复合土工膜施工工艺及检测方法

钟仕林 黄洪谷 张志荣

(四川蜀渝石油建筑安装工程有限责任公司，四川成都 610017)

复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，能耐各种酸碱，对人体无害，无污染，可重复利用。复合土工膜在大坝防渗、渠道防渗、挡水围堰、防汛抢险、加固修复等工程中得到广泛应用。石油钻井过程中会产生大量污水、泥浆，近年来复合土工膜开始用于钻前工程防渗漏，防止石油钻井泥浆材料废弃物对土壤造成污染。

复合土工膜的焊接质量是影响防渗效果的关键因素，本文对复合土工膜的施工工艺及检测方法进行重点研究，为钻后实现土地“复耕”奠定基础。

1 土工膜施工工艺

1.1 土工膜铺设工艺流程

土工膜铺设分项工程包括从材料裁剪到试焊、调试焊接设备、锚固、检查验收等全过程。具体的技术方案流程如下:运膜→展膜→裁膜→试铺土工膜→试焊土工膜→焊件检验→焊接土工膜→取样检验→锚固→检查验收。

1.2 土工膜焊缝构造

土工膜的施工焊接主要有两种方法:双缝热合焊接和单缝挤压焊接，其操作应符合相关规范要求。

1.3 HDPE土工膜焊接技术方案

1.3.1 双缝热合焊机焊接

双缝热合焊机能一次完成一组双焊缝，并形成一个可充气检漏的空腔，可以使焊缝的检漏方法由真空法改进成充气法，极大的提高了工作效率。

1.3.2 挤压熔焊机焊接

对于大面积的HDPE土工膜，主要是使用双缝热合焊机进行焊接。但对于非直接搭接的部位以及局部修补、加强处理等情况，都必须使用挤压熔焊机。

1.3.3 HDPE土工膜焊缝的检测

对HDPE土工膜的焊接质量检验有非破坏性检验(检漏实验)和破坏性检验两种。热合双焊缝的非破坏性检测常采用充气法，挤压熔焊单焊缝的检漏常采用真空法和电火花法。

1)充气法。热合双焊缝的检漏:用充气(正压)法，即将要检验的整段焊缝两端暂时密封，插入特制的空心针头，连通空气压缩机。2)真空法。真空(负压)法是传统的老方法，即在焊缝上涂上肥皂水，罩上五面密封的真空盒，用真空泵抽真空，在负压下观察有无气泡产生，可以检查出孔洞或不严密之处。3)电火花检测法。电火花检测法系利用HDPE土工膜为电的绝缘体的特点，当仪器扫描到有孔洞或有孔隙和地面连通的部位时，即产生明亮的电火花。4)破坏性检验。在工程验收时，无论是热合的双焊缝，还是挤压熔焊的单焊缝，都要进行焊缝的强度检验。按每万平方米取样件一块的标准，由业主、监理指定或随机取样，送国家质量监督部门授权的塑料制品检验、鉴定单位予以检测。焊缝的剪切和剥离强度不得低于表1标准。

表1 破坏性检验检测指标 MPa

1.3.4 土工膜缺陷的修补

对焊接检验切除样件部位、铺焊后发现的材料破损与缺陷、焊接缺陷以及检验时发现的不合格部位等，均应进行修补。

1)修补程序。对随时发现的缺陷部位用特制的白笔标注，并加编号记入工作日记，以免修补时漏掉;修补处的编号规则为B1，B2，B3…连续排列;修补方案应经过队长的认可;修补后应抽样(10%～20%)做检漏实验(负压法或电火花法)。2)补修方法。a.点焊:对材料上小于5 mm的孔洞及局部焊缝的修补完善，可用挤压熔焊机进行点焊。b.加盖:对不够厚度或不够严密的挤出焊缝，可用挤压熔焊机补焊一层。c.补丁:对大的孔洞、刺破处、膜面严重损伤处、取样处、十字缝交叉处以及其他各种因素造成的缺损部位，均可用加盖补丁方法来修补。3)修补处的检验。修补任务的操作，只能在高级工指导下进行;修补后要对成品抽样做检漏实验。

2 土工布施工工艺

2.1 铺设工艺流程

土工布的铺设工艺流程如下:基底检查→现场丈量→土工布裁剪→铺设→缝合→检查验收。

2.2 土工布铺设的技术和工艺要求

1)铺设土工布前，向工程师递交详细的土工布铺设图和进度计划表。2)用人工滚铺，布面要平整，并适当留有变形余量。3)本工程土工布的安装可以采用自然搭接、焊接和缝合三种方法，以焊接为主。焊接和缝合的宽度为不小于100 mm，自然搭接宽度不小于200 mm。4)接缝须与坡面线相交，与坡脚平衡或可能存在应力的地方，水平接缝的距离须大于1.5 m。5)在坡面上，对土工布的一端进行锚固，然后将土工布顺坡面放下以保证土工布保持拉紧的状态。6)所有的土工布都须用砂袋压住，砂袋将在铺设期间使用并保留到铺设上面一层材料。7)试铺:根据现场情况，确定土工布尺寸，裁剪后予以试铺，裁剪尺寸应准确。检查搭接宽度是否合适，搭接处应平整，松紧适度。8)定位:用热风枪将两幅土工布的搭接部位粘结。粘结点的间距应适宜。对搭接部位进行缝合时缝合线应平直，针脚应均匀。9)缝合后应检查土工布是否铺设平整，是否存在缺陷。10)如存在不合要求的现象，应及时修补。

2.3 土工布的损坏和修补

1)在缝合结合处，须进行重新缝合修补，并确保跳针部分的末端已重新缝合。2)在所有地区，除了岩石斜坡地段，漏洞或撕裂部分须用同样材质的土工布补丁进行修补缝合。3)如果裂口的长度超过卷材宽度10%，损坏的部分须被切除掉，然后将两部分土工布连接起来。

3 质量控制措施

1)严把质量关，进场后取样进行检测，不合格的土工膜严禁使用，必须清出施工现场。2)复合土工膜的接头施工前应先进行工艺试验，取得焊接机械的行走速度、控制温度等参数后才能进行施工。3)搭接时，应遵循高处的膜压在低处的膜面上、按水流方向上游膜压在下游膜面上的原则。土工膜顶部应锚固于封顶板的混凝土中，并压在路缘石下土层中，以形成整体防渗层，其锚固长度应符合施工图纸的要求。4)土工膜应剪裁整齐，保证足够的拼接宽度。当施工中出现脱空、收缩起皱及扭曲鼓包等现象时，应将其剔除后重新进行拼接。土工膜与基础面应压平贴紧，避免架空，清除气泡，以保证安全。5)空气湿度超过60%、气温低于5℃时，会严重影响焊接或粘结质量，严禁进行施工。6)焊接时，严禁施工人员直接踩踏在土工膜上。用木板或梯子放在斜坡上，施工时人员站在木板上施焊;要采取有效措施防止机械损伤已铺设完成的土工膜。7)土工膜拼接好后，必须妥善保护，避免阳光直晒，以防受损。对施工过程中遭受损坏的复合土工膜，应及时进行修补。土工膜下部基层不符合要求的料物要进行清除，填入合格料物并予整平。对受损部位，应外铺一层合格的复合土工膜在破损部位之上，其各边长度应至少大于破损部位1 m以上。8)焊接过程中，要保持膜面的清洁，各种杂物、灰尘等必须清除干净，水渍要用干净抹布擦净，保持膜面干燥。9)土工膜焊接过程中，两幅土工膜搭接的宽度要保持一致且要保持平顺，两侧的膜面土工布要卷至焊机行走轨迹之外，防止焊机在行走过程中因出现折卷、缠绕现象而造成膜面烫伤。10)土工膜粘结时，粘剂必须均匀布满粘结面，不过厚、不漏涂。在粘结过程中和粘结后2 h内，粘结面不得承受任何拉力，严禁粘结面发生错动。11)膜面上下层土工布的缝合。在进行土工布缝合时，要保证上下面缝合面错开。

4 安全控制措施

1)操作人员在铺设作业时，应穿软底防滑鞋，站在搭设于坡面的木板上，防止跌落。2)土工膜焊接时，机器预热后要先开动行走装置，再下压焊接板，一条焊缝到末尾后，要先提起焊接板再关机。3)如遇到焊接过程中出现卡阻现象，要立即切断电源，不得用手触摸焊接机底部的焊接板，防止烫伤。4)对于焊接行走机构转轴上缠绕的土工布丝絮，不得在转动状态下用手取出，应在停机状态下采用专用的工具取出。5)土工布的缝合由操作熟练的工人进行。缝合时，要先捋顺布口，严禁由一个人操作一手牵布、一手进行缝合，避免缝包机刺穿手指。

5 环境保护措施

1)采用专用粘胶粘结土工膜时，现场加热胶应处在下风口。

2)现场裁剪的多余的土工膜废料不得采用焚烧的方式处理，由专人收集后集中掩埋或溶解销毁。

3)焊接时，操作人员要佩戴手套、口罩，以防烫伤或吸入有害气体。

6 结语

复合土工膜已在部分井场得到应用，复合土工膜消耗较省，施工中劳动强度较低，劳动生产率高，施工过程中，可以交叉作业。采用复合土工膜处理井场土地“复耕”具有较大的经济效益和社会效益。

[1] 顾淦臣.复合土工膜或土工膜堤坝实例述评[J].水利规划与设计，2001(2):30-31.

[2] 《土工合成材料工程应用手册》编写委员会.土工合成材料工程应用手册[M].北京:中国建筑工业出版社，2002:103-106.

[3] 童叶根，钟 吕.水库复合土工膜面板坝的设计和施工[J].浙江水利科技，2000(sup):62-64.