談水庫大面積防滲土工膜施工技術(shù)及質(zhì)量控制

汪 偉

(中鐵一局集團(tuán)市政環(huán)保工程有限公司，甘肅 蘭州 730050)

西夏水庫作為平原地區(qū)，庫底以透水性地質(zhì)細(xì)砂角礫為主，庫底防滲漏問題成為工程施工建設(shè)的重中之重，也關(guān)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(zhì)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(qū)兩縣原水供應(yīng)重要樞紐建筑，從青銅峽金沙灣泵房提升揚(yáng)水，通過渠道引水自流入庫，設(shè)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(shè)結(jié)構(gòu)，膜上覆土壓重厚度不小于1.0 m。

2 土工膜施工技術(shù)要求

土工膜采用環(huán)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(fù)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(zhuǎn)角等特殊部位及修補(bǔ)可采用單焊縫焊接。布與布之間的搭接縫應(yīng)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(xì)砂區(qū)；一種為角礫區(qū)。對于細(xì)砂區(qū)：換填庫區(qū)角礫，換填厚度30 cm，換填前，需攤平細(xì)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(qū)，角礫碾壓后相對密度不小于0.75。

2)細(xì)砂墊層鋪設(shè)。墊層采用標(biāo)高線控制鋪設(shè)厚度5 cm，平地機(jī)精平后，再灑水碾壓。

3)土工布鋪設(shè)。土工布鋪設(shè)時，相鄰?fù)凉げ紤?yīng)做好連接，搭接長度不小于10 cm。對于鋪設(shè)過程中出現(xiàn)的布設(shè)不平整、扭曲、歪斜等，人工進(jìn)行糾偏。

4)土工膜鋪設(shè)。鋪設(shè)工程中，除對膜本身外觀檢查外，膜的鋪設(shè)要小于其下布的鋪設(shè)寬度和長度至少50 cm，一次鋪設(shè)長度宜控制在50 m左右，整卷鋪設(shè)減少膜的裁剪，膜鋪設(shè)應(yīng)與拉應(yīng)力大的方向平行。對于鋪設(shè)邊角部分，按實(shí)際裁剪。聯(lián)結(jié)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(zhì)。相鄰兩幅的縱向接頭不應(yīng)在一條水平線上，應(yīng)相互錯開1 m以上。鋪設(shè)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(yīng)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(yīng)熔接為一個整體。焊接接縫2 h內(nèi)不得承受任何拉力。土工膜母材缺陷應(yīng)及時進(jìn)行修補(bǔ)，針眼、孔洞、破損處可采用補(bǔ)丁修補(bǔ)，虛焊漏焊要重新焊接。補(bǔ)丁材質(zhì)應(yīng)與主膜一致，采用橢圓形或圓形補(bǔ)丁，補(bǔ)丁大小應(yīng)超出切口周邊5 cm， 且最小直徑不小于25 cm。補(bǔ)丁應(yīng)與主膜采用焊接連接或粘結(jié)。

6)焊縫檢測。焊縫采用充氣打壓的方式進(jìn)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(wěn)定不住，則一面保持一定的壓力，一面對外側(cè)焊縫涂抹肥皂液檢驗，如無漏氣也認(rèn)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(xì)砂和原土回填至庫設(shè)底計標(biāo)高。施工過程中注意對土工膜的保護(hù)，不允許機(jī)械直接接觸土工膜。鋪膜完成檢測一段，應(yīng)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(jié)

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

4.1 試驗段施工過程問題總結(jié)

土工膜施工質(zhì)量要素分析見圖2。

1)西夏水庫庫區(qū)地質(zhì)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(jìn)場原材質(zhì)量把控不到位，少部分土工膜原材表面有局部破損、有疵點(diǎn)。3)焊縫局部不平整，有漏焊、虛焊等情況出現(xiàn)，焊接人員對焊接溫度和速度未能及時調(diào)整。4)環(huán)境溫度改變，焊接機(jī)參數(shù)未隨之改變；風(fēng)級達(dá)到四級以上，未及時覆土或用砂袋壓膜，下雨天趕工繼續(xù)施工。5)膜上覆土施工不規(guī)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(fù)責(zé)程度，技術(shù)交底質(zhì)量高低，是土工膜施工質(zhì)量好壞的重要因素。

4.2 試驗段施工總結(jié)

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(fā)現(xiàn)建基面表面礫石，在膜鋪設(shè)過程中出現(xiàn)“跑石”，覆土承壓后土工膜形成凸點(diǎn)，有損傷或刺破風(fēng)險。為防止上述風(fēng)險，在建基面上鋪設(shè)5 cm過篩細(xì)沙，進(jìn)行保護(hù)處理。

2)考察調(diào)研國內(nèi)土工膜生產(chǎn)廠家，選擇全國知名品牌、信譽(yù)好的生產(chǎn)廠家，并派人駐場盯控生產(chǎn)過程。進(jìn)場材料必須按規(guī)范要求進(jìn)行外觀檢查、物理及力學(xué)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(jī)設(shè)定溫度在300 ℃～400 ℃，行走速度在3 m左右。焊接前應(yīng)將焊縫搭接處清潔干凈，做到無垢、無水、無塵，上下層接縫應(yīng)平行對正。焊縫部位上、下膜應(yīng)熔接為一個整體，不應(yīng)有虛焊、漏焊。焊接接縫2 h內(nèi)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(guān)注天氣動向，鋪膜溫度宜在5 ℃～35 ℃，風(fēng)力4級以下且無沙塵、無雨等不良?xì)夂蛳逻M(jìn)行。施工范圍內(nèi)嚴(yán)禁煙火，加熱工器具下應(yīng)墊支隔熱毯。復(fù)合土工膜鋪設(shè)完畢、未覆土前，應(yīng)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(fēng)掀起，見圖5。

5)土工膜材料鋪設(shè)經(jīng)檢驗合格方可回填覆土。覆土應(yīng)從一側(cè)依次回填，把膜下氣體趕出?；靥詈穸瘸^50 cm后，小型履帶式機(jī)械設(shè)備可在覆土后的膜上進(jìn)行施工作業(yè)。

6)對進(jìn)場施工人員，按照進(jìn)場順序及分工種進(jìn)行技術(shù)交底培訓(xùn)，培訓(xùn)完成后，在現(xiàn)場實(shí)驗區(qū)進(jìn)行現(xiàn)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(jié)，鋪膜長度控制在50 m左右，便于現(xiàn)場鋪膜質(zhì)量控制，能夠在當(dāng)天完成膜的平整度檢測、焊接及檢測及膜的覆土。

5 質(zhì)量控制措施

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

2)對每卷產(chǎn)品編號進(jìn)行登記。按照產(chǎn)品編號做好每卷產(chǎn)品的發(fā)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(fēng)干燥，搭設(shè)防曬網(wǎng)，遠(yuǎn)離熱源。

4)土工膜施工區(qū)域采用圍欄封閉，只設(shè)置一處進(jìn)場通道，進(jìn)場人員必須穿平底布鞋或軟膠鞋，對進(jìn)場人員按照車站安檢，進(jìn)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(jī)、火柴、道具等)。

5)鋪設(shè)土工膜時，進(jìn)行測量放量，根據(jù)鋪設(shè)長度設(shè)置鋪設(shè)起點(diǎn)和終點(diǎn)位置，預(yù)留3%～5%的松弛度，保證覆土及蓄水承壓后滿足設(shè)計工況。

6)嚴(yán)格按照試驗段工藝總結(jié)進(jìn)行組織施工，每道工序嚴(yán)格按照“三檢制”執(zhí)行。

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

8)配置錄像執(zhí)法儀、無人機(jī)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)，安排專人進(jìn)行影像分析，對可能影響質(zhì)量的部位，進(jìn)行重點(diǎn)檢查。