前 言

在水利工程或水電工程中，渠道都作為引水或輸水作用存在。其中防滲技術(shù)施工是渠道施工的關鍵，應作為重點控制。

目前渠道防滲技術(shù)主要采用復合土工膜防滲。復合土工膜是聚乙烯或聚氯乙烯壓延成薄膜，與土工布熱粘接而成，通過膜的隔水性能起到防滲作用，具有防滲性好、化學穩(wěn)定性好、機械強度高、氣候適應性強、使用壽命長、敷設及焊接施工方便等特點，已被廣泛使用。土工布主要對膜起保護作用，與膜結(jié)成一體后提高抗拉性能和抗變形能力。

復合土工膜與傳統(tǒng)的膜、布分離相比，有優(yōu)點但也有不足。其優(yōu)點是耐磨損、抗變形能力強，施工方便、造價低，利于縮短工期。但由于膜位于兩層土工布中間，三者為一整體，膜的針孔、砂眼等缺陷不易發(fā)現(xiàn)，容易產(chǎn)生滲漏。傳統(tǒng)的膜布分離施工工序稍有繁瑣，但更容易發(fā)現(xiàn)和消除膜的缺陷，保證質(zhì)量。

1施工工藝和方法

1.1 墊層施工

在進行土工膜鋪設前，先要進行墊層施工。墊層可采用水穩(wěn)層或水泥砂漿。采用水穩(wěn)層造價低、施工簡便，但在施工過程中受踩踏后容易松散、變形，采用水泥砂漿則可避免這種情況，但造價較高。墊層主要起兩個作用：一是承載上部土工膜和混凝土板的壓重，將重力傳遞給基礎，二是起找平作用，使土工膜能鋪設平整。墊層表面要求平整密實，厚度以3～5 cm為宜，在施工中應注意，必須待墊層強度滿足要求后方可進行上部施工，否則容易造成破壞變形，從而引起土工膜變形、撕裂。

土工膜的施工程序見圖1。

1.2 土工膜鋪設

墊層驗收完成后，方可進行土工膜鋪設。鋪設應從下游往上游開始，逆水流方向，隨鋪隨壓重。鋪設之前必須檢查覆蓋面不能有石塊、樹根等雜物，以免劃傷土工膜，作業(yè)人員必須穿軟底鞋。渠線轉(zhuǎn)彎處應提前測量好尺寸，盡量減少現(xiàn)場裁剪，鋪設時土工膜不能繃的太緊，避免出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象，宜采用波浪形松弛方式。地區(qū)日溫差較大時，尚需避開中午溫度最高時施工，施工時應隨時關注天氣情況，大風天氣不進行鋪設。

根據(jù)渠道過水斷面尺寸，選擇適合的土工膜尺寸。塔勒德薩依水電站所采用土工膜為幅寬6 m，長度為30 m。從現(xiàn)場施工統(tǒng)計，一張土工膜鋪設完成并焊接合格大約只需要25～30 min，施工簡單、便捷。

1.3 土工膜焊接

焊接之前先搭接好土工膜，其搭接寬度一般都不小于30
cm。搭接處應將土工布剝離，膜緊密相貼，搭接面清潔平整，不得有污物、水漬、灰塵等，以免影響焊接質(zhì)量。

復合土工膜采用熱熔焊施工，焊接使用專用焊接機，熱熔焊接工作溫度280～300℃，行進速度2～3 m/min，焊接形式為雙焊道。施焊之前對搭接面進行檢查，褶皺處應拉平整，搭接面兩邊對齊，由1～2個輔助工人在焊機前整平土工膜，專業(yè)人員進行施焊。由于施工地點的環(huán)境溫度、濕度、位置等因素，膜的不同材質(zhì)，以及操作者的熟練程度，都對焊接的質(zhì)量有著很大的影響。因此，在正式焊接之前應先進行試焊，根據(jù)試焊結(jié)果，調(diào)整施工現(xiàn)場最佳的焊接溫度和行走速度。每條焊縫盡量做到一次完成，若中途出現(xiàn)停頓，則用彩色筆在停頓處做好標記，后續(xù)重點對該部位進行檢測。風力超過4級或雨天應停止施工。

圖1 土工膜施工流程

1.4 土工膜檢查及檢測

首先對土工膜本身進行檢查。土工膜到場以后，先仔細檢查是否有缺陷，標出有缺陷或值得懷疑的地方，以便修補。

施工中重點是加強對土工膜之間的焊縫進行檢查。焊縫的檢查分為目測和檢漏試驗(非破壞性):

(1)目測主要是對焊縫的外觀質(zhì)量進行檢查，焊縫表面應平整、牢固、美觀，光滑平順，厚度均勻，焊縫處不得有其他雜物及多余散碎焊料，不得使周圍母材出現(xiàn)受損傷部位。

(2)檢漏檢測是通過檢查雙縫之間的氣密性來判斷其焊接質(zhì)量的好壞，采用能產(chǎn)生0.15～0.20 MPa的壓力裝置，通過裝有壓力表的空心針，對雙縫中間氣腔內(nèi)進行充氣，封閉后如壓力穩(wěn)定保持2～5 min即可判定為合格，若壓力不穩(wěn)定，則繼續(xù)保持一定的壓力情況下對外側(cè)焊縫涂抹肥皂液檢驗，以判定滲漏之處，以便處理。處理完成后重新進行檢漏檢查。

2質(zhì)量控制

土工膜施工質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)是膜的產(chǎn)品質(zhì)量、鋪設焊接質(zhì)量，以及作業(yè)隊伍的資質(zhì)和水平，包括焊機等機具的有效性、工序驗收的嚴肅性和季節(jié)施工的合理性。

2.1 原材料質(zhì)量控制及保管

土工膜的產(chǎn)品質(zhì)量是工程質(zhì)量的關鍵，應采取招標的方式選擇有資質(zhì)、信譽好的供貨廠家。嚴格審核產(chǎn)品三證：產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品說明書、產(chǎn)品試驗檢驗報告單。本工程防滲層采用“一布一膜”復合土工膜(150 g/0.6 mm膜)+一布，防滲膜采用黑色加防老化深加劑(抗氧化劑、光穩(wěn)定劑等)的PE土工膜，PE樹脂為中密度(LDPE),吹塑成型加工。布采用長絲紡粘針刺非織造土工布，白色。通過招標方式選擇的生產(chǎn)廠家為烏魯木齊當?shù)仄髽I(yè)(見表1～4)。

原材料在出廠時，廠家均進行了拉伸、頂破等力學性能檢測，試驗結(jié)果滿足設計要求。土工膜進場后，首先嚴格檢查外觀質(zhì)量，包括膜的均勻度、厚度、韌度和強度，外觀不合格的產(chǎn)品不得使用。外觀檢查后還需進行土工膜復驗和見證取樣，將樣品送往符合資質(zhì)和專業(yè)要求的檢測機構(gòu)進行力學性能檢測，出具試驗報告，確認合格后方可進場使用。

同時監(jiān)理工程師還應監(jiān)督施工單位嚴格按照廠家要求做好現(xiàn)場材料的保管存放，施工現(xiàn)場必須搭建臨時存放倉庫，加強防損、防曬、防雨、防腐、防盜等措施，特別注意避免陽光的曝曬或雨淋，同時應注意避免擠壓、彎折，要專人進行保護看管。

表1 “一布一膜”復合土工膜(150 g/0.6 mm膜)性能指標

試驗項目性能指標檢測依據(jù)檢測設備條帶拉伸試驗斷裂強度/kN·m-1(縱/橫)≥14斷裂伸長率/%(縱/橫)≥60GB/T15788量具，拉伸試驗機撕破強力≥0．48GB/T13763拉伸試驗機或強力機頂破試驗頂破強力/kN≥2．5頂破變形率/%≥50GB/T14800試驗機和夾具滲透系數(shù)/cm·s-1<1．0×10-3gb>

表2 PE土工膜性能指標

試驗項目性能指標檢測依據(jù)檢測設備拉伸強度/MPa≥17GB/T1040斷裂伸長率/%≥450GB/T1040直角撕裂強度/N·mm-1≥80GB/T1040拉伸試驗機抗刺穿強度/N≥84GB/T17643炭黑含量/%2．0～3．0GB/T13021管式電爐、馬福爐、天平炭黑分散性10個數(shù)據(jù)中3級不多于1個，4級、5級不允許GB/T17643200°C氧化誘導時間/min≥40GB/T17391-70°C低溫沖擊脆化性能通過GB/T5470、GB/T9352低溫沖擊試驗機及配套儀器滲透系數(shù)/cm·s-11．0×10-3GB/T17642耐靜水壓/MPa≥1．0GB/T17642

表3 非織造土工布性能指標

試驗項目性能指標檢測依據(jù)檢測設備斷裂強度/kN·m-1(縱/橫)≥17GB/T1040斷裂伸長率/%(縱/橫)≥450GB/T1040量具，拉伸試驗機(20mm/min)撕破強力/kN·m-1(縱/橫)≥0．48GB/T1040拉伸試驗機或強力機CBR頂破強力/kN≥2．9GB/T17643試驗機和夾具垂直滲透系數(shù)/cm·s-1<9．0×10-3gb>

表4 熱熔膠粘劑(KS膠)技術(shù)要求

項目名稱技術(shù)要求項目名稱技術(shù)要求軟熔點95°C耐低溫性-30°C無裂紋抗?jié)B壓力≥0．8MPa滲透系數(shù)3．5×10-12cm/sec180°剝離強度0．9kN/m耐水性0．12MPa粘接抗剪強度0．14MPaT剝離強度1．1kN/m

2.2 施工質(zhì)量控制

土工膜施工過程中除加強隊伍資質(zhì)、人員設備管理外，在現(xiàn)場重點加強成品保護、鋪設焊接等質(zhì)量控制。

(1)施工隊伍的資質(zhì)。應嚴格審核施工隊伍的資質(zhì)，其資質(zhì)等級和專業(yè)范圍必須滿足工程要求，必須具有相應的技術(shù)水平和管理水平。施工隊伍對本類工程應有豐富的施工經(jīng)驗和良好的業(yè)績。

(2)作業(yè)人員持證上崗。對于焊工，應認真審核其上崗證和專業(yè)技術(shù)人員操作許可證，確認其上崗資格。對于技術(shù)員、檢驗檢測等人員，均應審核其資格，做到持證上崗。所有人員均需按規(guī)定接受定期的技術(shù)教育和培訓。

(3)施工機具有效性。對進場所使用的機具進行檢查，特別是焊機。審查機具種類是否齊全，數(shù)量是否充足，須強制檢驗的機具是否在有效期內(nèi)，不合格的機具不能進場使用?，F(xiàn)場所用焊機必須由專人進行保管，施工中不得任意隨手亂放，注意隨時檢查焊機的工作性能。

(4)施工方案和技術(shù)交底。在施工之前認真審核施工方案的合理性、可行性，檢查技術(shù)交底內(nèi)容是否齊全，交底工作是否在施工之前落實。作業(yè)班組在作業(yè)前明確土工膜施工操作方法、步驟、工藝及檢驗標準。

(5)現(xiàn)場過程控制，重點加強成品保護、鋪設焊接等質(zhì)量控制。土工膜鋪設過程中及完成后，注意下方不能存在雜物，作業(yè)人員必須穿軟底鞋；焊接時注意搭接寬度、焊接溫度及行進速度，焊接完成后及時進行外觀質(zhì)量檢查及檢漏檢測，檢漏時要求監(jiān)理工程師全程旁站見證。

3施工中容易出現(xiàn)的問題及常見處理措施

(1)當渠底是砂礫料時，墊層表面經(jīng)常會有細小砂礫，作業(yè)人員在鋪設完成的土工膜上行走時，砂礫就會對土工膜造成細小破壞，產(chǎn)生缺陷。因此，在鋪設之前，必須對墊層表面進行人工清掃，確保表面清潔，若非必要，禁止人員在土工膜上來回走動。

(2)由于復合土工膜是成捆打包運入工地，收貨時只能對每捆的外部進行粗略檢查。在實際施工中，會有個別批次的土工膜存在質(zhì)量缺陷，所以鋪設前一定要先仔細檢查所用土工膜的外觀質(zhì)量，選用合格的土工膜，避免造成不必要的返工。

(3)用KS熱熔土工膜膠修補缺陷時，KS膠的溫度控制不當，溫度過高對土工膜造成傷害，過低則粘結(jié)力下降。因此，在施工現(xiàn)場必須配備溫度計，隨時測量溫度。

(4)焊工的技術(shù)水平和熟練程度對焊接質(zhì)量的影響不容忽視。經(jīng)驗缺乏的焊工焊接時容易出現(xiàn)漏焊、虛焊、燙損、褶皺夾焊等質(zhì)量缺陷，而經(jīng)驗豐富技術(shù)嫻熟的焊工則能有效避免這種情況。因此，應嚴格審核焊工的上崗證和操作許可證，盡量采用經(jīng)驗豐富、技術(shù)熟練的焊工進行施工。

(5)土工膜施工一般周期都較長，鋪設面積較大，而且工序銜接緊湊，所以施工現(xiàn)場人員雜亂，材料、工器具等使用較多，很容易出現(xiàn)人為破壞的現(xiàn)象，如穿硬底鞋在膜上行走、尖銳的工器具隨手亂放等都會造成土工膜破損，所以應加強現(xiàn)場管理避免人為破壞。首先嚴禁非作業(yè)人員進入作業(yè)區(qū)，作業(yè)人員進入作業(yè)區(qū)必須穿軟底鞋；其次，嚴格禁止施工所用工器具在土工膜上隨手堆放，必須統(tǒng)一規(guī)整，放置于土工膜范圍之外；最后要加強作業(yè)人員教育，及時提醒糾正破壞行為，要做到使作業(yè)人員自覺的保護土工膜，養(yǎng)成良好習慣。

4結(jié) 語

復合土工膜施工質(zhì)量重點是加強土工膜的完整性和土工膜的鋪設、焊接質(zhì)量的控制，以確保土工膜的防滲性。從目前已完成施工的渠道充水情況來看，運行情況正常良好，已完成渠段通水后未發(fā)現(xiàn)滲漏，說明渠道工程土工膜施工質(zhì)量可控，起到了預期防滲效果，滿足了設計要求。同時新疆地區(qū)渠道施工凍漲問題依然存在，部分渠基填筑料其凍漲量較大，因此，在運行期間還應加強監(jiān)測，重要部位應加大觀測密度和頻率，若發(fā)現(xiàn)滲漏或異常情況第一時間采取有效措施，避免造成更大損失。