土工膜焊接质量的检测与试验

土工膜对水、无机物、绝大多数气体、大多数有机溶剂等液体的低渗透性是众所周知的。但是土工膜的孔洞会导致严重的渗漏，在发生事故的报道中，接缝的失效是最常见的。因此，保证接缝的整体性是确保土工膜形成有效隔离和长期工作的前提。目前，土工膜的拼接技术已很成熟。对热塑性塑料，主要采用焊接的方法，速度较快、可靠性很高。

在工厂接缝的膜，接缝的质量相对容易控制。而对于现场施工的接缝来说，质量起伏大，不容易控制，要考虑膜厚度、膜的柔韧性、环境温度、湿度、风速、坡度及施工人员的技术水平等诸多因素的影响。土工膜焊接为精细施工，需要长期积累经验，施工人员必须既掌握土工膜的工程应用原理，又能根据施工条件处置各种复杂情况。

土工膜焊接质量检验，是土工膜施工中极为关键的一个环节。随着施工的进展，要求及时检查土工膜拼接缝的焊接质量，每道焊缝完成后，随即进行质量检查。对焊缝百分之百进行检验，其目的在于确保土工膜的施工质量。

焊接质量的检测与试验包括无损检测和有损检测。

（一）有损检测

膜的种类决定了其接缝的评价标准及方法，大致可分为热塑料（如PVC、CSPE、EVA、CPE）和热塑半结晶材料（如PE、PP和PB）。

有损检测试验主要包括剪切和剥离。HDP E是最典型的半结晶热塑土工膜。它们最常用的方法是凸起挤压焊和单轨或双轨热楔体焊接。对于确定剪切和剥离强度的试验，试样呈哑铃形，长165mm，窄截面宽12.7mm，长90mm，试样端部宽19.0mm。

拉伸试验

使用万能材料试验机，可以测试土工膜的拉伸强度、伸长率、撕裂强度以及焊缝的剥离强度和剪切强度。

拉伸试验，通常均在实验室内进行。国外进口的手提式拉力试验机（图3-5-18），可在施工现场完成上述各项拉伸试验，虽然实验条件不太严格，但测试很方便，可以满足一般工程需要。

图3-5-18 便携式土工膜焊接拉力测试机

LEISTER EXAMO300F型便携式土工膜焊接拉力测试机主要的技术参数见表3-5-6。

表3-5-6 LEISTER EXAMO300F型便携式土工膜焊接拉力测试机技术参数

LEISTER EXAMO300F型便携式土工膜焊接拉力测试机适用于土工膜、土工织物及塑料薄膜材料焊接后的剪切、剥离和拉伸测试，液晶屏幕显示最大拉力（F_peak）、撕断点拉力及拉伸过程中对应的参数，测试完后在屏幕上均可以数值显示出，测试样片拉伸后显示出最大屈服点的拉力。

用拉力机进行拉伸剥离试验：垂直于焊缝取样，样条宽度20mm，拉伸时拉伸速度为50mm/min。对于较薄的LDPE土工膜、EVA土工膜、PVC土工膜、PB土工膜焊缝不可剥离为合格。所谓不可剥离，系指试样拉断，或拉至缩颈，断裂或缩颈的部位不在焊道上，可在焊道的边缘上。对于较厚、硬的HDP E土工膜或MDP E土工膜，焊缝不是干干净净的剥离，即为合格。所谓“干干净净的剥离”，系指焊接界面被剥离后，两片土工膜焊接处均未留下对方的尸肉。此法对热楔焊接和挤压焊接试样同样适用。

土工膜焊缝强度的破坏性取样检测：针对每台焊接设备焊接一定长度取一个破坏性试样进行室内实验分析（取样位置应立即修补），定量的检测焊缝强度质量，热熔及挤出焊缝强度合格的判定标准应符合表3-5-7的规定。

表3-5-7 热熔及挤出焊缝强度判定标准值

每个试样裁取10个25.4mm宽的标准试件，分别做5个剪切试验和5个剥离试验。每种试验5个试样的测试结果中应有4个符合上表中的要求，且平均值应达到上表标准、最低值不得低于标准值的80%方视为通过强度测试。

如不能通过强度测试，须在测试失败的位置沿焊缝两端各6m范围内重新取样测试，重复以上过程直至合格为止。对排查出有怀疑的部位用挤出焊接方式加以补强。

（二）无损检测(www.xing528.com)

无损检测在作为防渗、隔离的土工膜中是必需的。试想，即使接缝的剪切，剥离强度都很高，但接缝不连续的话，是起不到任何防渗、隔离作用的。

1.充气检漏

此法仅适用于热楔焊缝质量的检验。充气检漏法使用了简单的仪器——充气检漏仪，如图3-5-19所示。

图3-5-19 充气检漏仪

针对热熔焊接形成双轨焊缝，焊缝中间预留气腔的特点，应采用气压检测设备检测焊缝的强度和气密性。一条焊缝施工完毕后，将焊缝气腔两端封堵，用气压检测设备对焊缝气腔加压至250kPa，维持3～5min，气压不应低于240kPa，然后在焊缝的另一端开孔放气，气压表指针能够迅速归零方视为合格（图3-5-20）。

图3-5-20 压力测试气针做HDPE土工膜双焊缝打压测漏

2.抽气试验

此法不仅对焊缝，而且对土工膜平面上任何疑点处均适用。抽气试验使用了一种真空检漏仪，如图3-5-21所示。

图3-5-21 真空检漏仪示意图

1，6—上下层土工膜 2—泥子 3—焊包 4—真空罩 5—泡沫橡胶 7—抽气口 8—真空表

真空检漏的原理很简单，即在土工膜的焊缝处，或土工膜面上有渗漏点，将该处先涂以肥皂水，将真空检漏仪盖在其上，开启真空泵，透明罩内形成负压，漏点处将有肥皂泡产生，这可由透明罩外观察到。若观察不到肥皂泡，则说明该处并无渗漏点。采用真空检漏时，有两点需要说明：其一是透明罩内边缘产生肥皂泡，不能说明土工膜有渗漏点。其二是当透明罩骑在挤压焊接的焊缝上时，焊包处必须用泥子抹成缓慢过滤的坡，才可以保证泡沫橡胶密封的可靠性。

采用真空检漏时，一般真空度为160～533.3MPa，需要保压观察时，一般压力为200～240MPa，保压30s即可。北京市新意塑料应用研究所制造的DM49型真空检漏仪主要参数如表3-5-8所示。

表3-5-8 DM49型真空检漏仪主要参数

土工膜挤压焊接的真空检测：挤压焊接所形成的单轨焊缝，应采用真空检测方法检测。用真空检测设备直接对焊缝待检部位施加负压，当真空罩内气压达到25～35kPa时焊缝无任何泄漏方视为合格（如图3-5-22所示）。

图3-5-22 真空测漏罩对HDPE膜T或X形焊缝做负压检测漏点

3.电火花测试

土工膜挤压焊缝的电火花测试（如图3-5-23所示），等效于真空检测，适应地形复杂的地段，应预先在挤压焊缝中埋设一条Φ0.3～0.5mm的细铜线，利用35kV的高压脉冲电源探头在距离焊缝10～30mm的高度探扫，无火花出现视为合格，否则说明出现火花的部位有漏洞。

图3-5-23 土工膜挤压焊缝的电火花测试