廊道墻體和復(fù)合土工膜間安裝橡膠墊層[17]，橡膠墊層安裝須平順；最后將土工膜靠墻體一側(cè)光面貼在橡膠墊層上，對(duì)好孔位裝上扁鋼，擰緊螺絲，使復(fù)合土工膜在扁鋼及膨脹螺絲的壓力作用下緊貼廊道墻體，形成防滲整體。

復(fù)合土工膜鋪設(shè)施工完成后，經(jīng)監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)檢查及土工膜焊接質(zhì)量檢測(cè)合格后方可進(jìn)入下一道工序的施工。

4.1.6 覆蓋層填筑

復(fù)合土工膜鋪設(shè)完畢檢查合格后，應(yīng)及時(shí)填筑覆蓋層。覆蓋層填筑料為高塑性黏土，來(lái)自壩址下游約10 km的海子村黏土料場(chǎng)。填筑復(fù)合土工膜上第一層黏土料時(shí)，采用進(jìn)占法，人工平料為主，裝載機(jī)進(jìn)行輔助平料，當(dāng)?shù)谝粚愉佁詈穸冗_(dá)到30 cm時(shí)，采用18 t自行式平碾靜碾方式進(jìn)行壓實(shí)，達(dá)到規(guī)定碾壓遍數(shù)后，按規(guī)范要求進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，檢測(cè)合格后方可進(jìn)行下一層填筑施工。當(dāng)覆蓋層填筑厚度達(dá)到1.2 m后，采用振動(dòng)凸碾按碾壓試驗(yàn)確定的碾壓參數(shù)恢復(fù)正常碾壓施工。

4.2 質(zhì)量控制與檢測(cè)

4.2.1 原材料質(zhì)量控制

在進(jìn)行復(fù)合土工膜鋪設(shè)施工前，應(yīng)按規(guī)范要求對(duì)每批進(jìn)場(chǎng)的復(fù)合土工膜性能送國(guó)家授權(quán)的有資質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心進(jìn)行檢測(cè)，合格后方可應(yīng)用于工程，否則必須進(jìn)行退貨處理。

4.2.2 施工過(guò)程質(zhì)量控制

復(fù)合土工膜鋪設(shè)的質(zhì)量將影響到復(fù)合土工膜在土石壩中作用的發(fā)揮，因此要重視施工過(guò)程質(zhì)量控制，主要包含以下內(nèi)容：

(1) 復(fù)合土工膜鋪設(shè)施工前，應(yīng)用振動(dòng)碾將墊層料碾壓密實(shí)、平整，不得有突出尖角塊石。

(2) 復(fù)合土工膜鋪設(shè)作業(yè)前，必須仔細(xì)檢查每一卷復(fù)合土工膜有無(wú)破損或其它缺陷，若破損面積較小，可用合格的母材加熱熔風(fēng)槍進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)范圍視破損面積大小而定；若破損面積較大,修補(bǔ)困難時(shí)，可將該部分進(jìn)行裁減舍棄。

(3) 復(fù)合土工膜的鋪設(shè)應(yīng)嚴(yán)格按照施工工藝要求進(jìn)行，人工拖拉平順，松緊適度，且應(yīng)避免架空，無(wú)突起褶皺，以保證鋪設(shè)質(zhì)量。

(4) 大規(guī)模土工膜焊接作業(yè)前，應(yīng)在小范圍內(nèi)進(jìn)行土工膜的焊接試驗(yàn)，選擇最合適的土工膜焊接試驗(yàn)參數(shù)，進(jìn)行土工膜的焊接作業(yè)。

(5) 土工膜焊接應(yīng)由生產(chǎn)廠家派專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)操作、指導(dǎo)、培訓(xùn)，現(xiàn)場(chǎng)焊接人員經(jīng)考核合格后方可上崗作業(yè)[18]。土工膜焊接設(shè)備應(yīng)與焊接試驗(yàn)時(shí)的焊接設(shè)備一致。

(6) 應(yīng)派專(zhuān)人檢查復(fù)合土工膜的搭接寬度，每條接縫應(yīng)檢查不少于10個(gè)點(diǎn)，確保搭接寬度≥12 cm。

(7) 土工膜焊接前，必須將土工膜焊接面用抹布或其它工具清理干凈，并保持土工膜焊接面的干燥。焊接完一條焊縫后，再進(jìn)行下一條焊縫的焊接，如此便可減少?gòu)?fù)合土工膜上的褶皺。

(8) 在進(jìn)行復(fù)合土工膜焊接時(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進(jìn)行焊接[19]。2幅膜在焊接時(shí)其邊沿應(yīng)盡量保持平行，這樣可減小熱熔焊接機(jī)行走時(shí)遇到的阻隔，以避免燙損膜材。

(9) 土工膜焊接時(shí)的溫度、濕度、天氣狀況等因素或多或少會(huì)影響到土工膜的焊接質(zhì)量，必要時(shí)可調(diào)節(jié)熱熔焊接機(jī)的行走速度和工作溫度，直至達(dá)到最佳的焊接效果，以此來(lái)保證焊接質(zhì)量。當(dāng)土工膜焊接施工現(xiàn)場(chǎng)遇到下雨、大風(fēng)天氣及氣溫過(guò)低等不利于焊接作業(yè)的環(huán)境時(shí)，應(yīng)立即停止焊接作業(yè)。

(10) 土工膜鋪設(shè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)加強(qiáng)成品保護(hù)。嚴(yán)禁在現(xiàn)場(chǎng)吸煙或亂扔煙頭，禁止一切無(wú)關(guān)人員在焊接好的復(fù)合土工膜上走動(dòng)和作業(yè)，以此來(lái)保證鋪設(shè)好的復(fù)合土工膜成品免遭破壞。

4.2.3 土工膜焊縫質(zhì)量檢測(cè)

4.2.3.1 焊縫現(xiàn)場(chǎng)外觀質(zhì)量檢測(cè)

對(duì)已經(jīng)焊接好的土工膜焊縫外觀質(zhì)量進(jìn)行目測(cè)，合格的焊縫，其焊縫痕跡應(yīng)均勻整齊，且無(wú)虛焊、燙損等現(xiàn)象。如有上述現(xiàn)象，應(yīng)立即重焊或用合格的母材進(jìn)行補(bǔ)焊。目測(cè)焊縫痕跡均勻整齊，說(shuō)明焊機(jī)行走速度與焊接溫度設(shè)定范圍合理；目測(cè)焊縫痕跡有褶皺或燙損現(xiàn)象，說(shuō)明焊機(jī)行走速度過(guò)慢或焊機(jī)設(shè)定溫度偏高；目測(cè)焊縫痕跡不明顯，說(shuō)明焊接溫度偏低或行走速度過(guò)快。

4.2.3.2 焊縫現(xiàn)場(chǎng)撕拉檢測(cè)

當(dāng)土工膜一條焊縫焊接完畢后，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)派專(zhuān)人對(duì)該條焊縫采用人工撕拉方法對(duì)整條焊縫進(jìn)行檢測(cè)，力度應(yīng)適宜，如發(fā)現(xiàn)漏焊、虛焊處，應(yīng)立即作出標(biāo)記，采用熱熔風(fēng)槍及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊。

4.2.3.3 焊縫現(xiàn)場(chǎng)充氣檢測(cè)

土工膜焊縫充氣檢測(cè)前，現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)選擇30～60 cm長(zhǎng)的一段土工膜焊縫[20]，用熱熔風(fēng)槍將該段焊縫的兩端融合封閉，確保焊縫中間的空腔在進(jìn)行充氣檢測(cè)時(shí)不漏氣。

焊縫現(xiàn)場(chǎng)充氣檢測(cè)采用專(zhuān)用的氣壓式檢測(cè)儀進(jìn)行。待焊縫兩端封堵處冷卻至常溫后，將檢測(cè)儀的針頭緩慢地插入焊縫空腔處的一端，插入針頭時(shí)應(yīng)小心，盡量平行于焊縫插入，以避免針頭刺破焊縫空腔部位側(cè)面膜材，針眼處用快干膠水封堵。最后將檢測(cè)儀壓力加至0.2 MPa的同時(shí)用秒表計(jì)時(shí)，至5 min時(shí)讀記壓力表上的壓力，如壓力值下降不明顯可判定為合格。

檢測(cè)完畢后，應(yīng)用合格的母材加熱熔風(fēng)槍對(duì)針孔及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。

4.2.3.4 焊縫室內(nèi)拉伸試驗(yàn)檢測(cè)

按規(guī)范要求，應(yīng)對(duì)土工膜焊縫適當(dāng)取樣，進(jìn)行室內(nèi)拉伸試驗(yàn)(指主膜焊縫拉伸試驗(yàn))檢測(cè)。從復(fù)合土工膜鋪設(shè)現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)截取一塊寬≥1 m(焊縫長(zhǎng)度)，長(zhǎng)度≥0.3 m的焊縫樣品，截取樣品后，應(yīng)對(duì)該部位采用合格的母材及熱熔風(fēng)槍及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。

室內(nèi)拉伸試驗(yàn)前，應(yīng)從焊縫樣品中剪取試樣，每塊試樣的長(zhǎng)度≥200 mm，且接縫應(yīng)在試樣的中間部位，并垂直于受力方向，每塊試樣最終寬度200 mm，每組試樣數(shù)量≥5個(gè)[11]。

土工膜焊縫試樣應(yīng)按《土工合成材料測(cè)試規(guī)程》(SL 235—2012)[11]進(jìn)行室內(nèi)拉伸試驗(yàn)并計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)5個(gè)試樣全部斷于母材時(shí)，可判定該批土工膜焊縫質(zhì)量合格；當(dāng)試樣斷于焊縫，但其平均抗拉強(qiáng)度不低于母材抗拉強(qiáng)度的80%(設(shè)計(jì)要求)時(shí)，也應(yīng)判定該批土工膜焊縫質(zhì)量合格，否則判為不合格。

5 結(jié) 語(yǔ)

瀘定水電站于2011年8月開(kāi)始下閘蓄水，黏土心墻堆石壩至今已經(jīng)安全運(yùn)行將近5 a時(shí)間。實(shí)踐證明，大壩的安全穩(wěn)定運(yùn)行與復(fù)合土工膜在瀘定水電站黏土心墻堆石壩及上游圍堰中的應(yīng)用有著不可分開(kāi)的作用。

在黏土心墻底部應(yīng)用中，復(fù)合土工膜的主要作用為隔離、加筋、防滲、排滲等;在上游圍堰應(yīng)用中，復(fù)合土工膜主要起防滲作用。噴射混凝土加上復(fù)合土工膜斜墻防滲結(jié)構(gòu)防滲效果良好，大大減少了黏土的消耗量，縮短了施工工期，降低了投資成本，為大壩壩基處理及填筑施工爭(zhēng)取了寶貴時(shí)間。

復(fù)合土工膜在瀘定水電站高土石壩中的成功應(yīng)用,取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，可為今后復(fù)合土工膜在類(lèi)似工程中的應(yīng)用及質(zhì)量控制提供借鑒和參考。

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(編輯：黃 玲)

Application and Construction Quality Control of CompositeGeomembrane in High Earth Rockfill Dam

CHEN Yun1，HU Zhi-gang1，WU Zheng-ping2，XU Han1

(1.Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering of Ministry of Water Resources，Yangtze River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China； 2.Qinghai Huaxin Hydroelectric Power Development Co. Ltd.，Xining 810000，China)

The application of composite geomembrane in water conservancy and hydropower engineering in China is mainly concentrated in fields such as channel，low dam，cofferdam，and dam seepage control，but rarely in high earth rockfill dam. With the application of composite geomembrane in the high earth rockfill dam of Luding hydropower station as a research background，we summarized some key points of quality control for composite geomembrane in terms of welding test，laying construction，quality control and welding quality inspection. We also proposed some specific construction techniques and detection methods for the suture of geotextile, welding of geomembrane, and the connection between geomembrane and concrete in grouting gallery. This research provides reference for the application and quality control of composite geomembrane in similar engineering.

composite geomembrane; high earth rockfill dam; weld inspection; quality control；Luding hydropower station

2017-01-05

中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目(CKSF2015035/YT)

陳 云(1970-)，男，湖北鐘祥人，高級(jí)工程師，碩士,主要從事土工和水電站工程質(zhì)量檢測(cè)方面的研究工作，(電話(huà))027-82828426(電子信箱)chenyun@mail.crsri.cn。

10.11988/ckyyb.20170025

TV641.1

A

1001-5485(2017)02-0114-06

2017,34(2):114-119