復合土工膜施工工藝及檢測方法

鐘仕林 黃洪谷 張志榮

(四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責任公司，四川成都 610017)

復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，能耐各種酸堿，對人體無害，無污染，可重復利用。復合土工膜在大壩防滲、渠道防滲、擋水圍堰、防汛搶險、加固修復等工程中得到廣泛應用。石油鉆井過程中會產生大量污水、泥漿，近年來復合土工膜開始用于鉆前工程防滲漏，防止石油鉆井泥漿材料廢棄物對土壤造成污染。

復合土工膜的焊接質量是影響防滲效果的關鍵因素，本文對復合土工膜的施工工藝及檢測方法進行重點研究，為鉆后實現土地“復耕”奠定基礎。

1 土工膜施工工藝

1.1 土工膜鋪設工藝流程

土工膜鋪設分項工程包括從材料裁剪到試焊、調試焊接設備、錨固、檢查驗收等全過程。具體的技術方案流程如下:運膜→展膜→裁膜→試鋪土工膜→試焊土工膜→焊件檢驗→焊接土工膜→取樣檢驗→錨固→檢查驗收。

1.2 土工膜焊縫構造

土工膜的施工焊接主要有兩種方法:雙縫熱合焊接和單縫擠壓焊接，其操作應符合相關規范要求。

1.3 HDPE土工膜焊接技術方案

1.3.1 雙縫熱合焊機焊接

雙縫熱合焊機能一次完成一組雙焊縫，并形成一個可充氣檢漏的空腔，可以使焊縫的檢漏方法由真空法改進成充氣法，極大的提高了工作效率。

1.3.2 擠壓熔焊機焊接

對于大面積的HDPE土工膜，主要是使用雙縫熱合焊機進行焊接。但對于非直接搭接的部位以及局部修補、加強處理等情況，都必須使用擠壓熔焊機。

1.3.3 HDPE土工膜焊縫的檢測

對HDPE土工膜的焊接質量檢驗有非破壞性檢驗(檢漏實驗)和破壞性檢驗兩種。熱合雙焊縫的非破壞性檢測常采用充氣法，擠壓熔焊單焊縫的檢漏常采用真空法和電火花法。

1)充氣法。熱合雙焊縫的檢漏:用充氣(正壓)法，即將要檢驗的整段焊縫兩端暫時密封，插入特制的空心針頭，連通空氣壓縮機。2)真空法。真空(負壓)法是傳統的老方法，即在焊縫上涂上肥皂水，罩上五面密封的真空盒，用真空泵抽真空，在負壓下觀察有無氣泡產生，可以檢查出孔洞或不嚴密之處。3)電火花檢測法。電火花檢測法系利用HDPE土工膜為電的絕緣體的特點，當儀器掃描到有孔洞或有孔隙和地面連通的部位時，即產生明亮的電火花。4)破壞性檢驗。在工程驗收時，無論是熱合的雙焊縫，還是擠壓熔焊的單焊縫，都要進行焊縫的強度檢驗。按每萬平方米取樣件一塊的標準，由業主、監理指定或隨機取樣，送國家質量監督部門授權的塑料制品檢驗、鑒定單位予以檢測。焊縫的剪切和剝離強度不得低于表1標準。

表1 破壞性檢驗檢測指標 MPa

1.3.4 土工膜缺陷的修補

對焊接檢驗切除樣件部位、鋪焊后發現的材料破損與缺陷、焊接缺陷以及檢驗時發現的不合格部位等，均應進行修補。

1)修補程序。對隨時發現的缺陷部位用特制的白筆標注，并加編號記入工作日記，以免修補時漏掉;修補處的編號規則為B1，B2，B3…連續排列;修補方案應經過隊長的認可;修補后應抽樣(10%～20%)做檢漏實驗(負壓法或電火花法)。2)補修方法。a.點焊:對材料上小于5 mm的孔洞及局部焊縫的修補完善，可用擠壓熔焊機進行點焊。b.加蓋:對不夠厚度或不夠嚴密的擠出焊縫，可用擠壓熔焊機補焊一層。c.補丁:對大的孔洞、刺破處、膜面嚴重損傷處、取樣處、十字縫交叉處以及其他各種因素造成的缺損部位，均可用加蓋補丁方法來修補。3)修補處的檢驗。修補任務的操作，只能在高級工指導下進行;修補后要對成品抽樣做檢漏實驗。

2 土工布施工工藝

2.1 鋪設工藝流程

土工布的鋪設工藝流程如下:基底檢查→現場丈量→土工布裁剪→鋪設→縫合→檢查驗收。

2.2 土工布鋪設的技術和工藝要求

1)鋪設土工布前，向工程師遞交詳細的土工布鋪設圖和進度計劃表。2)用人工滾鋪，布面要平整，并適當留有變形余量。3)本工程土工布的安裝可以采用自然搭接、焊接和縫合三種方法，以焊接為主。焊接和縫合的寬度為不小于100 mm，自然搭接寬度不小于200 mm。4)接縫須與坡面線相交，與坡腳平衡或可能存在應力的地方，水平接縫的距離須大于1.5 m。5)在坡面上，對土工布的一端進行錨固，然后將土工布順坡面放下以保證土工布保持拉緊的狀態。6)所有的土工布都須用砂袋壓住，砂袋將在鋪設期間使用并保留到鋪設上面一層材料。7)試鋪:根據現場情況，確定土工布尺寸，裁剪后予以試鋪，裁剪尺寸應準確。檢查搭接寬度是否合適，搭接處應平整，松緊適度。8)定位:用熱風槍將兩幅土工布的搭接部位粘結。粘結點的間距應適宜。對搭接部位進行縫合時縫合線應平直，針腳應均勻。9)縫合后應檢查土工布是否鋪設平整，是否存在缺陷。10)如存在不合要求的現象，應及時修補。

2.3 土工布的損壞和修補

1)在縫合結合處，須進行重新縫合修補，并確保跳針部分的末端已重新縫合。2)在所有地區，除了巖石斜坡地段，漏洞或撕裂部分須用同樣材質的土工布補丁進行修補縫合。3)如果裂口的長度超過卷材寬度10%，損壞的部分須被切除掉，然后將兩部分土工布連接起來。

3 質量控制措施

1)嚴把質量關，進場后取樣進行檢測，不合格的土工膜嚴禁使用，必須清出施工現場。2)復合土工膜的接頭施工前應先進行工藝試驗，取得焊接機械的行走速度、控制溫度等參數后才能進行施工。3)搭接時，應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。土工膜頂部應錨固于封頂板的混凝土中，并壓在路緣石下土層中，以形成整體防滲層，其錨固長度應符合施工圖紙的要求。4)土工膜應剪裁整齊，保證足夠的拼接寬度。當施工中出現脫空、收縮起皺及扭曲鼓包等現象時，應將其剔除后重新進行拼接。土工膜與基礎面應壓平貼緊，避免架空，清除氣泡，以保證安全。5)空氣濕度超過60%、氣溫低于5℃時，會嚴重影響焊接或粘結質量，嚴禁進行施工。6)焊接時，嚴禁施工人員直接踩踏在土工膜上。用木板或梯子放在斜坡上，施工時人員站在木板上施焊;要采取有效措施防止機械損傷已鋪設完成的土工膜。7)土工膜拼接好后，必須妥善保護，避免陽光直曬，以防受損。對施工過程中遭受損壞的復合土工膜，應及時進行修補。土工膜下部基層不符合要求的料物要進行清除，填入合格料物并予整平。對受損部位，應外鋪一層合格的復合土工膜在破損部位之上，其各邊長度應至少大于破損部位1 m以上。8)焊接過程中，要保持膜面的清潔，各種雜物、灰塵等必須清除干凈，水漬要用干凈抹布擦凈，保持膜面干燥。9)土工膜焊接過程中，兩幅土工膜搭接的寬度要保持一致且要保持平順，兩側的膜面土工布要卷至焊機行走軌跡之外，防止焊機在行走過程中因出現折卷、纏繞現象而造成膜面燙傷。10)土工膜粘結時，粘劑必須均勻布滿粘結面，不過厚、不漏涂。在粘結過程中和粘結后2 h內，粘結面不得承受任何拉力，嚴禁粘結面發生錯動。11)膜面上下層土工布的縫合。在進行土工布縫合時，要保證上下面縫合面錯開。

4 安全控制措施

1)操作人員在鋪設作業時，應穿軟底防滑鞋，站在搭設于坡面的木板上，防止跌落。2)土工膜焊接時，機器預熱后要先開動行走裝置，再下壓焊接板，一條焊縫到末尾后，要先提起焊接板再關機。3)如遇到焊接過程中出現卡阻現象，要立即切斷電源，不得用手觸摸焊接機底部的焊接板，防止燙傷。4)對于焊接行走機構轉軸上纏繞的土工布絲絮，不得在轉動狀態下用手取出，應在停機狀態下采用專用的工具取出。5)土工布的縫合由操作熟練的工人進行。縫合時，要先捋順布口，嚴禁由一個人操作一手牽布、一手進行縫合，避免縫包機刺穿手指。

5 環境保護措施

1)采用專用粘膠粘結土工膜時，現場加熱膠應處在下風口。

2)現場裁剪的多余的土工膜廢料不得采用焚燒的方式處理，由專人收集后集中掩埋或溶解銷毀。

3)焊接時，操作人員要佩戴手套、口罩，以防燙傷或吸入有害氣體。

6 結語

復合土工膜已在部分井場得到應用，復合土工膜消耗較省，施工中勞動強度較低，勞動生產率高，施工過程中，可以交叉作業。采用復合土工膜處理井場土地“復耕”具有較大的經濟效益和社會效益。

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