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【摘 要】 南水北调中线工程总干渠混凝土衬砌面板基层下复合土工膜，主要用于防止总干渠渠道运行时混凝土面板的渗漏。复合土工膜可有效防止渠道水通过混凝土衬砌裂缝渗入渠基而增加地下水对渠道面板的扬压力进而造成破坏，其施工质量优劣直接影响渠道的运行安全，其他类似渠道防渗工程可供参考。
【关键词】 渠道；土工膜；连接；施工质量
1.工程概况
南水北调中线一期工程总干渠，渠道衬砌边坡结构自下而上为：软式透水管及逆止阀等渠道自排水系统、粗砂垫层、聚苯乙烯保温板、复合土工膜（150g/m2-0.3mm-150g/m2）、混凝土面板。
2.施工规划布置
2.1施工规划
土工膜连接方式有热熔焊接和KS胶粘结，若条件允许的情况下，因热熔焊接施工工艺成熟、质量可靠，应优先选用焊接。但在土工膜预留时间过长导致新旧土工膜无法焊接以及渠道与桥梁墩柱结合部位需要土工膜与混凝土粘结的情况下需使用KS胶粘结连接，KS胶可以实现膜材、混凝土、无纺布三种材料之间的自粘与互粘，并且可以任意拼接，既可避免材料的浪费，又弥补了热熔焊接应用的局限性。
土工膜的连接部位有渠坡与渠底及特殊部位的连接。一般情况下先施工渠坡再施工渠底，因此渠坡施工时要在坡肩与坡脚预留土工膜，在渠底混凝土施工前，与渠底土工膜进行连接；特殊部位主要指土工膜与桥梁墩柱等跨渠结构部位的连接。
不论采用哪种连接方式，正式施工前都应该进行复合土工膜连接的生产性工艺试验。
2.2施工程序
根据现场考察，结合本工程特点，土工膜连接施工总体程序为：渠床（墩柱表面）基层清理→膜材铺设→膜面清理→焊机检查调试（或KS胶加热）→焊（或粘）接→焊缝检查（包括目测、充气检查、取样送检）→验收合格。
3.施工方法
3.1施工准备
3.1.1准备工作
（1）设备及材料
①手持式超薄土工膜焊接机：LST810型，输入电压220V、频率50Hz，搭接宽度10cm，功率800w，焊接速度0.5～5m/min，加热温度0～450℃，焊接材料厚度0.2～1.5mm，焊接宽度12.5mm×2条，中间空腔12mm，焊缝强度≥85%母材（剪切方向抗拉），整机重量4.8Kg、绝缘等级II类。
②热风焊枪：输入电压220V、频率50/60Hz，功率1500W，空气最大流量230L/min，温度范围30～700℃，整机重量1.2Kg。
③小型缝包机。④气压式检测仪及秒表。⑤吸尘器。⑥粘结剂：KS胶。
⑦复合土工膜：600g/m2两布一膜复合土工膜（150g/m2-0.3mm-150g/m2）。
（2）施工现场条件
①气候条件：晴天，环境气温5～35℃之间，低于5℃时需进行预热。
②基层表面干燥、平整、压实度满足铺设要求。
③将备好的复合土工膜材铺设平整，预留好足够长度后在坡肩用编织袋装土或土埋法临时固定。
④膜面清洁：预留复合土工膜上的杂物一般采用吸尘器配合手工清理，粘结前必须将上下层土工膜粘结面上的灰尘、泥土、油污、水汽等杂物清理干净，保持粘结面清洁干燥。
⑤土工膜质量检查：铺设平整无褶皱、松紧适宜、预留长度、位置正确、膜面无破损等。
3.1.2土工膜施工控制重点
（1）土工膜铺设工艺符合质量标准要求。
（2）焊接工艺参数准确合理。
（3）焊后的成品进行有效保护。
3.2施工方法
3.2.1热熔连接
热熔焊接工艺性试验要确定的参数有：检验焊接机的机械性能和生产能力、根据不同批次复合土工膜膜材的生产质量来确定焊接机的工作参数（焊接机的行走速度、焊接温度）。
连接施工程序为：缝合底层土工布→热熔焊接中层土工膜→缝合上层土工布
（1）底层土工布用尼龙线通过缝包机进行缝合。
（2）将焊机接通电源，设定焊接温度在250～300℃范围内，行走速度在1.5～2.5m/min之间进行焊接作业。两相邻土工膜沿长边方向进行拼缝搭接，搭接宽度10～15cm。焊接焊缝为两道，每道焊缝宽度约为2×10mm，两道焊缝间距约16mm，并纵向每隔2m对两端部进行封闭，以便进行密封性测试。
（3）在焊接过程中和焊接后2h内，焊接面不得承受任何拉力，严禁焊接面发生错动。
（4）中层土工膜焊接工序检验合格后，再缝合上层土工布。
3.2.2 KS胶粘结施工方法
粘结主要用于新旧土工膜无法焊接及特殊部位的连接。KS胶粘结工艺性试验要确定的参数有：不同气温条件下KS胶的加热温度、粘结宽度、涂胶厚度、粘结温度。
（1）一般情况下，粘结宽度10～20cm，涂胶厚度0.5mm，KS胶的加热温度以150～180℃为宜，现场控制以液面翻泡而不冒烟为准。
（2）在连接部位的土工膜结合面涂抹KS胶，涂胶不应过厚亦不能漏涂，一次涂胶长度控制在50cm以内为宜。
（3）粘结必须随涂随粘，将上下土工膜粘结面平行对齐，并采用手工或自行加工的滚筒从同一方向反复挤压排气、压紧结合面。
（4）特殊部位连接时，复合土工膜应依据墩柱的几何尺寸裁剪好，墩柱表面清理干净后涂刷KS胶，将中间层土工膜与墩柱契合粘结，外层土工布通过PVC压条加钢带抱箍固定。
3.3施工质量控制措施
1）基层表面满足设计要求，并经参加四方进行隐蔽工程联合验收。
2）复合土工膜铺设应平顺、整齐、无褶皱、无绷紧、与基础支持面之间应压平贴实、避免架空，膜材铺设松紧适宜，能够使土工布与膜材同步受力。 3）连接人员必须培训合格后持证上岗并保持稳定。
4）施工前严格进行工艺性试验。
5）接头布置：多块土工膜连接时，接缝应互相错开100cm以上，焊接形成的结点应为“T”字型，不得有“十”字型接头。“T”型接头宜采用母材补疤，形状为圆形，直径不小于30cm；土工膜连接应上游膜压下游膜。
6）搭接宽度符合要求，偏差在允许范围之内。对双焊缝焊接的宽度为2×10mm，搭接宽度100mm，其允许偏差为0～+20mm。
7）焊缝质量检测方法：对不同编号的焊缝均按目测、充气检测及破坏试验的步骤进行检测，并对试验数据进行准确记录。
目测主要是对膜材外观、焊缝质量等进行细致的检查。发现膜面有孔眼等缺陷及焊接过程中出现的漏焊、虚焊、破损、烫伤和收缩褶皱、扭曲鼓包等质量缺陷，及时用新鲜的母材修补。
充气检测主要采用气压式检测仪对焊缝形成的封闭空间逐段进行密封性测试。双焊缝间充气压力需达到0.15MPa～0.2MPa，保持5min内无明显压降且打开封堵后压力明显下降即为合格。不合格段须仔细查验，找出漏气点后用热风焊枪予以补焊，再次测试，直至合格为止。
室内破坏性试验主要是对焊缝的抽检样品做抗拉强度试验，接缝焊接强度不得低于母材强度的80%。
8）充气检查合格后需再次整平复合土工膜并及时固定好，针孔要用记号笔标记清楚，验收完后用KS胶粘结修补。
9）在土工膜粘结过程和粘结后2小时内，粘结面不得承受任何拉力或扰动。
3.4成品保护措施
1）预留的土工膜在短期内不能后续施工时，必须用彩条布包裹埋入土体或其他方法保护以防止老化。
2）铺设好后的土工膜禁止上人扰动。
4.结束语
总之，复合土工膜作为渠系防渗一种新型材料，广泛应用于输水、农田灌溉等基础水利设施，其施工质量优劣直接影响到这些基础设施的正常使用寿命，在施工中必须严格过程管控，确保施工质量达到设计标准才能有效发挥它的作用和优势。
参考文献：
[1]总干渠郑州2段第一施工标段相关图纸[M].
[2]渠道防渗工程技术规范，SL18-2004[S].
[3]土工合成材料 非织造布复合土工膜，GB/T 17642-2008[S].
[4]聚乙烯（PE）土工膜防渗工程技术规范，SL/T 231-1998[S].
[5]南水北调中线干线工程渠道衬砌施工培训手册，国务院南水北调办监督司、南水北调工程建设监管中心、中线干线工程建管局[S].
作者简介：李胜刚，男，2013年7月毕业于华北水利水电大学，水利水电工程专业，工程师。
【关键词】 渠道；土工膜；连接；施工质量
1.工程概况
南水北调中线一期工程总干渠，渠道衬砌边坡结构自下而上为：软式透水管及逆止阀等渠道自排水系统、粗砂垫层、聚苯乙烯保温板、复合土工膜（150g/m2-0.3mm-150g/m2）、混凝土面板。
2.施工规划布置
2.1施工规划
土工膜连接方式有热熔焊接和KS胶粘结，若条件允许的情况下，因热熔焊接施工工艺成熟、质量可靠，应优先选用焊接。但在土工膜预留时间过长导致新旧土工膜无法焊接以及渠道与桥梁墩柱结合部位需要土工膜与混凝土粘结的情况下需使用KS胶粘结连接，KS胶可以实现膜材、混凝土、无纺布三种材料之间的自粘与互粘，并且可以任意拼接，既可避免材料的浪费，又弥补了热熔焊接应用的局限性。
土工膜的连接部位有渠坡与渠底及特殊部位的连接。一般情况下先施工渠坡再施工渠底，因此渠坡施工时要在坡肩与坡脚预留土工膜，在渠底混凝土施工前，与渠底土工膜进行连接；特殊部位主要指土工膜与桥梁墩柱等跨渠结构部位的连接。
不论采用哪种连接方式，正式施工前都应该进行复合土工膜连接的生产性工艺试验。
2.2施工程序
根据现场考察，结合本工程特点，土工膜连接施工总体程序为：渠床（墩柱表面）基层清理→膜材铺设→膜面清理→焊机检查调试（或KS胶加热）→焊（或粘）接→焊缝检查（包括目测、充气检查、取样送检）→验收合格。
3.施工方法
3.1施工准备
3.1.1准备工作
（1）设备及材料
①手持式超薄土工膜焊接机：LST810型，输入电压220V、频率50Hz，搭接宽度10cm，功率800w，焊接速度0.5～5m/min，加热温度0～450℃，焊接材料厚度0.2～1.5mm，焊接宽度12.5mm×2条，中间空腔12mm，焊缝强度≥85%母材（剪切方向抗拉），整机重量4.8Kg、绝缘等级II类。
②热风焊枪：输入电压220V、频率50/60Hz，功率1500W，空气最大流量230L/min，温度范围30～700℃，整机重量1.2Kg。
③小型缝包机。④气压式检测仪及秒表。⑤吸尘器。⑥粘结剂：KS胶。
⑦复合土工膜：600g/m2两布一膜复合土工膜（150g/m2-0.3mm-150g/m2）。
（2）施工现场条件
①气候条件：晴天，环境气温5～35℃之间，低于5℃时需进行预热。
②基层表面干燥、平整、压实度满足铺设要求。
③将备好的复合土工膜材铺设平整，预留好足够长度后在坡肩用编织袋装土或土埋法临时固定。
④膜面清洁：预留复合土工膜上的杂物一般采用吸尘器配合手工清理，粘结前必须将上下层土工膜粘结面上的灰尘、泥土、油污、水汽等杂物清理干净，保持粘结面清洁干燥。
⑤土工膜质量检查：铺设平整无褶皱、松紧适宜、预留长度、位置正确、膜面无破损等。
3.1.2土工膜施工控制重点
（1）土工膜铺设工艺符合质量标准要求。
（2）焊接工艺参数准确合理。
（3）焊后的成品进行有效保护。
3.2施工方法
3.2.1热熔连接
热熔焊接工艺性试验要确定的参数有：检验焊接机的机械性能和生产能力、根据不同批次复合土工膜膜材的生产质量来确定焊接机的工作参数（焊接机的行走速度、焊接温度）。
连接施工程序为：缝合底层土工布→热熔焊接中层土工膜→缝合上层土工布
（1）底层土工布用尼龙线通过缝包机进行缝合。
（2）将焊机接通电源，设定焊接温度在250～300℃范围内，行走速度在1.5～2.5m/min之间进行焊接作业。两相邻土工膜沿长边方向进行拼缝搭接，搭接宽度10～15cm。焊接焊缝为两道，每道焊缝宽度约为2×10mm，两道焊缝间距约16mm，并纵向每隔2m对两端部进行封闭，以便进行密封性测试。
（3）在焊接过程中和焊接后2h内，焊接面不得承受任何拉力，严禁焊接面发生错动。
（4）中层土工膜焊接工序检验合格后，再缝合上层土工布。
3.2.2 KS胶粘结施工方法
粘结主要用于新旧土工膜无法焊接及特殊部位的连接。KS胶粘结工艺性试验要确定的参数有：不同气温条件下KS胶的加热温度、粘结宽度、涂胶厚度、粘结温度。
（1）一般情况下，粘结宽度10～20cm，涂胶厚度0.5mm，KS胶的加热温度以150～180℃为宜，现场控制以液面翻泡而不冒烟为准。
（2）在连接部位的土工膜结合面涂抹KS胶，涂胶不应过厚亦不能漏涂，一次涂胶长度控制在50cm以内为宜。
（3）粘结必须随涂随粘，将上下土工膜粘结面平行对齐，并采用手工或自行加工的滚筒从同一方向反复挤压排气、压紧结合面。
（4）特殊部位连接时，复合土工膜应依据墩柱的几何尺寸裁剪好，墩柱表面清理干净后涂刷KS胶，将中间层土工膜与墩柱契合粘结，外层土工布通过PVC压条加钢带抱箍固定。
3.3施工质量控制措施
1）基层表面满足设计要求，并经参加四方进行隐蔽工程联合验收。
2）复合土工膜铺设应平顺、整齐、无褶皱、无绷紧、与基础支持面之间应压平贴实、避免架空，膜材铺设松紧适宜，能够使土工布与膜材同步受力。 3）连接人员必须培训合格后持证上岗并保持稳定。
4）施工前严格进行工艺性试验。
5）接头布置：多块土工膜连接时，接缝应互相错开100cm以上，焊接形成的结点应为“T”字型，不得有“十”字型接头。“T”型接头宜采用母材补疤，形状为圆形，直径不小于30cm；土工膜连接应上游膜压下游膜。
6）搭接宽度符合要求，偏差在允许范围之内。对双焊缝焊接的宽度为2×10mm，搭接宽度100mm，其允许偏差为0～+20mm。
7）焊缝质量检测方法：对不同编号的焊缝均按目测、充气检测及破坏试验的步骤进行检测，并对试验数据进行准确记录。
目测主要是对膜材外观、焊缝质量等进行细致的检查。发现膜面有孔眼等缺陷及焊接过程中出现的漏焊、虚焊、破损、烫伤和收缩褶皱、扭曲鼓包等质量缺陷，及时用新鲜的母材修补。
充气检测主要采用气压式检测仪对焊缝形成的封闭空间逐段进行密封性测试。双焊缝间充气压力需达到0.15MPa～0.2MPa，保持5min内无明显压降且打开封堵后压力明显下降即为合格。不合格段须仔细查验，找出漏气点后用热风焊枪予以补焊，再次测试，直至合格为止。
室内破坏性试验主要是对焊缝的抽检样品做抗拉强度试验，接缝焊接强度不得低于母材强度的80%。
8）充气检查合格后需再次整平复合土工膜并及时固定好，针孔要用记号笔标记清楚，验收完后用KS胶粘结修补。
9）在土工膜粘结过程和粘结后2小时内，粘结面不得承受任何拉力或扰动。
3.4成品保护措施
1）预留的土工膜在短期内不能后续施工时，必须用彩条布包裹埋入土体或其他方法保护以防止老化。
2）铺设好后的土工膜禁止上人扰动。
4.结束语
总之，复合土工膜作为渠系防渗一种新型材料，广泛应用于输水、农田灌溉等基础水利设施，其施工质量优劣直接影响到这些基础设施的正常使用寿命，在施工中必须严格过程管控，确保施工质量达到设计标准才能有效发挥它的作用和优势。
参考文献：
[1]总干渠郑州2段第一施工标段相关图纸[M].
[2]渠道防渗工程技术规范，SL18-2004[S].
[3]土工合成材料 非织造布复合土工膜，GB/T 17642-2008[S].
[4]聚乙烯（PE）土工膜防渗工程技术规范，SL/T 231-1998[S].
[5]南水北调中线干线工程渠道衬砌施工培训手册，国务院南水北调办监督司、南水北调工程建设监管中心、中线干线工程建管局[S].
作者简介：李胜刚，男，2013年7月毕业于华北水利水电大学，水利水电工程专业，工程师。