复合土工膜施工技术在渠道防渗工程中的应用研究
关键词 复合土工膜,施工技术,应用研究
前言
复合土工膜防渗技术广泛应用于水利水电工程、堤防渠道工程、水库加固防渗等方面，取得了良好的经济效益和社会效益。
近年来渠道防渗的重要性日益为人们所重视。复合土工膜以其具有保温、防渗效果好，使用寿命长、能减轻冻害等特点，在渠道防渗方面深受管理用户好评。现结合现场施工及质量控制的实践经验就复合土工膜施工技术及质量控制谈一些自己的看法。
一、复合土工膜的结构形式和性能指标
复合土工膜是采用聚乙烯或聚氯乙烯的增强改性，压延成塑料薄膜与涤纶针刺土工布热合而成，其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断渠底漏水通道，以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应渠底变形;而土工布也是一种高分子短纤维化学材料，通过针刺或热粘变形，具有较高的抗拉强度和延伸性，复合土工膜的防渗性能主要取决于塑料薄膜的防渗性能，而它与土工布结合后提高了塑料薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力，而且由于土工布表面粗糙，增大了接触面的摩擦系数，有利于复合土工膜及保护层的稳定。同时，它们对细菌和化学作用有较好的耐侵蚀性，不怕酸、碱、盐类的侵蚀。
复合土工膜是有一布一膜、二布一膜，具有竖向防渗、水平导水的性能，强度及抗老化性能较高。
复合土工膜的性能指标见下表：
二、 施工技术
其渠道复合土工膜施工分为材料进场验收、拼接、清基、铺设、覆盖等几个步骤，现分述如下。
(一) 原材料质量控制
结合工程设计要求所选复合土工膜规格，确定复合土工膜的质量标准，几何尺寸，选择生产规模较大，产品质量符合要求的生产厂家进行选购。
按有关规程规范的规定，对于进场的复合土工膜必须有厂家提供的合格证书、性能及特性指标和使用说明书。在每批土工膜进入现场后，首先进行外观检查，土工膜不允许有针眼，疵点和厚薄不均匀;土工膜不允许有裂口、孔洞、裂纹或退化变质等。
其次，对其物理性能、水力学性质、力学性能和耐久性进行抽样检验。土工合成材料以大片或卷材的货包，必须贴有标签，标明该膜的制造厂名称、制造号(或组装号)、安装号、类型、厚度、尺寸及重量。
(二)拼接
土工膜拼接质量是关系到防渗的主要问题，土工膜的拼接有搭接法、焊接法和粘接法等，近年我们在新疆施工中常用的是焊接法，用专用焊接机焊接。
(1)土工膜的拼接由供膜厂家派专业人员现场指导，施工单位配合做好拼接前、拼接后的铺设、整平等工作。
(2)当日平均气温低于-3℃或出现大风天气时，土工膜在露天环境不允许焊接。
(3)土工膜的现场拼接每道焊缝搭接长度10cm，焊接工艺应满足有关规程规范或施工图纸的要求。
(4)焊接前必须对焊接面进行清扫，焊接面上不得有油污、灰尘并保持黏(搭)结面干燥。
(5)土工膜的现场拼接接头应确保其具有可靠的防渗效果。在拼接过程中和拼接后24小时内，拼接面不得承受任何拉力，严禁焊接面发生错动。土工膜接缝焊接强度不低于母材的80%。
(6)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、收缩起皱等扭曲鼓包现象时，应将其剔除后重新进行焊接。
(7)在斜坡上搭接时，在同一断面上应将高处的膜搭接在低处的膜面上进行焊接。
(8)在土工膜的拼接处沿渠道轴线方向上游的膜要压在下游的膜上面。
(9)及时对焊接质量进行检测，采用目测法和现场检漏法，对焊接不牢的部位及时修补。
(三)铺设
在复合土工膜铺设前，需清除基面上可能损伤复合土工膜的带楞硬物，填平坑凹，按要求处理好坡面，渠道土方填筑及坡面修整完毕，坡面平整度、压实度均达到设计要求后方可进行土工膜铺设。
铺膜基槽验收合格后，在基槽表面洒水湿润，保证膜料紧密地贴在基床上。膜层应平整，层间要洁净，而且要上游一幅压下游一幅，并使缝口吻合紧密，将膜下空气完全排出来。施工时应注意以下事项：
(1)土工合成材料铺设前，应通过基础面的验收，并按施工图纸要求铺填支持面。
(2)铺设面上应清除杂草物，保证铺设面平整，不允许出现凸出凹陷的部位，排除铺设工作范围内的积水。
(3)土工合成材料的铺设应根据要求以及尽量减少接缝的数量等因素确定，并应符合施工图纸的要求。
(4)土工膜铺设应保持松弛状，以适应变形。
(5)土工膜与基础及支持层之间压平贴紧，顶部锚固长度应符合施工图纸的要求，避免架空。
(6)铺设过程中，作业人员不得穿硬底皮鞋及带钉的鞋。不准直接在土工膜上卸放砼护坡块体，不准用带尖头的钢筋作撬动工具，严禁在土工膜上敲打石料和一切可能引起土工膜损坏的施工作业。
(7)为防止大风吹损，在铺设期间所有土工膜均应用沙袋或软性重物压住，直至保护层施工完为止。当天铺设的土工膜应在当天全部拼接完成。
(8)采用热溶焊接方式进行材料拼接时，应保证有足够的焊接宽度，防止发生漏焊、烫伤和褶皱等缺陷。
(9)采用土工膜防渗体时，应规划好施工道路，车辆、设备等不得直接在土工膜上行驶或作业。
(10)施工时如发现土工膜损坏，应及时修补。
(四)覆盖
土工膜铺设必须在平整密实的渠床面上进行，铺好的土工膜应在12小时内完成其上砼浇筑(衬砌);否则应采取另外的临时防护措施，以防紫外线照射加速防渗土工膜的老化。铺设完毕的土工膜严禁刺破物和其它对土工膜不利的类似物体直接接触土工膜表面。
(1)覆盖前进行外观检查，在每层土工膜被覆盖前，应按SL/T225-98第5.6.9条1、2项的规定目测有无漏接，接缝是否烫伤、无褶皱，铺设是否平整;用真空法和充气法对全部焊接接缝进行检测，查找有无漏接。
(2)进行拼接缝强度的测试检验，按SL/T225-98第5.6.9条3项的规定，每1000m2取一试样，作拉伸强度试验，要求接缝处强度不低于母材的80%，且试件断裂不得在接缝处，否则接缝不合格。
(3)进行土工膜上的保护层施工时，应从坡脚处开始铺设，沿渠坡向上推进。任何时候施工设备均不得直接在土工膜上行驶或作业。
(4)对施工过程中遭受损坏的土工膜，应及时按监理工程师的指示进行修理，在修理土工膜前，应将保护层破坏的部位下不符合要求的料物清除干净，补充填入合格料物，并予整平，对受损的土工膜，应按监理工程师指示进行拼接处理。
三、复合土工膜施工过程质量控制要点
(1)焊缝质量检测
焊缝质量检测主要有目测法和现场检漏法，目测法主要观察焊缝有无漏接，烫损、褶皱、拼接是否均匀等。现场检测法是对焊缝进行充气检测，将待检焊缝两端封死，在两条焊缝间空腔部位插入气针，充气至100kPa，静观10min，观察真空表，若气压稳定，则焊缝质量合格，若气压下降，则对焊缝进行逐处检查，找出焊接不牢的部位及时修补。
(2)在坡面上进行土工膜焊接时，施工中应将一个单元的土工膜在平地上进行焊接，质量检查合格后再进行整体铺设，尽量减少在坡面上进行焊接，以免机器行走不均匀，造成土工膜烫损。
(3)土工膜的原材料是高分子聚合物它对氧化(老化)十分敏感，容易发生降解反应和交换反应，引起其组成、结构的变化而逐渐失去原有的优良特性。对于先期进行的衬砌工程，为避免土工膜铺设时间较长受晒变质，应将护坡土工膜外露部分埋于地下。
结语
复合土工膜作为一种防渗材料在渠道防渗中应用的前景很好，复合土工膜在施工中的核心问题是保证土工膜的完整性和铺设质量，因此施工中严格按照施工技术要求，严格现场焊接和粘接的质量控制，避免人为或其他因素的破坏，就能实现提高防渗工程质量、降低工程造价和提高工程效益的作用。