中国水电建设集团十五工程局有限公司 陕西西安 710065
摘要：通过对两布一膜复合土工膜直接搭接焊接的工艺试验，应用到现场施工，保证了施工质量，加快施工进度。
关键词：焊接原理；工艺试验；分析评价；控制要点。
1 引言
土工膜作为防渗体系应用于工程中，具有渗透小，易施工等优点。传统复合土工膜施工，两端边道预留80mm-100mm的光膜，以进行连接施工，施工过程中，先对底部土工布缝接后，在对土工膜进行连接，最后在对顶部土工布缝接，以保证土工膜不被破坏。此工艺存在施工连接需3次连接工序，底层土工布缝接过程中，会不同程度的带入污染物，土工膜焊接前需先清理干净，同时土工膜焊接过程中，对外层土工布连接平整度要求较高，增加劳动力投入，施工繁琐，整套施工工序耗时耗力。随着科学技术的发展，新型土工膜焊接机不断创新，可以对两布一膜，不预留边道，一体式直接搭接后通过对布膜相后融化至土工膜层直接焊接，从而节省工序，加快施工进度。在施工应用中，此工艺常被用于临时性低水头渠道工程，通过本工程56m水头土石坝对两布一膜直接焊接工艺应用于心墙防渗体系，在施工中施工质量控制为重点控制要素，保证了施工质量，加快了施工进度。
2.工程概况
上游围堰为土石围堰，堰顶高程562.00m，围堰顶宽10m，最大堰高约56m。围堰下部及基础采用高压旋喷防渗墙防渗，围堰上部采用土工膜心墙防渗。523.00m高程以上坡比均为1：1.8，523.00m高程上游面设置宽8m马道，下游面设置3m宽马道，523.00m高程以下坡比均为1：1.5。复合土工膜规格采用350g/0.8mmPE/350g。
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图1 上游围堰最大横剖面图
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图2 复合土工膜结构图
3.土工膜焊接方法简介
土工膜焊接技术是通过特制LST900 型土工膜焊接机（功率 1800W、电压 230V、温度 0～450℃），焊枪（温度 0～450℃），对复合土工膜之间的搭接缝进行加热、热压，使不同片段的复合土工膜中部夹层土工织物、HDPE、PE-C、PP、LDPE 等成分热融化后，通过热压使之相互结合的连接方式，见图1。
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图1 两布一膜无预留边直接焊接形式
4.工艺试验
剪裁 20cm×100cm 试验土工膜片段24片，每2片为一组焊接。在剪裁过程中，保证土工膜平整、干净，避免遇水接触或存在折皱、空洞、破损的现象。
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5.质量分析评价
1.焊接温度过低时，两膜间土工布未充分融化，导致两膜间存在未连接缝隙形成渗水通道，且土工织物融化后连接形成脆性连接，用手直接可以折断撕开，见下图2。
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图2 低温土工布未熔化
2.焊接温度达到临界值时（即膜开始熔化温度）两膜间未充分连接，部分土工织物未完全熔化，影响连接均匀性，通过静水袋检查，漏水。
3.焊接温度达到最佳值时，两膜间土工织物充分熔化熔开，土工膜加热熔化后熔为一体，通过切割断面观察，空腔周边土工膜一体性完整，焊接缝隙挤露熔融物均匀，焊缝处厚度均匀连接完整，接缝处膜色无明显变化，通过水袋检查无渗水，通过气压检测，对焊缝插入气针充气至 0.15Mpa，保持 5min，压力表数值无明显下降，表明焊缝焊接较好，对充气检测合格焊接件进行焊缝抗拉强度检测，满足规范规定母材强度85%要求，表明试验成功，见图3。
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图3 最佳温度断面
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图4 接缝均匀挤露熔融物
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图4 不同型式接头
4.焊接温度超过最佳值一定范围时，焊缝处较薄，空腔周边土工膜断开，直接穿透膜层，用手可以折断撕开或从焊接处断裂，见图5。
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图5 温度过高时断裂
通过试验对比，最终确定420℃为最佳温度，两膜间均匀连接为一体，颜色单一，且无肉眼可见夹杂物，充气检测合格，焊接抗拉强度检测合格，满足施工要求。
6.焊接工艺质量控制要点
（1）针对不同厚度和不同材质两布一膜复合土工膜的焊接温度和行走速度需进行试验论证，确保熔融层至膜层均匀连接为一体时，焊接抗拉强度满足规范要求。
（2）复合土工膜接缝处不得有污染物，搭接过程宜先搭接至预留宽度后再铺设，便于保护搭接面不被泥沙等杂物污染，施工过程中需对搭接面层进行覆盖保护，避免泥沙进入土工织物，污染搭接面，如图6。
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图6 土工膜施工搭接面保护
（3）焊接过程中，需随时注意焊机的运行情况，根据焊缝厚度、焊缝外挤露熔融物等对速度和温度进行微调。
（4）当复合土工膜长度不够时，需要长向拼接，应先把横向焊缝焊好，再焊纵缝，横向焊缝相距大于 50cm 应成“T”字型，不得“十”字交叉。
（5）当复合土工膜接缝处有结露、潮湿等影响时，需晒干或吹干处理后再进行焊接。
7.总结
土工膜无预留边直接焊接技术的应用相比传统两布一膜的施工工艺，提高了施工效率，同时减少了土工膜施工时人员的多次踩踏产生的质量隐患，在施工铺设过程中，能够一次铺设到位，保证了土工膜的铺设质量。
作者：
王大强（1989.1.15），男，工程师，中国水电十五局南欧江七级电站质检站站长，主要从事工程质量管理，检试验管理工作。Email：543989607@qq.com。