談水庫大面積防滲土工膜施工技術及質量控制

汪 偉

(中鐵一局集團市政環保工程有限公司，甘肅 蘭州 730050)

西夏水庫作為平原地區，庫底以透水性地質細砂角礫為主，庫底防滲漏問題成為工程施工建設的重中之重，也關系著配套項目整體的成敗。在西北大面積水庫防滲土工膜施工中參考工程較少，水庫防滲土工膜施工質量直接影響水庫的使用功能和銀川今后城市供水能力，意義重大。

1 工程概況

西夏水庫作為銀川市三區兩縣原水供應重要樞紐建筑，從青銅峽金沙灣泵房提升揚水，通過渠道引水自流入庫，設計總庫容3 303萬m3，工程等級為Ⅱ等，西夏水庫防滲采用土工膜水平防滲方案，庫底防滲為300 g長絲土工布+0.8 mm PE膜+300 g長絲土工布三層防滲鋪設結構，膜上覆土壓重厚度不小于1.0 m。

2 土工膜施工技術要求

土工膜采用環保用高密度聚乙烯土工膜(GH-2S型)，幅寬6 m，厚度0.8 mm；庫盤土工布采用聚酯長絲紡粘針刺非織造土工布。復合土工膜連接采用熱熔焊法，采用雙焊縫搭焊，焊縫搭接寬度不小于15 cm。焊接型式宜采用縫寬2×10 mm的雙焊縫搭焊，跨溝槽、轉角等特殊部位及修補可采用單焊縫焊接。布與布之間的搭接縫應做連接，接縫的寬度不小于10 cm。

3 土工膜施工工藝流程

3.1 土工膜施工工藝流程

土工膜施工工藝流程圖見圖1。

3.2 施工工藝

1)建基面處理。建基面共分為兩種地層類型：一種為細砂區；一種為角礫區。對于細砂區：換填庫區角礫，換填厚度30 cm，換填前，需攤平細砂層，之后灑水，其上角礫碾壓后相對密度不小于0.75；無需換填角礫區，角礫碾壓后相對密度不小于0.75。

2)細砂墊層鋪設。墊層采用標高線控制鋪設厚度5 cm，平地機精平后，再灑水碾壓。

3)土工布鋪設。土工布鋪設時，相鄰土工布應做好連接，搭接長度不小于10 cm。對于鋪設過程中出現的布設不平整、扭曲、歪斜等，人工進行糾偏。

4)土工膜鋪設。鋪設工程中，除對膜本身外觀檢查外，膜的鋪設要小于其下布的鋪設寬度和長度至少50 cm，一次鋪設長度宜控制在50 m左右，整卷鋪設減少膜的裁剪，膜鋪設應與拉應力大的方向平行。對于鋪設邊角部分，按實際裁剪。聯結的土工膜必須搭接平緩舒展。搭接面采用人工清理，使其干燥潔凈、無其他雜質。相鄰兩幅的縱向接頭不應在一條水平線上，應相互錯開1 m以上。鋪設時自然松弛，留足夠松弛度(3%～5%)。攤開后及時拉開拉平，無褶皺、凸起。

5)土工膜焊接。土工膜焊接采用熱熔焊法，焊縫搭接寬度10 cm，焊接形式采用2×10 mm雙焊縫搭焊。焊接前，應將焊縫搭接處清潔干凈，上下層接縫平行對正，焊縫部位上下膜應熔接為一個整體。焊接接縫2 h內不得承受任何拉力。土工膜母材缺陷應及時進行修補，針眼、孔洞、破損處可采用補丁修補，虛焊漏焊要重新焊接。補丁材質應與主膜一致，采用橢圓形或圓形補丁，補丁大小應超出切口周邊5 cm， 且最小直徑不小于25 cm。補丁應與主膜采用焊接連接或粘結。

6)焊縫檢測。焊縫采用充氣打壓的方式進行檢測，充氣0.15 MPa～0.20 MPa壓力，保持2 min以上即為合格；如壓力表穩定不住，則一面保持一定的壓力，一面對外側焊縫涂抹肥皂液檢驗，如無漏氣也認為合格(即對另一條漏氣焊縫不做處理)。

7)膜上覆土回填。膜上回填采用40 cm細砂和原土回填至庫設底計標高。施工過程中注意對土工膜的保護，不允許機械直接接觸土工膜。鋪膜完成檢測一段，應及時覆土回填一段，避免膜長時間裸露，覆土回填不得超過鋪膜后24 h。

4 土工膜施工試驗段總結

按照施工工藝進行工藝性實驗，總結得出建基面的碾壓遍數、土工膜焊接工藝、防土工膜穿刺破壞的措施及土工膜鋪設完成后覆土的施工方法等。

4.1 試驗段施工過程問題總結

土工膜施工質量要素分析見圖2。

1)西夏水庫庫區地質以角礫為主，底基層處理不到位，存在外露尖銳物，土工膜易刺破。2)對進場原材質量把控不到位，少部分土工膜原材表面有局部破損、有疵點。3)焊縫局部不平整，有漏焊、虛焊等情況出現，焊接人員對焊接溫度和速度未能及時調整。4)環境溫度改變，焊接機參數未隨之改變；風級達到四級以上，未及時覆土或用砂袋壓膜，下雨天趕工繼續施工。5)膜上覆土施工不規范，造成褶皺凸起，造成土工膜損傷。6)施工人員技能掌握程度，管理人員負責程度，技術交底質量高低，是土工膜施工質量好壞的重要因素。

4.2 試驗段施工總結

1)建基面碾壓完成并符合相對密度要求后，在鋪面過程中發現建基面表面礫石，在膜鋪設過程中出現“跑石”，覆土承壓后土工膜形成凸點，有損傷或刺破風險。為防止上述風險，在建基面上鋪設5 cm過篩細沙，進行保護處理。

2)考察調研國內土工膜生產廠家，選擇全國知名品牌、信譽好的生產廠家，并派人駐場盯控生產過程。進場材料必須按規范要求進行外觀檢查、物理及力學檢測，合格后才可使用，見圖3。有瑕疵、鈍化、褶皺的土工膜不得使用。

3)土工膜拼接方式采用熱熔焊法，焊縫搭接寬度15 cm，采用雙焊縫搭焊，土工膜焊接機設定溫度在300 ℃～400 ℃，行走速度在3 m左右。焊接前應將焊縫搭接處清潔干凈，做到無垢、無水、無塵，上下層接縫應平行對正。焊縫部位上、下膜應熔接為一個整體，不應有虛焊、漏焊。焊接接縫2 h內不得承受任何拉力。焊縫采用充氣打壓檢測，充氣0.15 MPa～0.20 MPa壓力，保持2 min以上即為合格，見圖4。

4)關注天氣動向，鋪膜溫度宜在5 ℃～35 ℃，風力4級以下且無沙塵、無雨等不良氣候下進行。施工范圍內嚴禁煙火，加熱工器具下應墊支隔熱毯。復合土工膜鋪設完畢、未覆土前，應在土工膜的邊角處每3 m放置重量在25 kg的壓袋，以防被風掀起，見圖5。

5)土工膜材料鋪設經檢驗合格方可回填覆土。覆土應從一側依次回填，把膜下氣體趕出。回填厚度超過50 cm后，小型履帶式機械設備可在覆土后的膜上進行施工作業。

6)對進場施工人員，按照進場順序及分工種進行技術交底培訓，培訓完成后，在現場實驗區進行現場操作，操作成果檢測合格后，才能上崗。通過施工組織中資源配置及試驗段功效總結，鋪膜長度控制在50 m左右，便于現場鋪膜質量控制，能夠在當天完成膜的平整度檢測、焊接及檢測及膜的覆土。

5 質量控制措施

1)原材外觀檢測及送檢。對土工膜進行外觀檢查，檢查每卷材料外包裝是否完整、合格證、產品編號、生產日期等；外觀檢查無問題后，對進場土工膜送有資質檢測單位進行物理及力學檢測，檢測合格后進行使用。

2)對每卷產品編號進行登記。按照產品編號做好每卷產品的發貨登記，登記記錄每卷土工膜施工位置，做到原材料施工部位的追溯。

3)土工膜存放位置通風干燥，搭設防曬網，遠離熱源。

4)土工膜施工區域采用圍欄封閉，只設置一處進場通道，進場人員必須穿平底布鞋或軟膠鞋，對進場人員按照車站安檢，進行人員檢查，禁止攜帶各種有可能造成膜損傷的物件(打火機、火柴、道具等)。

5)鋪設土工膜時，進行測量放量，根據鋪設長度設置鋪設起點和終點位置，預留3%～5%的松弛度，保證覆土及蓄水承壓后滿足設計工況。

6)嚴格按照試驗段工藝總結進行組織施工，每道工序嚴格按照“三檢制”執行。

7)施工過程中利用信息化，利用二維碼數字化的技術交底，相對傳統的書面交底和口頭交底，任何人員隨時能查看技術措施和控制質量。

8)配置錄像執法儀、無人機及視頻監控系統，安排專人進行影像分析，對可能影響質量的部位，進行重點檢查。