摘要：土工膜是以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺布混合在一起，最终形成土工防渗材料，它的防渗功能主要来源于塑料薄膜的防渗功能。复合土工膜具有强度高、延伸性能较好、变形模量大、耐酸碱、抗腐蚀、耐老化及防渗性能好等特点，其广泛应用于水利、市政、建筑 、交通、地铁、隧道、工程建设中的防渗、隔离、补强、防裂加固等土木工程需要。本文作者及其团队有幸参加了南水北调中线一期工程建设，对总干渠防渗层（复合土工膜）施工通过借鉴学习，现场试验，工程施工及总结，对复合土工膜施工技术进行了较系统的研究，已基本掌握了复合土工膜配型采购、铺设、焊接、检验、保护等工序施工的要点，对今后遇到同类工程施工，可提供相应借鉴。避免造成人力、物力浪费，同时丰富公司技术储备。
关键词：渠道；衬砌；土工膜；施工
1．概述：
南水北调中线一期工程焦作2段第三施工标段位于河南省焦作市马村区境内，该标段总干渠设计桩号Ⅳ48+300-55+900，总长7.6km，为全明渠段。
渠道设计为梯形断面，设计渠底宽度9.5～26.5m，渠道内一级边坡为1:0.4～1:3.5，渠底高程97.12～96.79m，一级马道(堤顶)宽5.0m，渠道纵比降为1/23000。
焦作2段第3标段全段混凝土衬砌厚度均采用为渠坡10cm，渠底为8cm。混凝土衬砌强度等级为C20，抗冻标号F150，抗渗标号W6。
全渠段采用600g/m2（150g/m2-0.3mm-150g/m2）两布一膜复合土工膜作为防渗材料。经计算，本工程共需复合土工膜30.2万m2，具有工程量大、连接方式多样等特点，具有一定的研究及应用推广价值。
2．复合土工膜施工
2.1复合土工膜选型及配置
2.1.1选型
根据招标文件及《南水北调中线干线工程渠道混凝土衬砌施工操作指南》要求，复合土工膜宽幅≥5m，且为两布一膜。因此本工程选用的土工膜幅宽为6m。
2.1.2 配置
本工程渠底及渠坡防渗层为整体防渗，边坡接缝为垂直水流向、底板接缝为顺水流向，为保证工程质量且能节约成本，渠坡渠底土工膜整体配置必须得到妥善解决。
A、渠坡土工膜配置除应计算坡顶预留长度、坡面长度、齿槽埋设长度外，还应为底板土工膜配置预留足够长度，同时应考虑施工过程中渠坡土工膜滑移（向下）量，确保坡顶预留满足设计要求长度；
B、底板土工膜配置应根据底板宽度做配置计算，由于设计原因，底板宽度与土工膜宽度不可能为整数，这就要求在渠坡土工膜配置时考虑底板取整后剩余量作为预留长度处置。
2.2 复合土工膜质量检查
A、每批次（≤10000m2）土工膜进场后，应按照招标文件及时进行膜体厚度、断裂强度等指标检测，合格后方能用于主体工程施工；
B、由于边坡防渗层不允许出现纵向搭接缝，而土工膜制造厂家受膜体原材料长度影响，每一卷膜体原材一定会产生一幅横向搭接缝的土工膜，因此经检测合格后的土工膜使用前，应根据包裹标识将存在横缝的土工膜筛选用于底板防渗层施工，以免造成返工损失；
C、为保证原材料质量的可追溯性，用于工程主体的每卷复合土工膜应留样备查，留样应标识清楚使用桩号、部位、使用时间等信息。
2.3复合土工膜施工工艺流程
上层、下层土工布接头均采用自动缝合机缝合，折叠方式：下层逆水流，上层顺水流，防止同方向折叠影响混凝土面板厚度。中间的土工膜采用自动焊接机双缝焊接，焊缝密封性的检验采取充气法检测。铺设时按设计要求顺水流铺设，上游幅压下游幅。
施工工艺流程：基础面清理→复合土工膜铺设→底层土工布缝合→中间塑料膜焊接→检测→修补→复检→上层土工布缝合→验收→下一循环。
2.3.1复合土工膜的铺设
将整卷土工膜运至渠顶，预留足够长度后将土工膜自上而下紧贴基面铺设，以防起皱。铺设后对铺设的质量进行检测，以目测为主，对铺设不平、有褶皱的地方进行调整。两幅土工膜搭接处各向搭接处各延伸≥10cm，方便搭接、焊接。
2.3.2复合土工布缝合
复合土工膜缝合程序：对搭→折叠底布→缝合→检查→拉平→折边→验收
缝合方法：缝合使用手提式工业缝包机，缝线用3×3尼龙线，两人配合，边折叠边缝合，折叠缝合宽度约5cm。
缝合检查：复合土工膜缝合结束后应仔细观察所缝土工布，看有无空缝、漏缝、跳线，如存在不合格，应重新缝合。
2.3.3复合土工膜连接
复合土工膜的连接分为粘接、焊接及复合土工膜与墩、柱、墙等建筑物之间粘接三种。不论粘接还是焊接，在连接前均应将连接基面清理干净并保持干燥，以确保粘接或者焊接质量。且在连接（粘接及焊接）过程中及连接后2小时内，不得承受任何拉力，防止连接面发生错动。由于南水北调工程推广使用焊接技术，局部辅以粘接，本文以土工膜的焊接技术为主要论点。
复合土工膜焊接程序：铺设、剪裁→对正、搭齐→压膜定型→擦拭尘土→焊接试验→焊接→焊接质量检查→对破损部位修复→复检修复部分→验收
2.3.3.1焊接试验
复合土工膜焊接质量的好坏是复合土工膜防渗性能成败的关键，所以务必做好土工膜的焊接。每天焊接前必须做工艺试验，已确定当天焊机的温度、速度、档位等工作参数。焊接工艺试验一般选在平面，焊接焊缝1.5～2m，充气试验合格后可开始整膜焊接施工。
部分焊接接头参数表
2.3.3.2土工膜焊接
土工膜焊接设备选用莱斯特热熔焊机，焊接方法采用双焊缝焊接；焊接前用干净纱布擦拭焊缝搭接处，做到无水、无尘、无垢，土工膜应平行对正，搭接宽度不小于10cm。焊接自下而上或自上而下进行均可。焊接需要1人操作焊机，2-3人协助。焊接时根据基面平整度灵活选择，焊机自行行走或人工协助行走。人工协助行走即：人工手托焊机1-2cm高度使焊机行走系统不与基础面接触。整个焊接过程中必须随时通过对（焊机后）已焊焊缝质量判断并随时调整焊机行走速度或温度，可保证焊缝质量。一般建议采用人工协助焊机行走，可避免由于基面平整度不足，导致的漏焊、虚焊、过焊甚至烫伤等现象。
土工膜焊接要特别注意坡脚及坡肩预留部分，此段焊接牵扯到焊机行走角度变化，极易引起焊接宽度小于10cm而不符合规范要求的搭接宽度，解决该问题的办法：利用胶合板制作焊机行走支撑，行走支撑角度与坡面角度保持一致。
土工膜热熔焊机在每次使用完成后、下次使用前必须检查机内有无杂物，及时清理和维护设备，确保焊接质量。
2.3.3.3土工膜连接质量检查
A、土工膜焊接完成后，利用钢尺检查搭接宽度，偏差标准为0-+2cm；
B、对所有土工膜焊缝应进行外观目测检查，焊缝应均匀、平直、清晰透明，无漏焊、虚焊、烫伤、褶皱、孔洞；
C、对所有土工膜焊缝应逐条进行充气检验，利用自制充气试验装置以0.15～0.2Mpa压力向双焊缝间充气，1～5分钟内压力无明显下降为质量合格。充气前先将整个焊缝两端用虎头钳夹死，使之形成密闭空腔。针头插入前，应先对插入位置进行预热后再插入，待冷却2-3分钟后开始充气，可避免针孔漏气（土工膜热胀冷缩原理）。充气过程待压力表数值达到0.2MP后需等数值回落稳定后开始计时，保压3-5min。
注：单条焊缝充气次数不宜过多，以免对焊缝造成多次破坏，合理充气为一次，最多不能超过3次。
D、对所有土工膜粘接缝应进行外观目测检查，涂胶应均匀、粘接面平整、无漏粘接，并采用手撕法检查粘接面的牢固性。
2.3.3.4焊接缺陷处理
每条焊缝焊接完成后，必须对整条焊缝进行检查。如出现的情况有：虚焊、漏焊。利用特制焊枪补焊。
2.4复合土工膜的保护
2.4.1施工过程中的保护：运输、装卸搬运过程中不得拖拉、硬拽，不得使用任何可能对复合土工膜造成损伤的机具，以免尖锐物刺伤；铺设过程中，作业人员不得穿硬底皮鞋及带钉的鞋，不准用带尖头的钢筋作撬动工具，铺设完毕后如不能及时浇筑需将土工膜覆盖加以保护；混凝土浇筑前模板的支立和加固不得造成符合土工膜破坏，建议在模板的辅助装置上压置重物；混凝土浇筑过程中如遇边坡为防止土工膜滑移，可在坡顶将复合土工膜内卷钢管用沙袋或柔性重物压固。
2.4.2施工预留保护：由于复合土工膜施工存在焊接或粘接必须预留，对于先浇块与后浇块间隔时间较长，可将预留部分复合土工膜收卷后再用土埋，以保证高温曝晒对土工膜造成破坏。
2.5复合土工膜施工时注意事项
2.5.1对于渠道复合土工膜施工时，必须经过严格计算渠坡底部预留长度，以至于能与底板复合土工膜形成整体（底板铺设复合土工膜长度方向与渠轴线平行），以免造成材料浪费或底板宽幅不足，不能满足设计及相关规范要求。
2.5.2底板复合土工膜长度一般选择岸坡宽度的整数倍，可避免在底板形成十字缝。例如：岸坡复合土工膜幅宽6m，减除焊缝10㎝，实际宽幅为5.9m，底板长度可为5.9×n，n为整数。
2.5.3复合土工膜施工现场禁止吸烟。
2.5.4土工膜搭接焊接完成后必须将其拽拉平顺，严禁出现褶皱（对渠道混凝土局部形成薄弱带，易对混凝土产生贯穿性裂缝）。
3、结束语
本文通过对复合土工膜具体施工，解决复合土工膜施工过程中所遇到制约工期的主要问题如：褶皱、焊接（焊缝保压）、单幅长度控制等问题。希望能对同类工程施工中提供相应的借鉴和帮助，对于本文中不够完善的内容，还有待各位同仁志在今后的工程实践中进一步探索完善和总结。
参考文献：
[1]《南水北调中线干线工程渠道混凝土衬砌施工操作指南》；
[2]赵佩钰，张晓宇. 中国水利水电科学研究院 《渠道防渗土工膜厚度的探讨》；
作者简介：
杨晓宏（1980.12～）男，就职于水电三局有限公司路桥分局南水北调焦作项目部，担任项目副总工。先后参加过贵州盘南电厂响水水库泄洪系统工程、供水水池及配套电站工程、小雨谷水电站及机电安装工程共三个标段的施工、南水北调中线一期工程总干渠黄河北～羑河北（委托建管项目）焦作2段第三施工标段等工程建设，主要从事水利水电工程施工技术与质量等工作。
论文作者:杨晓宏
论文发表刊物:《基层建设》2016年27期
论文发表时间:2017/1/6
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