白鶴灘水電站上游圍堰采用復(fù)合土工膜斜墻防滲，土工膜鋪設(shè)面積約 25000m，其鋪設(shè)及焊接質(zhì)量直接影響圍堰的防滲效果，對(duì)工程影響巨大。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，施工、建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理聯(lián)合對(duì)土工膜施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，形成了一套完整的斜坡面土工膜施工技術(shù)及工藝，并成功應(yīng)用于工程中，可以為類似斜坡面、大面積、高標(biāo)準(zhǔn)條件下的土工膜施工提供借鑒。

1、概述
1.1 工程概況
白鶴灘水電站上游圍堰為 3 級(jí)建筑物，按 50 年一遇洪水流量 28700m/s 設(shè)計(jì)，堰前水位655.58m，采用復(fù)合土工膜斜墻土石圍堰，堰頂高程 658.00m，最大堰高83.0m，堰頂寬12.0m，堰頂軸線長(zhǎng)約208m。圍堰上游面坡比為1:1.5~1:2.3，下游面坡比為 1:1.75，考慮馬道，綜合坡比為 1:2.25。
上游圍堰防滲墻施工平臺(tái) 615.00m 高程以上采用復(fù)合土工膜斜墻防滲，土工膜斜墻防滲體高度43.0m，土工膜下部設(shè)置 0.5m 厚的墊層及 30m 厚的過(guò)渡層;土工膜表面噴 20cm 厚的 C25 混凝土保護(hù)層。
斜墻土工膜采用 350g/1.0mm HDPE/350g 復(fù)合土工膜，為兩布一膜。一般大面積土工膜的拼接采用雙縫熱合焊接，邊角處土工膜及缺陷修補(bǔ)采用塑料擠壓焊接。
1.2 土工膜材料要求
上游圍堰采用350g/1.0mmHDPE/350g 兩布一膜復(fù)合土工膜。其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 1。

2、基礎(chǔ)條件要求
2.1 氣候及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求
土工膜鋪設(shè)及焊接應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度 5C以上、風(fēng)力3級(jí)以下且無(wú)雨、無(wú)雪的氣象條件下進(jìn)行，施工環(huán)境最高氣溫以不對(duì)施工人員的身體造成傷害為限制 (35C左右)。施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境保證土工膜表面的清潔干燥并采取相應(yīng)的防風(fēng)、防塵措施，以防土工膜被陣風(fēng)掀起或沙塵污染。若施工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力大于 5級(jí)，采取擋風(fēng)措施防止焊接溫度波動(dòng)，并加強(qiáng)對(duì)土工膜的防護(hù)和壓覆。
2.2 現(xiàn)場(chǎng)人員要求及規(guī)章制度
參加土工膜鋪設(shè)、焊接、檢查、驗(yàn)收的技術(shù)人員和操作工人應(yīng)接受專項(xiàng)培訓(xùn)，直接操作人員須經(jīng)考核合格后方可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工。施工現(xiàn)場(chǎng)要求如下
(1)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的所有人員嚴(yán)禁抽煙，也不得將火種帶入現(xiàn)場(chǎng)。
(2)所有人員進(jìn)人土工膜施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，必須穿軟底鞋或棉襪，不得穿釘鞋、高跟鞋及硬底鞋。
(3)已完成焊接鋪設(shè)的范圍禁止所有車輛、施工機(jī)械人內(nèi)，除檢測(cè)人員及下道工序施工人員外，其他閑雜人員一律不許入內(nèi)。
(4)已完成鋪設(shè)的土工膜需要及時(shí)采用土工布沙袋壓重，防止陣風(fēng)吹翻損傷土工膜
土工膜鋪設(shè)后如暴露時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)采用黑色遮陽(yáng)布 (或彩條布)覆蓋，防止太陽(yáng)紫外線照射損傷。
2.3 下支持層要求
土工膜鋪設(shè)前，應(yīng)首先對(duì)土工膜下支持墊層面進(jìn)行檢查，鋪設(shè)面上應(yīng)清除一切樹(shù)根、雜草、尖石及鋼釘鋼筋頭、碎鐵塊等尖銳物體，盡量保證鋪設(shè)砂研石墊層面平整，并應(yīng)碾壓密實(shí)。排除鋪設(shè)工作范圍內(nèi)的所有積水，焊接時(shí)基底面的表面應(yīng)盡量干燥，含水率宜在 15%以下。
2.4 土工膜材料要求及質(zhì)量檢查
該工程土工膜為兩布一膜復(fù)合土工膜，布面與膜黏合緊密，加工成型后分開(kāi)極為困難，因此為滿足相鄰膜塊間的焊接要求，避免現(xiàn)場(chǎng)撕膜及裁剪浪費(fèi)，必須在施工前根據(jù)下支持層情況進(jìn)行嚴(yán)格的下料設(shè)計(jì)，并報(bào)送生產(chǎn)廠家，由廠家根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)每塊土工膜進(jìn)行定型生產(chǎn)，并根據(jù)需要在端頭預(yù)留煤接接頭。土工膜下料設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖 1。

土工膜鋪設(shè)前，應(yīng)首先對(duì)采購(gòu)并運(yùn)抵工地的土工膜根據(jù)要求進(jìn)行抽樣檢查。經(jīng)檢驗(yàn)，質(zhì)量不合格或不符合設(shè)計(jì)要求的同批次土工膜不得投人使用。
2.5施工人員培訓(xùn)
2.5.1 焊接施工人員培訓(xùn)
施工前，應(yīng)對(duì)每個(gè)焊接操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，要求操作人員熟悉焊機(jī)的原理、操作及使用注意事項(xiàng)等;應(yīng)采用與實(shí)際施工相同規(guī)格的土工膜進(jìn)行試焊，在各種施工環(huán)境條件下焊縫的成功率達(dá)到 95%以上才能開(kāi)始實(shí)際焊接施工。
2.52現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員培訓(xùn)
檢測(cè)人員需經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，熟悉土工膜施工和檢測(cè)過(guò)程、檢測(cè)設(shè)備的原理、操作和注意事項(xiàng)，能夠?qū)Ω鞣N質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確描述和分析。
目測(cè)檢查人員和現(xiàn)場(chǎng)撕裂檢查人員經(jīng)培訓(xùn)后，對(duì)明顯的漏焊、虛焊、燙傷等焊縫缺陷可以比較容易地識(shí)別出來(lái);充氣檢測(cè)人員經(jīng)培訓(xùn)后，能熟練將氣針插人焊接的中空檢測(cè)部位，并不會(huì)破壞下層土工膜。2.5.3缺陷修補(bǔ)人員培訓(xùn)
缺陷修補(bǔ)人員應(yīng)熟悉LST600 塑料擠出式焊槍的原理、使用注意事項(xiàng)及操作規(guī)范，根據(jù)修補(bǔ)方案和修補(bǔ)工藝，采用與實(shí)際施工相同格的土工膜進(jìn)行缺陷修補(bǔ)在各種施工環(huán)境條件下修補(bǔ)成功率達(dá)到 95%以上才能開(kāi)始實(shí)際修補(bǔ)施工。
3土工膜施工工藝流程
復(fù)合土工膜施工工藝流程為:施工準(zhǔn)備測(cè)量放樣--銷膜、裁剪一對(duì)正、搭齊一壓膜、定型擦拭塵土--焊接試驗(yàn)一縫下層布--焊接一檢測(cè)一修補(bǔ)一復(fù)檢-縫上層布一驗(yàn)收一下道工序。
施工過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”，每道工序經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下道工序施工。
土工膜施工
土工膜鋪設(shè)
(1)土工膜鋪設(shè)前，對(duì)銷設(shè)區(qū)城進(jìn)行復(fù)檢，然后按《土工膜下料設(shè)計(jì)圖》要求對(duì)每塊土工膜位置進(jìn)行嚴(yán)格放樣，再將編號(hào)區(qū)域?qū)?yīng)的土工搬運(yùn)到工作面。
(2)土工膜一般采用人工裝卸，卷幅較長(zhǎng)的土工膜可采用機(jī)械輔助吊裝《吊繩宜采用尼龍編織帶一類柔性繩帶，嚴(yán)禁采用鋼絲繩等一類繩索直接吊)，鋪設(shè)時(shí)人工從坡面自上而下翻滾鋪設(shè)，也可采用自行設(shè)計(jì)土工膜轉(zhuǎn)軸支架輔助展開(kāi)，拖拉平顧，松緊適度，并注意預(yù)留接頭和伸縮節(jié)，保證土工膜整體受力性能。
(3)鋪設(shè)土工膜時(shí)應(yīng)對(duì)正、搭齊，同時(shí)做到壓膜定型，鋪設(shè)到位后用沙袋或軟性重物壓住土工膜，防止被風(fēng)吹起扭卷，直至保護(hù)層施工完畢為止。當(dāng)天鋪設(shè)的土工膜在當(dāng)天全部拼接完成。
(4)設(shè)過(guò)中，不準(zhǔn)使用帶尖頭的作動(dòng)工具，嚴(yán)禁在復(fù)合土工膜上打石料和一切可能引起材料破損的施工作業(yè)。
(5) 復(fù)合土工膜與基礎(chǔ)墊層之間應(yīng)壓平貼緊，避免架空，清除氣泡，以保證安全。
(6) 攤鋪時(shí)應(yīng)檢查土工膜的外觀質(zhì)，用醒目的記號(hào)筆標(biāo)記已發(fā)現(xiàn)的機(jī)被損傷和生產(chǎn)性創(chuàng)傷、孔洞和折損等缺陷的位置，并做好記錄。
土工膜焊接4.2
土工膜焊接采用 LST900自動(dòng)爬行式焊接機(jī)進(jìn)行施工，每次正式焊接前均應(yīng)進(jìn)行試焊以確定適合當(dāng)時(shí)環(huán)境條件的焊接工藝，試焊長(zhǎng)度不小于 1.0m。試完成后對(duì)目測(cè)及檢漏合格的焊縫進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)撕拉測(cè)試，母材先于焊縫撕裂方可認(rèn)為合格。
正式施焊前，需首先將焊縫表面采用干紗布擦干擦凈，做到無(wú)水、無(wú)塵、無(wú)垢，焊接過(guò)程及施工間歌期均需對(duì)焊繼做經(jīng)常性的防護(hù)。
焊接操作按3人一組分組進(jìn)行，焊接時(shí) 3人沿焊縫成一條直線:第一個(gè)人負(fù)責(zé)擦膜、調(diào)整寬度和清除障礙，第二個(gè)人控制焊接，根據(jù)外側(cè)焊縫距膜邊距離隨時(shí)調(diào)整焊機(jī)走向，第三個(gè)人牽引電纜線，并對(duì)焊縫質(zhì)進(jìn)行目測(cè)檢查，對(duì)懷疑有缺陷的部位用顏色鮮明的記號(hào)筆作出標(biāo)記，以便后續(xù)檢查，但在焊接后 2 內(nèi)不得進(jìn)行撕拉檢測(cè)。
焊接過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的氣溫、風(fēng)速等施工條件調(diào)整焊接參數(shù)。已焊接完成但尚未進(jìn)行覆蓋處理的土工膜四周應(yīng)設(shè)置警示標(biāo)志，嚴(yán)禁設(shè)備和施工人員入內(nèi)。
4.3士工膜接縫質(zhì)量檢測(cè)
復(fù)合土工膜接縫質(zhì)量檢查項(xiàng)目有:目測(cè)、檢漏《包括充氣法和真空法)、抽樣做抗拉試驗(yàn)。所有檢測(cè)內(nèi)容均應(yīng)在接縫完全冷卻后方可進(jìn)行。檢測(cè)過(guò)程及結(jié)果應(yīng)詳細(xì)記錄，標(biāo)識(shí)在施工圖上，且在土工膜檢測(cè)部位醒目標(biāo)識(shí)。
5缺陷修補(bǔ)
缺陷的確認(rèn)及編號(hào)5.1
對(duì)焊接檢驗(yàn)切除樣件部位、鋪焊后發(fā)現(xiàn)的材料破損與缺陷、焊接缺陷以及檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)的不合格部位等，均應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)。施工過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)隨時(shí)發(fā)現(xiàn)的缺陷部位用顏色鮮明的記號(hào)筆標(biāo)記，并加編號(hào)記人施工記錄，以免修補(bǔ)時(shí)霸掉。
5.2缺陷修補(bǔ)設(shè)備及工藝
對(duì)子土工膜焊縫或土工膜未焊區(qū)城存在的缺陷，要求采用 LST600 塑料擠出式焊槍進(jìn)行修補(bǔ)，針對(duì)不同類型的缺陷，分別采用以下對(duì)應(yīng)修補(bǔ)工藝。5.21孔修
(1)對(duì)破損部位的土工膜適度打毛，打磨范圍稍大于用于修補(bǔ)的 HDPE 膜，并把表面清干凈保持干燥。
《2)將直徑為 150mm 的 HDPE 土工膜黏結(jié)面打毛并清理干凈。
(3)用手持?jǐn)D出式塑料焊槍沿黏結(jié)面周邊用焊料擠出黏結(jié)固定，焊料要均勻連續(xù)，焊縫寬度不小于20mm5.22補(bǔ)
當(dāng)虛焊漏焊長(zhǎng)度不大于 50mm 時(shí)，采取以下措施O將虛焊謝焊部位前后 100mm 長(zhǎng)范圈的上層雙焊縫搭接邊裁剪至焊縫黏結(jié)處;@將焊料數(shù)結(jié)范打毛并清理干凈，用手持塑料擠出式焊槍進(jìn)行修補(bǔ);@焊縫寬度不小于20mm。
當(dāng)虛焊源焊長(zhǎng)度超過(guò) 50mm 時(shí)，將漏焊部位前后120mm 長(zhǎng)范的上層雙焊縫搭接邊裁剪至焊縫黏結(jié)處，然后采用孔洞修補(bǔ)工藝進(jìn)行外貼 HDPE 膜修補(bǔ)外貼圓形 HDPE 膜片的直徑為大于漏部位前后各100mm。
5.2.3
若土工膜表面的凹坑深度小于土工膜設(shè)計(jì)厚度的 1/3，將凹坑部位打毛后用擠出式塑料焊槍擠出焊料進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)直徑30~50mm。
若土工膜表面的凹坑深度大于或等于土工膜設(shè)計(jì)厚度的 1/3，按孔洞修補(bǔ)工藝執(zhí)行。
5.24T形接頭補(bǔ)
(1)將T形接頭部位適度打毛，打磨范稍大于用于修補(bǔ)的 HDPE 土工膜，并把表面清理干凈、保持干燥。
(2)將直徑為 250mm的 HDPE 黏結(jié)面打毛并清理干凈。
(3)用手持塑料擠出式焊槍沿黏結(jié)面周邊用焊料擠出黏結(jié)固定，煤料要均勻連續(xù)，焊縫寬度不小于20mm。
5.3 修補(bǔ)后的檢查
缺陷修補(bǔ)后應(yīng)采用真空法對(duì)修補(bǔ)部位進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)不合格的部位應(yīng)重新修補(bǔ)并重新檢測(cè)，直至合格為止。
施工注意事項(xiàng)
(1)土工膜施工應(yīng)在干燥、暖和的天氣進(jìn)行，降雨時(shí)應(yīng)停止施工，雨停止之后重新施工時(shí)應(yīng)將接縫位置的雨水擦拭干凈，并經(jīng)監(jiān)理工程師確認(rèn)后，方可進(jìn)行后續(xù)鋪設(shè)和拼接施工。
(2)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)密切注防火，不得將種帶施工現(xiàn)場(chǎng)
(3)為了便于拼接，防止應(yīng)力集中，土工鋪設(shè)采用波浪形松弛方式，富余度約為 1.5%，攤開(kāi)后及時(shí)拉平、拉開(kāi)，要求土工膜與坡面吻合平整，無(wú)突起褶皺。(4)鋪設(shè)時(shí)氣溫在5~35C為宜，考慮到土工膜的熱脹冷縮性，氣溫較低時(shí)土工膜的鋪設(shè)應(yīng)緊一些，氣溫較高時(shí)應(yīng)松弛。
(5)應(yīng)對(duì)焊接機(jī)定時(shí)保養(yǎng)，要經(jīng)常清理焊接機(jī)設(shè)備中的殘留物。
7結(jié)語(yǔ)
由于白鶴灘水電站上游圍堰土工膜斜墻在施工前進(jìn)行了詳細(xì)的鋪設(shè)分區(qū)規(guī)劃和下料設(shè)計(jì)，膜塊定型生產(chǎn)加工，現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)、焊接及修補(bǔ)施工方法科學(xué)合理，大大縮短了土工膜施工工期，使圍堰在加高填筑啟動(dòng)時(shí)間延遲3個(gè)月的情況下于2016 年汛前順利完成了防滲體系施工，為白鶴灘水電站縮短直線工期做出了重要的貢獻(xiàn)。