王超李洋
摘要：老挝色萨拉龙灌溉工程复合土工膜是心墙堆石坝唯一防渗材料，土工膜的铺、焊、锚及细料覆盖碾压是施工质量控制关键环节，通过人员培训提高技能、严格工艺水平、加强焊缝检测、使用成熟薄膜热熔焊接机、重要工序进行旁站检查等一系列综合措施，大坝心墙土工膜施工质量得到较好控制。
关键词：老挝色萨拉龙灌溉工程复合土工膜心墙堆石坝防渗施工技术
1概述
色萨拉龙灌溉工程首部枢纽由挡水坝、溢洪道及取水口组成，挡水坝为复合土工膜心墙堆石坝，最大坝高约21m，坝顶宽度5m，坝顶长度1793m，坝前坡比1:1.4，坝后坡比1:1.3，上下游坡面块石堆砌厚度1m，大坝中间为0.8mm厚复合土工膜防渗材料（见图1），土工膜上下游侧分别由100cm宽细料和80cm宽过渡料保护。大坝左岸为开敞式溢洪道，无闸门控制，溢流堰为WES型实用堰，堰顶高程为202.50m。大坝右岸为取水建筑物，取水口有交通桥与坝顶相连。库区总库容为7513万m3，灌溉干渠最大引用流量3.07m3/s。
2总施工流程
铺设土工膜→土工膜与大坝齿槽混凝土锚固→浇筑齿槽锚固墩→将土工膜翻滚至下游侧→上游侧细料填筑碾压→将土工膜翻滚致上游侧→下游侧细料填筑碾压→进行下一循环，土工膜呈“Z”字形上升。
3技术指标及心墙防渗体组成
3.1复合土工膜技术指标
大坝土工膜400g/0.8mm/400g为两布一膜复合土工膜，标称断裂强度24KN/m，复合土工膜原材料技术指标见表1
3.2坝体心墙防渗体组成
心墙防渗体由100cm宽细料、0.8mm厚两布一膜复合土工膜、80cm宽过渡料三层组成。
4土工膜施工准备阶段
1）土工膜施工前，由土工膜厂家技术指导人员进行现场技术培训，使操作人员掌握土工膜铺设和焊接技能，提高技能素质。
2）使用CAD制图软件按照土工膜每卷50m*6m尺寸在电脑上按照1:1比例模拟排列布置土工膜，合理划分土工膜下料段长，最大限度减小土工膜损耗。
3）测量人员按照土工膜1:1比例排列图，将每块土工膜安装位置标识在底板上，方便作业人员按照编号摆放土工膜。
4）用电砂轮打磨修整大坝齿槽凸起部分，用砂浆找平凹陷面，齿槽平整度控制在±5mm范围内。
5）分段涂刷齿槽表面沥青，涂刷面应连续均匀无遗漏，涂刷一段就及时铺设止水橡皮，尽量使齿槽内沥青均匀紧贴止水橡皮。
6）将宽25cm、厚0.6cm的止水橡皮贴在沥青面上，用橡胶手锤(或木锤)进行捶打，使止水橡皮与沥青充分粘连，无起拱现象。
5土工膜施工阶段
5.1土工膜与坝基齿槽锚固
1）土工膜在出仓库前，将土工膜摊铺在宽大平整场地上进行裁剪，裁剪时，用剪刀沿标识线裁剪，裁剪完毕后按土工膜长边卷起做好长度标识，方便搬运时查找。
2）将裁剪好的土工膜从长边端卷成一圈，沿坝轴线摊铺，铺设面应平整，无皱褶。与坝基齿槽连接处预留出10%富余量，使土工膜能适应环境温度变化及坝体伸缩变形。
3）土工膜与齿槽锚固是两片夹一膜，即先放宽25cm、厚0.6cm止水橡皮，将土工膜铺在止水橡皮上，再铺一道止水橡皮，然后压上宽20cm，厚1cm的扁钢条，扁钢条安装时，尽量与帷幕灌浆中心线重合。
4）在扁钢条上每间隔0.5m钻孔径D=10mm的螺栓孔，膨胀螺栓安装前先将螺帽压住套管至螺杆扁头，再将其打入钻孔内，最后用梅花扳手用力拧紧。
5）固定扁钢条时，先固定中间部位，再固定两端螺栓，然后逐次加密全段固定，以保证土工膜在压实压紧过程中不出现皱褶。
6）遇底板结构伸缩缝时，需切割断开扁钢条，避免基础不均匀沉降造成扁钢条变形。
7）钻膨胀螺栓孔时要注意避开伸缩缝处横向橡胶止水，不允许在伸缩缝处开钻打孔，杜绝钻孔打坏伸缩缝处横向橡胶止水现象。
8）用镀锌扁钢条压住土工膜时，压在扁钢条内的土工膜不允许有扭曲褶皱现象，膨胀螺栓螺帽必须紧顶扁钢条，不允许螺帽顶在螺杆的外套管上。
9）二期齿槽混凝土强度达到75%后，将土工膜翻滚至下游侧，在上游侧填筑100cm宽50cm厚细料后碾压密实，再将土工膜翻滚致上游侧，然后填筑下游侧100cm宽50cm厚的细料并碾压密实，第一层填筑结束。
10）在上下游侧翻滚土工膜时，需要多人一字排开，方便土工膜翻滚到位，摊铺在细料1:1坡度上时尽量铺设平整，转角处无皱褶。土工膜铺设填筑顺序见图2。
5.2拼接及焊接
1）按土工膜编号沿坝轴线依次摊铺，摊铺时作业人员呈一字型排开，一起使劲拉扯对齐土工膜，尽量将焊接面垂直坝轴线，防止土工膜焊接后扭曲或起鼓包。
2）土工膜焊接前要检查接头搭接情况，防止上下搭接宽度不够而出现脱焊或漏焊现象。
3）搭接缝内膜采用自动恒温(调速)电热模式双道塑料热合机焊接，土工膜局部孔洞或焊缝出现漏焊、岔焊用塑料热风焊枪修补。
4）每次焊接开始时，在现场先试焊两条搭接宽度不小于10cm的式样，焊完后，直接用力撕扯焊缝，如焊缝处不能撕开，则焊接机速度、压力、温度为焊接最佳参数。本工程土工膜热熔焊接最佳温度250～350℃，速度为2m/min。
5）焊接前，要用柔软抹布擦洗焊缝上的油污和灰尘，保证焊缝清洁干净。
6）焊机热锲头最高温度可达到450℃，在焊接过程中，要根据实际情况对焊接机速度和温度进行微调，防止热锲头温度偏高或偏低。
7）插入焊接机两侧土工膜时焊接机要沿着焊缝方向来回摆动，以免热楔头烫坏土工膜，将土工膜插入焊接机后，推上压杆手柄即可焊接。焊接时，注意观察焊接机走向及表面焊痕，发现问题及时作小范围内纠正。
8）本工程土工膜为PE乳白色透明材料，焊接过程时焊痕平整并带有透明玻璃状，表明速度与温度合适，焊痕出现严重波折，表明温度过高或速度偏慢，如焊痕不透明并带有白色状，表明温度偏低或速度偏快。
9）焊接过程中出现的遇阻烧穿、岔焊和漏焊的现象，使用热风焊枪进行补焊，补焊材料选用同标准母材，修补材料外形裁剪成圆形或椭圆形，便于热风焊枪焊牢外边缘尺寸大于待补孔洞的3cm～5cm。
10）使用热风焊枪修补时宜从一端向另一端逐面修补，修补时注意土工膜与修补材料表面温度，控制最佳温度应为两张材料表面开始软化即可粘结压紧，修补完后再用热风焊枪沿修补材料边缘线吹热软化凸起点，然后用塑料滚轮压平压紧。
11）土工膜长度不够时，需要往长方向拼接，应先把横向焊缝焊好，再焊纵缝，横向焊缝相距大于50cm应成工字型，不得十字交叉。
12）相邻土工膜焊缝应尽量错缝搭接，尽量为T字型，避免出现十字型，纵膜向焊缝交点处应用热风焊枪沿双道焊缝外缘加强焊接。
13）土工膜焊接完后及时将压杆手柄压下，使上、下胶轮处于分离状态，以免热楔头接触胶轮时间过长而烧坏胶轮。
14）用压充气法检查焊缝时，气针应准确插入2.5cm宽焊缝空腔内，用压力泵打压充气，当压力表压力升至0.15～0.20MPa时，稳压1min后，以压力表不漏气、不泄压为准。如焊缝有漏气泄压现象，应分段检查，漏气一段的焊缝除用热风焊枪封闭上下端空腔外，还需焊牢焊缝正反面土工膜外边缘。
15）拔出气针时，用热风焊枪对准针眼吹热风软化土工膜，待土工膜表面变软，用塑料滚轮压平压实针眼。
16）焊缝检查完成后，用手提式封包机沿焊缝从上至下或从下至上将土工布缝合牢固，缝合时，最好由两人配合，防止缝合过程中发生意外事故。
17）复合土工膜每约lO00m2取一试件，做焊缝拉伸强度试验，强度不低于母材的80％，且试样断裂不得在接缝处。
5.3土工膜焊接成品保护
1）在焊接好的土工膜行走时不允许穿硬底、带铁钉和带铁掌等硬质的鞋，防止人为踏坏土工膜。
2）严禁在土工膜上吸烟或使用带尖头钢筋在土工膜从事其它作业。
3）用反铲或装载机起吊土工膜时严禁使用钢丝绳捆住土工膜起吊，必须用柔软吊带或柔软织物捆住土工膜两端缓慢起吊，严禁用反铲或装载机强行将土工膜从运输车上拖下。
4）临时卸到地上的土工膜，在人工转运时不允许使用尖锐器械作为辅助转运工具，必须使用光滑木棒（木板或钢管）、柔软织物或组织足够数量健壮劳力转运到装载机上，再由装载机摆放到临时堆放点。
5）在临时转运过程中，严禁用装载机的斗齿平戳土工膜到斗内，严禁将土工膜高空抛下。
6）不能及时入库的土工膜应及时遮盖帆布或彩条布，保护堆放的土工膜不被强烈阳光直接照射。
5.4细料覆盖碾压
1）现场采用粒径为0～5mm、5～20mm、20～40mm连续级配骨料作为覆盖土工膜的保护细料，三种骨料掺和比例为40:35:25，严格控制细料砂石比例，防止超大石出现。
2）摊铺50cm厚细料后，用反铲按照测量仪器放置上口线开挖出1:1坡度，人工用铁耙扒平斗齿凹凸痕迹及清除边坡表面裸露较大石块，再用铁锹拍平坡面，以坡面无尖锐石子和无较大凹凸为准。
3）土工膜铺设到细料上后，拉扯平展，尽量使土工膜贴平贴紧细料，再覆盖细料。
4）用反铲铺筑细料时，撒料高度不宜超过1.0m以上，以免产生较大冲击力而移动土工膜，但也不能过低，以免反铲斗齿划破土工膜。
5）反铲铺筑时，尽量摊铺平整，层厚均匀，方便振动碾碾压，局部不平整的位置，用铁耙或铁锹整平。
6）铺筑过程中如有超粒径大石，可用人工剔除。
7）用振动碾先静碾两遍，然后激震碾压6遍，碾压过程中用水管均匀洒水，以便碾压密实。
8）碾压时按照先外后里原则进行碾压，先从覆盖土工膜外缘线开始碾压，然后由外到里缓慢碾压。
9）碾压时注意谨慎驾驶操作，防止碾压外露土工膜，碾压完毕后，用挖坑法取样，细料干密度合格后即可填筑上一层细料。
5.5土工膜与周边混凝土锚固
本工程复合土工膜与周边锚固主要有上部与坝顶防浪墙、左侧与溢洪道侧墙、右侧与取水口边墙等三种锚固方式。
1）与坝顶防浪墙锚固。土工膜上升到防浪墙底部高程204.7m后，铺设土工膜前用压路机碾压防浪墙下游2.5m宽的面层填筑料，并在表面铺洒细砂，铺设土工膜后，再铺筑2.5m宽50cm厚细料并碾压密实。
2）与溢洪道侧墙锚固。浇筑溢洪道侧墙时在侧墙内预埋10cm×20cm（深×宽）一矩形木盒，拆除侧墙模板时，连同矩形木盒一同拆除，在墙体内形成凹槽，在凹槽内涂刷沥青，铺上塑料止水片，再用镀锌扁钢条压紧锚固土工膜，然后回填混凝土。
3）与取水口边墙锚固。在墙面涂刷沥青，再粘贴止水片，然后用镀锌扁钢条压住土工膜钻孔拧紧锚固螺栓，最后用混凝土包裹，待混凝土自由收缩稳定后，再沿墙边灌注沥青，特别是墙体边角缝隙要注意加强处理，防止水从薄弱的墙体边角处渗漏。
6结语
1）坝底齿槽不平整度控制在±5mm之内，镀锌扁钢条必须压紧压实土工膜，避免因了土工膜锚固不严密而出现渗漏现象。
2）土工膜在细料中呈“Z”字形上升时，每层铺设土工膜时留有10%富余量，使土工膜能适应坝体自由沉降变形。
3）土工膜接头搭接厚薄要严格一致，防止出现热熔焊接时接头不能相互融合而产生质量缺陷。
4）严格控制细料修坡平整度，铺设细料面上不允许有尖锐物或明显凸起大石块，较好地保护了土工膜。
5）铺筑细料厚度既不能太薄也不能太厚。铺筑太薄，重型振动碾产生激震力损坏土工膜，细料没有起到保护作用，铺筑太厚，不能较好保证压实度，因此，严格控制细料铺筑厚度，是质量控制关键环节之一。
6）铺筑细料前要严格检查土工膜表面及焊缝的质量情况，不允许表面有孔洞及焊缝脱落现象，及时发现及时修补，防患于未然。
7）大坝两侧土工膜按图纸预留足够长度伸缩节，方便土工膜在坝体变形过程中能够自由伸缩不受损伤。
作者简介
王超（1984-07），男，湖南益阳人，本科，工程师，商务经理，从事水利水电施工合同管理，电话：15185687932，拟评2017年高级工程师职称。
李洋（1989-03），男，河南邓州人，专科，助理工程师，副部长，从事水利水电施工质量管理，电话：15572722035，拟评2017年工程师职称。