白鶴灘水電站上游圍堰采用復合土工膜斜墻防滲，土工膜鋪設面積約 25000m，其鋪設及焊接質量直接影響圍堰的防滲效果，對工程影響巨大。在項目實施過程中，施工、建設、設計、監(jiān)理聯(lián)合對土工膜施工關鍵技術進行了系統(tǒng)研究，形成了一套完整的斜坡面土工膜施工技術及工藝，并成功應用于工程中，可以為類似斜坡面、大面積、高標準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 級建筑物，按 50 年一遇洪水流量 28700m/s 設計，堰前水位655.58m，采用復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 615.00m 高程以上采用復合土工膜斜墻防滲，土工膜斜墻防滲體高度43.0m，土工膜下部設置 0.5m 厚的墊層及 30m 厚的過渡層;土工膜表面噴 20cm 厚的 C25 混凝土保護層。
斜墻土工膜采用 350g/1.0mm HDPE/350g 復合土工膜，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 兩布一膜復合土工膜。其主要技術參數(shù)見表 1。
2、基礎條件要求
2.1 氣候及現(xiàn)場環(huán)境要求
土工膜鋪設及焊接應在現(xiàn)場環(huán)境溫度 5C以上、風力3級以下且無雨、無雪的氣象條件下進行，施工環(huán)境最高氣溫以不對施工人員的身體造成傷害為限制 (35C左右)。施工現(xiàn)場環(huán)境保證土工膜表面的清潔干燥并采取相應的防風、防塵措施，以防土工膜被陣風掀起或沙塵污染。若施工時現(xiàn)場風力大于 5級，采取擋風措施防止焊接溫度波動，并加強對土工膜的防護和壓覆。
2.2 現(xiàn)場人員要求及規(guī)章制度
參加土工膜鋪設、焊接、檢查、驗收的技術人員和操作工人應接受專項培訓，直接操作人員須經考核合格后方可進行現(xiàn)場施工。施工現(xiàn)場要求如下
(1)進入施工現(xiàn)場的所有人員嚴禁抽煙，也不得將火種帶入現(xiàn)場。
(2)所有人員進人土工膜施工現(xiàn)場時，必須穿軟底鞋或棉襪，不得穿釘鞋、高跟鞋及硬底鞋。
(3)已完成焊接鋪設的范圍禁止所有車輛、施工機械人內，除檢測人員及下道工序施工人員外，其他閑雜人員一律不許入內。
(4)已完成鋪設的土工膜需要及時采用土工布沙袋壓重，防止陣風吹翻損傷土工膜
土工膜鋪設后如暴露時間較長，應采用黑色遮陽布 (或彩條布)覆蓋，防止太陽紫外線照射損傷。
2.3 下支持層要求
土工膜鋪設前，應首先對土工膜下支持墊層面進行檢查，鋪設面上應清除一切樹根、雜草、尖石及鋼釘鋼筋頭、碎鐵塊等尖銳物體，盡量保證鋪設砂研石墊層面平整，并應碾壓密實。排除鋪設工作范圍內的所有積水，焊接時基底面的表面應盡量干燥，含水率宜在 15%以下。
2.4 土工膜材料要求及質量檢查
該工程土工膜為兩布一膜復合土工膜，布面與膜黏合緊密，加工成型后分開極為困難，因此為滿足相鄰膜塊間的焊接要求，避免現(xiàn)場撕膜及裁剪浪費，必須在施工前根據(jù)下支持層情況進行嚴格的下料設計，并報送生產廠家，由廠家根據(jù)設計要求對每塊土工膜進行定型生產，并根據(jù)需要在端頭預留煤接接頭。土工膜下料設計圖見圖 1。
土工膜鋪設前，應首先對采購并運抵工地的土工膜根據(jù)要求進行抽樣檢查。經檢驗，質量不合格或不符合設計要求的同批次土工膜不得投人使用。
2.5施工人員培訓
2.5.1 焊接施工人員培訓
施工前，應對每個焊接操作人員進行培訓，要求操作人員熟悉焊機的原理、操作及使用注意事項等;應采用與實際施工相同規(guī)格的土工膜進行試焊，在各種施工環(huán)境條件下焊縫的成功率達到 95%以上才能開始實際焊接施工。
2.52現(xiàn)場檢測人員培訓
檢測人員需經專業(yè)培訓，熟悉土工膜施工和檢測過程、檢測設備的原理、操作和注意事項，能夠對各種質量問題進行準確描述和分析。
目測檢查人員和現(xiàn)場撕裂檢查人員經培訓后，對明顯的漏焊、虛焊、燙傷等焊縫缺陷可以比較容易地識別出來;充氣檢測人員經培訓后，能熟練將氣針插人焊接的中空檢測部位，并不會破壞下層土工膜。2.5.3缺陷修補人員培訓
缺陷修補人員應熟悉LST600 塑料擠出式焊槍的原理、使用注意事項及操作規(guī)范，根據(jù)修補方案和修補工藝，采用與實際施工相同格的土工膜進行缺陷修補在各種施工環(huán)境條件下修補成功率達到 95%以上才能開始實際修補施工。
3土工膜施工工藝流程
復合土工膜施工工藝流程為:施工準備測量放樣--銷膜、裁剪一對正、搭齊一壓膜、定型擦拭塵土--焊接試驗一縫下層布--焊接一檢測一修補一復檢-縫上層布一驗收一下道工序。
施工過程中嚴格執(zhí)行“三檢制”，每道工序經監(jiān)理工程師驗收合格后方可進行下道工序施工。
土工膜施工
土工膜鋪設
(1)土工膜鋪設前，對銷設區(qū)城進行復檢，然后按《土工膜下料設計圖》要求對每塊土工膜位置進行嚴格放樣，再將編號區(qū)域對應的土工搬運到工作面。
(2)土工膜一般采用人工裝卸，卷幅較長的土工膜可采用機械輔助吊裝《吊繩宜采用尼龍編織帶一類柔性繩帶，嚴禁采用鋼絲繩等一類繩索直接吊)，鋪設時人工從坡面自上而下翻滾鋪設，也可采用自行設計土工膜轉軸支架輔助展開，拖拉平顧，松緊適度，并注意預留接頭和伸縮節(jié)，保證土工膜整體受力性能。
(3)鋪設土工膜時應對正、搭齊，同時做到壓膜定型，鋪設到位后用沙袋或軟性重物壓住土工膜，防止被風吹起扭卷，直至保護層施工完畢為止。當天鋪設的土工膜在當天全部拼接完成。
(4)設過中，不準使用帶尖頭的作動工具，嚴禁在復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) 復合土工膜與基礎墊層之間應壓平貼緊，避免架空，清除氣泡，以保證安全。
(6) 攤鋪時應檢查土工膜的外觀質，用醒目的記號筆標記已發(fā)現(xiàn)的機被損傷和生產性創(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自動爬行式焊接機進行施工，每次正式焊接前均應進行試焊以確定適合當時環(huán)境條件的焊接工藝，試焊長度不小于 1.0m。試完成后對目測及檢漏合格的焊縫進行現(xiàn)場撕拉測試，母材先于焊縫撕裂方可認為合格。
正式施焊前，需首先將焊縫表面采用干紗布擦干擦凈，做到無水、無塵、無垢，焊接過程及施工間歌期均需對焊繼做經常性的防護。
焊接操作按3人一組分組進行，焊接時 3人沿焊縫成一條直線:第一個人負責擦膜、調整寬度和清除障礙，第二個人控制焊接，根據(jù)外側焊縫距膜邊距離隨時調整焊機走向，第三個人牽引電纜線，并對焊縫質進行目測檢查，對懷疑有缺陷的部位用顏色鮮明的記號筆作出標記，以便后續(xù)檢查，但在焊接后 2 內不得進行撕拉檢測。
焊接過程中應隨時根據(jù)現(xiàn)場的氣溫、風速等施工條件調整焊接參數(shù)。已焊接完成但尚未進行覆蓋處理的土工膜四周應設置警示標志，嚴禁設備和施工人員入內。
4.3士工膜接縫質量檢測
復合土工膜接縫質量檢查項目有:目測、檢漏《包括充氣法和真空法)、抽樣做抗拉試驗。所有檢測內容均應在接縫完全冷卻后方可進行。檢測過程及結果應詳細記錄，標識在施工圖上，且在土工膜檢測部位醒目標識。
5缺陷修補
缺陷的確認及編號5.1
對焊接檢驗切除樣件部位、鋪焊后發(fā)現(xiàn)的材料破損與缺陷、焊接缺陷以及檢驗時發(fā)現(xiàn)的不合格部位等，均應進行修補。施工過程中應注意對隨時發(fā)現(xiàn)的缺陷部位用顏色鮮明的記號筆標記，并加編號記人施工記錄，以免修補時霸掉。
5.2缺陷修補設備及工藝
對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 塑料擠出式焊槍進行修補，針對不同類型的缺陷，分別采用以下對應修補工藝。5.21孔修
(1)對破損部位的土工膜適度打毛，打磨范圍稍大于用于修補的 HDPE 膜，并把表面清干凈保持干燥。
《2)將直徑為 150mm 的 HDPE 土工膜黏結面打毛并清理干凈。
(3)用手持擠出式塑料焊槍沿黏結面周邊用焊料擠出黏結固定，焊料要均勻連續(xù)，焊縫寬度不小于20mm5.22補
當虛焊漏焊長度不大于 50mm 時，采取以下措施O將虛焊謝焊部位前后 100mm 長范圈的上層雙焊縫搭接邊裁剪至焊縫黏結處;@將焊料數(shù)結范打毛并清理干凈，用手持塑料擠出式焊槍進行修補;@焊縫寬度不小于20mm。
當虛焊源焊長度超過 50mm 時，將漏焊部位前后120mm 長范的上層雙焊縫搭接邊裁剪至焊縫黏結處，然后采用孔洞修補工藝進行外貼 HDPE 膜修補外貼圓形 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計厚度的 1/3，將凹坑部位打毛后用擠出式塑料焊槍擠出焊料進行修補，修補直徑30~50mm。
若土工膜表面的凹坑深度大于或等于土工膜設計厚度的 1/3，按孔洞修補工藝執(zhí)行。
5.24T形接頭補
(1)將T形接頭部位適度打毛，打磨范稍大于用于修補的 HDPE 土工膜，并把表面清理干凈、保持干燥。
(2)將直徑為 250mm的 HDPE 黏結面打毛并清理干凈。
(3)用手持塑料擠出式焊槍沿黏結面周邊用焊料擠出黏結固定，煤料要均勻連續(xù)，焊縫寬度不小于20mm。
5.3 修補后的檢查
缺陷修補后應采用真空法對修補部位進行檢測，檢測不合格的部位應重新修補并重新檢測，直至合格為止。
施工注意事項
(1)土工膜施工應在干燥、暖和的天氣進行，降雨時應停止施工，雨停止之后重新施工時應將接縫位置的雨水擦拭干凈，并經監(jiān)理工程師確認后，方可進行后續(xù)鋪設和拼接施工。
(2)現(xiàn)場應密切注防火，不得將種帶施工現(xiàn)場
(3)為了便于拼接，防止應力集中，土工鋪設采用波浪形松弛方式，富余度約為 1.5%，攤開后及時拉平、拉開，要求土工膜與坡面吻合平整，無突起褶皺。(4)鋪設時氣溫在5~35C為宜，考慮到土工膜的熱脹冷縮性，氣溫較低時土工膜的鋪設應緊一些，氣溫較高時應松弛。
(5)應對焊接機定時保養(yǎng)，要經常清理焊接機設備中的殘留物。
7結語
由于白鶴灘水電站上游圍堰土工膜斜墻在施工前進行了詳細的鋪設分區(qū)規(guī)劃和下料設計，膜塊定型生產加工，現(xiàn)場鋪設、焊接及修補施工方法科學合理，大大縮短了土工膜施工工期，使圍堰在加高填筑啟動時間延遲3個月的情況下于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。
