地下管网防渗工程技术方案

文件编号：SMXM-CJY-JSCS-018-2010

中国石油四川石化炼化一体化工程

1000万吨∕年常减压蒸馏装置

地下管道防渗施工方案

中国石油天然气第一建设公司

四川项目部

2010年6月24日

版次：A/1

目录

1 总体概述 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1

1.1编制说明与编制依据 ------------------------------------------------------------------------------------------- 1 2 施工组织总体方案 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 2

2.1 施工准备工作流程图 ------------------------------------------------------------------------------------------- 2 3 防渗施工工艺流程 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 4 防渗材料主要施工方法及技术措施 -------------------------------------------------------------------------- 4

4.1土工膜焊接要求 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 5

4.2 HDPE土工膜主要施工方法 ----------------------------------------------------------------------------------- 5

4.3 HDPE土工膜焊接质量检测方法 --------------------------------------------------------------------------- 15

4.4HDPE土工膜质量保护措施 ---------------------------------------------------------------------------------- 17

4.5 HDPE土工膜缺陷的修补 ----------------------------------------------------------------------------------- 18

4.6 600G/㎡长丝无纺土工布施工方法 ------------------------------------------------------------------------ 18 5 项目组织机构及劳动力安排 ----------------------------------------------------------------------------------- 21

5.1施工管理人员组织架构 -------------------------------------------------------------------------------------- 21 6 工程质量管理 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23

6.1质量保证体系 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 23

7．JHA分析表 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23

1 总体概述

1.1编制说明与编制依据

1.1.1编制说明

本施工组织设计方案是根据中国石油四川石化1000万吨/年常压蒸馏装置地下管网防渗工程HDPE土工膜防渗工程采购、施工分包框架本工程施工图纸，对现场进行踏勘、了解后，结合公司的技术、设备、资金能力，有针对性的编制而成。编制时对整个工程的工期、质量目标，现场平面布置，劳动力组织，施工进度计划控制，机械设备及材料进场计划，分部分项工程施工工艺及技术措施、HSE保证、安全文明施工及环境保护等诸多因素尽可能做了充分考虑，突出其科学性、适用性及针对性。

1.1.2编制依据

1.1.2.1适用相关标准

本工程所涉及的设计标准、规范、产品标准、规范，工程标准、规范，验收标准、规范，符合国家有关条例及规范。包括但不限于以下标准：

国家颁布的法律、法规及其他相关规定:

《中华人民共和国建筑法》

《中华人民共和国环境保护法》

《建设工程安全生产管理条例》

《中国石油天然气集团公司建设工程安全监理暂行规范》

国家关于环境管理规定和职业安全卫生管理规定:

国家颁布的规章、规程及行业标准:

《石油化工给水排水管道工程施工及验收规范》SH3533-2003

《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008

《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》CJJ113-2007

《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001

《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ-46-2005

《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99

施工期间如果有相关新标准、规程、规范出台，以新标准、规程、规范为准

1.1.2.2 其他参考文件：现场的踏勘的数据情况。

2 施工组织总体方案

2.1 施工准备工作流程图

2.1.1施工准备工作计划

施工准备是整个施工生产的前提，根据本工程的内容和实际情况，公司与项目部共同制定施工准备工作计划，为工程顺利进展打下良好基础。根据其特点，对施工前准备工作，必须细致、认真的进行，否则可能造成人力、物力的浪费。

2.1.2工程准备工作计划如下：

表1 工作准备计划表

3 防渗施工工艺流程

中国石油四川石化炼化一体化工程1000万吨/年常压蒸馏装置地下管网防渗工程，根据土建基础实施进度情况共分为不同区域进行施工，且每块工程涉及的防渗材料包括两层无纺布和一层防渗膜，施工要求严格，确保防渗系统不发生任何渗漏。因此要统筹安排、合理分工确保本工程的顺利完工。

中国石油四川石化炼化一体化工程1000万吨/年常压蒸馏装置地下管网防渗施工流程图：

图1 防渗施工工艺流程图

管渠基础防渗结构层自下而上为：土工布、HDPE土工膜、土工布。

平整地基（基础层）完成后经验收，依次进行土工布铺设、HDPE土工膜铺设、土工布铺设。下层防渗材料施工完成并得到监理工程师验收合格后才可进行上层防渗材料的施工，且上层防渗材料施工时不得破坏下层防渗材料。如意外损伤应通知监理工程师并及时进行修补。

图2 地下管网防渗系统结构图

4 防渗材料主要施工方法及技术措施

4.1土工膜焊接要求

4.1.1边坡接缝应平行于坡度线，在边坡上不应存在水平接缝；

4.1.2水平接缝与坡脚和存有高压力地方的距离须大于1.5m；

4.1.3接缝均采用热熔焊接，局部修补采取挤压焊接。焊前必须进行试焊，并进行拉力试验，定量测试焊缝的剪切强度和剥离强度；

4.1.4 T字形接头及十字形接头应采用母材补疤，焊缝采用挤压焊接，尺寸不小于300mm×300mm；疤角需修圆。

4.1.5每条焊缝应逐条检验。焊缝不得出现虚焊、漏焊或超量焊。

图3 T型接头补疤

4.2 HDPE土工膜主要施工方法

4.2.1 HDPE膜施工工艺流程

在土工膜铺设前，先画出土工膜的铺设和焊接平面布置图，具体的流程为：首先根据场区的实际地形尺寸进行规划→按实际规划尺寸进行裁膜并运至施工现场的相对应的位置→按施工操作程序进行铺设、焊接→自检合格后申请验收，为下道工序作好准备。

以上工艺流程见（下页）框架图

图4 HDPE土工膜工艺流程图

4.2.2热熔焊接原理

图5 热熔焊接原理图 4.2.3热熔焊接操作程序

以下为热熔焊接程序图。

填写焊接记录

图6 热熔焊接程序图

4.2.4热熔焊机的操作要点

4.2.4.1开机后，仔细观察指示仪表显示的升温情况，使设备充分预热。 4.2.4.2向焊机中插入膜时，搭接尺寸要准确，动作要迅速。

4.2.4.3在焊接中，司焊人员要密切注视焊缝的状况，及时调整焊接速度，以确保焊接质量。 4.2.4.4在焊接中要保持焊缝的平直整齐，应及早对膜下不平整部分采取应对措施，避免影

响焊机顺利自行。遇到特殊故障时，应及时停机，避免将膜烫坏。

4.2.4.5在坡度大于1：3的坡面上安装时，司焊和辅助人员必须在软梯上操作，且系好安全

带。

4.2.4.6在陡坡或垂直面处作业时，司焊人员要在吊蓝里或直梯上操作，均应系牢安全带。

必要时，在坡顶处设置固定点，对焊机的升降进行辅助控制，以便于准确操作，并确保焊机的安全运行。

4.2.4.7 司焊人员必须监控焊机的电源电压是在220±11V之内，否则应即时停机检修。 4.2.4.8 从事HDPE土工膜焊接的司焊人员，应为中高级以上的焊工。如果是初级焊工操作，

必须有中高级以上焊工在一旁指导、监视，并由监视人签字。

4.2.4.9在从事双轨热熔焊接时，根据安装条件，一般为2-3个人为一组，其中至少有一名

中高级以上焊工负责司焊。

图7 瑞士进口自动双轨热熔焊机与焊接图

4.2.5挤压焊接操作程序

挤压焊机焊接程序见下图。

图8 挤压焊接程序图

4.2.6挤压焊接程序及工艺要求 4.2.6.1挤压焊机

在防渗工程的施工过程中，挤压焊机普遍使用在热熔焊机无法焊接的部位、需要修补的部位以及管道等特殊部位的焊接。

挤压焊机见下图。

4.2.6.2焊接程序与工艺

1) 采用挤压焊接的HDPE土工膜在焊接前应预先削平。

2) 在所有情况下，磨光范围均不应超过焊接时焊条所覆盖边缘3.5cm，且磨光部分均应

尽可能采用焊条覆盖。

3) 在开始每一个接缝之前应从焊机中重新移动所有降热压出物，焊料都必须清洁。 4) 焊条必须保持清洁和干燥。

5) 外观检查：当发现膜面有孔眼等缺陷损伤及焊接过程中出现的漏焊、虚焊、破损等情况下，应及时用新鲜的母材修补，补疤每边超过破损部位30cm，并做好记录。 6) 土工膜在任何降雨期间均不能铺设，过大的湿度（雾、露水）、过高或过低的气温，经过滞水区或风速过大（超过10m/s）时都应暂停施工

7) HDPE土工膜焊接缝搭接面不得有污垢、砂土、积水（包括露水）等影响焊接质量的杂质存在，在焊接时应清理干净。

8) 焊接开始时（清晨及午休后），必须在现场先进行试焊，并进行拉力试验，定量、定性测试剪切强度和剥离强度，在监理工程师确认试件合格后，才允许正式焊接。试件需标明日期、时刻、环境温度。

9) HDPE土工膜的大面积焊接应采用热熔焊接，挤压焊接仅用在修补或热熔焊机达不到的地方。

10) 根据气温和材料性能，随时调整和控制焊机工作温度以及速度。

11) 边坡HDPE土工膜防渗层的铺设施工由上向下放卷，焊缝沿渗液径流方向搭接，膜间

搭接宽度热熔焊接100mm、挤压焊接75mm，焊好后将土工膜一端压入锚固槽内。 12) 相邻土工膜焊缝应尽量错缝搭接，横向焊缝间错位尺寸应大于或等于500mm，膜块

间形成的结点，应为T字型，不得成十字型，纵横向焊缝交点处应用挤压焊机加强，可以顺缝T字型焊接，也可以采用母材补疤，补疤尺寸为300×300mm。疤的直角应修圆。

13) 采用挤压焊机焊接时，应先用热风焊枪按2－5厘米的间距将HDPE土工膜两层间点

焊好，以防挤压焊接时HDPE土工膜错位，再用手提砂轮（角磨机）将待焊处打毛，在整个厚度上倒角45度，并且可以用砂纸垂直打毛，打毛要到位，打毛后表面要清洁，用棉纱掸灰，切记用手擦，最后用挤压焊机焊接。

14) 焊缝处HDPE膜应熔融为一个整体，不得出现虚焊、漏焊或过焊，连接的两层HDPE

土工膜必须搭接平展、舒缓，HDPE土工膜焊好后，焊缝应整齐美观。

15) 用挤压焊枪焊接膜的接缝时，一次不能焊接完，第二次焊接开始前，焊接处的搭接

长度不小于100mm。

16) 实验性焊接应当在与生产性焊接相同的表面和环境条件下进行，也就是HDPE膜温度

和周围环境温度相同；焊条应采用与HDPE膜同种材质的材料。

4.2.7 HDPE膜特殊部位施工方法

4.2.7.1 1000万吨/年常压蒸馏装置地下管网管渠斜坡处施工：

1000万吨/年常压蒸馏装置地下管网管渠斜坡处施工。整个1000万吨/年常压蒸馏装置地下管网管渠斜坡处施工范围较长。为了保证工作人员的安全和施工的方便，公司采用软梯架设在边坡上，便于焊接工使用双轨热熔焊接设备。

4.2.7.2 1000万吨/年常压蒸馏装置地下管网管渠斜坡坡脚部位处理图：

在1000万吨/年常压蒸馏装置地下管网管渠斜坡坡脚、拐弯和场底的边坡交汇处铺膜时要求地基在拐弯时圆滑顺接，不能出现负坡。铺膜时尽量放松，不能使膜出现悬空状态。

内坡面拐角处理示意图

说明：1、A为铺设HDPE土工膜前坡面型；

B为铺设HDPE土工膜后坡面形； C为铺设HDPE土工膜铺设后在拐角 处处理情形(焊接集中间距小于 30cm时，加圆补丁处理） 2、内坡面拐角处要求土木施工方作 成半径大于2M的圆角

图10 内坡面拐角处铺设示意图

4.2.7.3 1000万吨/年常压蒸馏装置地下管网管渠斜坡坡角处理要点：

在边坡交汇处，HDPE膜的铺设、焊接属于特殊情况：应因地制宜采取相应处理措施，才能使膜不产生悬空。

这种情况的施工要点为：在拐弯处等不规则范围内膜的铺设，应裁成上宽下小的“倒梯形”，其宽窄比例由操作人员根据现场的实际情况和边坡的具体尺寸精确计算。若该比例掌握不准，则会导致边坡上的膜面“起鼓”或“悬空”。

4.2.7.4金属管道侧壁穿膜施工方法：

1000万吨/年常压蒸馏装置地下管网防渗工程涉及到的金属管道侧壁穿膜处，金属管与膜的焊接应采用“管穿膜、镀锌钢丝固定”特殊工艺进行施工。技术和施工难度非常大，采用如下施工方法。

管穿膜详图

图11 金属管道侧壁穿膜做法施工示意图

镀锌钢管

管裙，大于管径管套加长20mm,径向裁开，翻过与底片焊接

HDPE膜制作的管套

管裙挖除管洞时多留20mm，裁开，翻入管筒内

翻入管筒内部分与管套焊接

管靴制造方案

图12 HDPE管靴制造方案示意图

4.2.7.5扁钢压条与HDPE土工膜的锚固：

地下管网管渠防渗材料与管渠两边素混凝土的锚固采用4*40*1200mm的扁钢压条，使用膨胀螺栓进行锚固，膨胀螺栓间隔为400mm。为保证膨胀螺栓不腐蚀，使用1.0mmHDPE土工膜进行挤压焊接包裹封闭。

为保证土工膜不被磨损，在HDPE土工膜包裹扁钢压条之前使用打磨机磨光螺栓，用无纺布包裹一层。（见下图）

图13 扁钢压条与HDPE土工膜的锚固示意图

4.2.7.7 HDPE土工膜交叉部位处理：

在整个施工过程中经取样后的修补部位及无法采用正常焊接施工的地方，需根据现场的实际情况制定因地制宜的施工方案，采用特殊工艺进行施工。如“T型”、“双T型”等焊接缝的二次焊接部位。见下图。

图14 自动双轨焊机纵横焊缝交点T型补强示意图

4.3 HDPE土工膜焊接质量检测方法

对HDPE土工膜的焊接质量检验有非破坏性检验（检漏实验）和破坏性检验两种。热熔焊接形成的双焊缝采用非破坏性检测：充气法；挤压焊接形成的单焊缝检漏采用电火花法检测。 4.3.1充气法：

即将要检验的整段焊缝两端暂时密封，插入特制的空心针头，连通空气压缩机。在250kPa压力下实验3～5分钟，压力表的数值不低于240kPa时为合格。这时，将远端密封打开，观察压力表的降压过程，以核定土工膜的空腔是否贯通。

图15 充气法焊缝检测

检测程序：将需要检测的土工膜焊缝空腔两端封住。检测设备联接好后将针头插入空腔的一头。启动气泵，输入高压气体达250kPa，停止加压。在3～5分钟内压力表读数不低于240kPa，打开另一端，空腔内气体消失，表明整条焊缝检测通过。在3～5分钟内压力表读数低于240kPa，则证明此焊缝需要补焊或返工。

图16 充气法检验流程示意图

4.3.2电火花法

系利用HDPE土工膜为电的绝缘体的特点，当仪器扫描到有孔洞或有孔隙和地面连通的部位时，即产生明亮的电火花。

检测程序:在挤压焊施工前埋入细铜丝。检测时接入电源,用检测仪在距焊缝3 CM左右的高度扫探。无火花出现则焊缝合格,有火花出现则表明此部位存在漏洞,需返工整改后重新检测。电火花检测图详见电火花检测法流程示意图。

图17 电火花法焊缝检测

图18 电火花检测法流程示意图

4.3.3破坏性检验

在工程验收时，无论是热熔焊接双焊缝，还是挤压焊接单焊缝，都要进行焊缝的强度检验，包括剪切强度和剥离强度。强度检验按照每1000米焊缝检测一组的频率进行，由业主、监理指定或随机取样进行检测。焊缝的剪切和剥离强度，不得低于规定标准。

表5.1 判断标准

4.4HDPE土工膜质量保护措施

4.4.1在铺焊完的土工膜上行走时，不得抽烟、穿硬底鞋，鞋上不得有铁钉、铁掌之类能伤

害土工膜的东西。

4.4.2在安装操作中及铺焊土工膜以后，严禁在现场吸烟或使用火柴、打火机和化学溶剂或

类似的物品。

4.4.3在膜上运输时，人力车的金属支腿要用胶皮类柔软材料包覆；汽车运料时，尽量车不

上膜；实在需要在膜上行车时，应根据膜下的基层情况采取必要的保护措施。

4.4.4 在膜上卸料时，即使有保护层，也不应使重、硬的物品从高处下落，直接冲击防渗膜。 4.4.5施工中需要足够的临时压载物或地锚(砂袋或土工织物卷材)以防止铺设的土工膜被大

风吹起，所使用的压载物或地锚须采用不会对土工膜产生损坏的物品。在大风的情况下，土工膜须被临时锚固，安装工作应停止进行。 4.5 HDPE土工膜缺陷的修补

4.5.1对焊接检验切除样件部位、铺焊后发现的材料破损与缺陷、焊接缺陷以及检验时发现

的不合格部位等，均应进行修补。

4.5.2修补的程序是：对随时发现的缺陷部位用特制的白笔标注，并加编号记入工作日记，

以免修补时漏掉；修补处的编号规则为B1，B2，B3„„连续排列；修补方案应经过监理的认可；修补后应抽样（10%～20%）做检漏实验（电火花法或真空法）。 4.5.3补修的方法：

点焊：对材料上小于5mm的孔洞及局部焊缝的修补完善，可用挤压熔焊机进行点焊。 加盖：对不够厚度或不够严密的挤出焊缝，可用挤压熔焊机补焊一层。

补丁：对大的孔洞、刺破处、膜面严重损伤处、取样处、十字缝交叉处以及其它各种因素造成的缺损部位，均可用加盖补丁方法来修补。补丁尺寸：十字缝处为切角的方形500×500㎜，或D=500㎜，补丁边距缺陷处不小于80㎜。

4.5.4修补处的检验：修补任务的操作，只能是在高级工指导下进行；修补后要对成品抽样做检漏实验。

塑料焊枪配手压轮做HDPE土工膜局部修补

图19 热风焊筒修补焊接

4.6 600g/㎡长丝无纺土工布施工方法 4.6.1土工布铺设技术方案

4.6.1.1土工布的铺设方法：

1) 用人工滚铺；布面要平整，并适当留有变形余量。

2) 长丝土工布的安装通常用搭接、缝合和焊接几种方法。缝合连接搭接宽度为75mm，热粘连接搭接宽度为200mm。 4.6.1.2土工布铺设的基本要求

1) 接缝须与坡面线平行；与坡脚交汇或可能存在应力的地方，水平接缝与之的距离须大于1.5米。

2) 在坡面上，将卷材顺坡面向下铺设；

3) 所有的土工布都须用砂袋压住，砂袋将在铺设期间使用并保留到铺设上面一层材料； 4) 在土工布铺设之前，公司将提供土工布的铺设和连接平面图。质量保证执行单位人员须审阅平面布置图并确认土工布连接的部位正确、合理。 4.6.1.3土工布需按以下要求进行搬运和铺设；

1) 无纺土工布只能用土工布刀进行切割，如在场地内切割，对其它材料须采取特殊措施以防止由于切割无纺土工布而对其造成的损坏；

2) 在铺设无纺土工布的同时，公司将采取—切必要措施以防止对防渗膜或基层造成破坏；

3） 安装结束后，对所有无纺土工布表面进行目测以确定所有损坏的地方作上标记并进行修补，确定铺设表面没有可以造成损坏的外来物质，如断针等。

4) 对缝合特别注意以确保没有泥土或砾石覆盖层中的砾石进入无纺土工布中间。 4.6.2土工布铺设工艺流程

图20 土工布铺设工艺流程图

4.6.3土工布铺设方法

4.6.3.1用人工滚铺；布面要平整，并适当留有变形余量。

4.6.3.2土工布的安装采用热粘连接方法。热粘连接的搭接宽度为200±25mm，要保证接缝严密、连续。

4.6.3.3被损坏土工布的修补

4.6.3.3.1在所有地区，漏洞或撕裂部分须用同样材质的土工布补丁进行修补。

4.6.3.3.2如果裂口的长度超过卷材宽度10%，损坏的部分须被切除掉，然后将两部分土工布连接起来。

填写施工记录 基 底 检 查

图21 无纺土工布现场铺设图

5 项目组织机构及劳动力安排 5.1施工管理人员组织架构

在该工程施工中，公司将按项目管理的原理组织施工与管理，建立以项目经理为核心的项目班子，实行项目经理负责制，项目班子在公司直接领导、监督与控制下，履行工程施工的权利和义务。项目管理机构由项目决策层、专业管理层和劳务作业层组成。

6.2.2劳动力计划表

本工程施工人数根据区块施工面积大小定，区块面积大，施工力量增加。本工程整体施工最高峰人数：25人，平均人数：19人。其中临时工计划当地雇佣。

表6.2 劳动力计划表

单位：人

注：本计划表是以每班八小时工作制为基础编制的。(具体以实际工程量为准)

6 工程质量管理 6.1质量保证体系

健全质量保证体系，建立以项目经理为组长，各职能部门负责人为组员的质量控制组，形成以项目技术负责人质量总负责，质量工程师专职监督，各工序施工班组自我监督的内部质量管理体系。实行单项工程质量责任制，使质量责任落实到每个人和各项具体工作中去，做到上道工序不合格，下道工序不开工。

推行全面质量管理，实行全员、全过程质量管理，使每道工序都纳入质量监控之中，严格执行“图纸会审”、“技术交底”、“工人岗前技术培训”、“隐蔽工程验收”等制度。

7．JHA分析表

JSA分析表

记录编号： 日期：2010年6月7日

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