复合土工膜由高分子材料构成,常用于堤坝、排水沟渠等工程施工中。为了探讨防渗复合土工膜的应用特点,本文以某公车工程建设为例,对复合土工膜在水利防渗工程中的运用情况进行探讨,并详细论述了复合土工膜的施工技术,得出相关结论供同行参考借鉴。
某水闸工程在施工中应用到了复合土工膜技术,并利用该技术成功提高了工程的防渗性。该工程类型属节制闸设计工程,采用复合土工膜技术铺设的工程部位为闸室上游扭曲护坡段。工程上游护坡路段长度为15米,施工时全部铺设上了土工膜。护坡段土工膜铺设的平面尺寸大约在41-49米之间。铺设完防渗复合土工膜以后,施工人员再在土工膜的面层上铺设了浆砌石与浆砌石护坡加以覆盖,以保证护坡质量。
一、施工要求
结合水闸上游扭曲护坡段的实际情况,施工时要求复合土工膜基底要进行清除处理,深度达到0.2m;然后对基底进行夯实,并在夯实完成后回填一层质量优良的黏性土;接着再进行夯实,将黏性土压平;最后铺设防渗复合土工膜。需要注意的是,施工人员在铺设防渗土工膜时,一定要将铺设面上的尖锐物全部清理干净,并严格保证回填土原材料的干净度;另外,在土工膜和水闸底板的接触部位要设置一定的褶皱,以免发生沉降变形破坏土工膜质量;在接缝时要尽量使用热熔焊法,利用该焊接方法的独有特性来保障土工膜的质量;土工膜施工时,为了防止施工人员踩踏、破坏土工膜质量,应尽量脚穿无钉鞋、胶底鞋;施工过程中务必要严格控制好土工膜的接缝质量,做好施工全过程的施工控制。
二、防渗复合土工膜的产生机理及材料特性
客观来说,防渗复合土工膜现已成为了渠道、堤防等水利工程施工中广泛应用的技术,能为水利工程质量、防渗性能提高有力的保障。复合土工膜的实质是一种高分子合成材料,在材料上由土工膜和土工织物共同组成。国外所使用的复合土工膜大多采用聚氯乙烯、聚乙烯等制作加工,在性能上属于一种化学性的高分子柔性材料,具有延伸性强,比重小,适应能力高等特点,并且还耐受低温,不容易发生腐蚀,为此,它在社会生活中得到了广泛的应用。
防渗复合土工膜名字的由来与它的功能作用有关,作为一种高分子、不透水的卷材,土工膜是水利工程中最好的防渗工具。复合土工膜的产生机理是,应用塑料薄膜的防水、不透水性质来隔断水利工程中水与堤坝的接触,或者说截断水进入堤坝的通道,从而达到防渗目的。相比于普通的防水材料,防渗复合土工膜具备更好的防水、防渗性,并且在抗拉伸强度方面也比普通防水材料的性能要强。因此,复合土工膜更加适合在膨胀火收缩基面加以使用,成功克服以上两类型基面的不均匀沉降问题。
三、复合土工膜在水利工程中的应用
结合前言中例举的某水闸工程施工案例,现对工程施工中所应用到的复合土工膜技术进行分析,详细如下:
尽管复合土工膜是一种合成材料,具有极好的防水防渗性,但当其实际应用于工程施工时,如果材料本身没有做好防渗操作,那么材料运用时的防渗性能依然会受到影响。因此,在实际施工中,除了要注意土工膜材料铺设质量外,还要注意控制好材料本身的质量,尽量选择质量优良的土工薄膜,以免土工薄膜自身发生透水。
其次,在铺设土工膜之前,要先将铺设面上存在的尖锐物、杂物全部清除干净,尤其是防渗范围内的杂物,如草皮、树根、铁丝、木棒等等。如果铺设前发现防渗范围内有杂草出现,要喷洒一定的灭草剂来对杂草进行清除。
再次,正式施工铺设时要保证地基与岸坡间的连接质量,做好地基和岸坡之间的锚固。一般情况下,锚固槽挖设宽度为4m,深度为2m,挖设完成后再放置土工膜,接着回填黏性土,并加以夯实、压平。要强调的是:如果该铺设路段的地基是浅层砂砾石透水层,那么在施工时一定要先将地基中的沙砾石挖掉,填设上新土,然后再对基底进行混凝土浇筑,浇筑完成后固定土工膜,固定位置为已经浇筑完成的混凝土内部;如果施工所遇到的基层属深厚的沙砾石透水层,那么可供选用的防渗方法又有所不同,较为常用的一种土工膜铺盖法。先按照工程施工需要将土工膜的长度计算出来,然后整平土工膜铺盖部位,铺盖厚度一般保持在39cm左右,铺盖粒径不得超过20mm。
最后,保护层土料必须采用3倍于破损面积的土工膜胶粘,接缝用宽度50mm厚的保护层和砌筑块石填充,紧靠土工膜。因为土工膜防渗采取边挖、边夯、边铺、边护的区段循环作业,基面必须清理好。为确保防渗效果,这时采取边挖、边护的区段循环作业。铺膜时,一般要略松一点,但不能在膜底留有气泡。因为土工膜与膜之间要压平贴紧,但不宜将膜拉得过紧,也不宜过大。保护层干砌块石个体重量应大于6mm以上,并将土工膜幅设置为宽度1.9m。防渗薄膜与支撑材料接触面都应该是平整的,避免刺破薄膜使其失去防渗功能。可以设细粒垫层,以保护薄膜不被损伤,防渗薄膜的连接方式有黏结法、焊接法、硫化法三种。可根据防渗薄膜原材料的不同,选择不同的连接方式。连接缝的抗渗性能都要进行认真的检查,避免接缝连接不好产生渗漏。
一般在拐角及畸形地段,接缝长度应该尽量减短。除非在特殊要求情况下,当坡度大于1∶6的斜坡上时,距顶坡或者应力集中区域1.5m范围内,尽量不要设置焊缝。复合土工膜在铺设过程中,应当避免产生人为的褶皱,当温度较低的时候,应该拉紧、铺平。一般膜与膜之间接缝的搭接宽度不小于10cm,使焊缝排列方向平行于最大坡度。铺设复合土工膜时焊缝应力求最少,尽量节约原材料。复合土工膜裁切之前,应该准确丈量其相关尺寸,然后按实际裁切,一般不宜按图示尺寸裁切,应逐片编号,详细记录在专用表格上。
复合土工膜防渗施工工艺原理及施工工艺流程
复合土工膜施工工艺原理复合土工膜是一种土工合成材料,具有较好的防渗效果,将复合土工膜铺设在需要进行防渗处理的坡面上,上面铺设砂垫层和砼,堤顶封顶层砼形成一个整体完全封闭的防渗体系。
复合土工膜施工方法
1、施工准备
1)复合土工膜材料质量检测本工程所用复合土工膜为两布一膜复合土工膜,山东泰峰塑料土工材料有限公司生产产品,使用前委托黑龙江省水利工程质量检测中心站对产品的各项技术指标进行检测,各项指标均符合标准规定和设计要求。
2)堤坡的清理、平整场地,清除一切尖角杂物,欠坡回填夯实、富坡削坡挖平后经监理验收合格,为复合土工膜铺设提供工作面。
3)土工膜场内拼接为了施工方便,保证拼接质量,复合土工膜应尽量采用宽幅,减少现场拼接量,施工前应根据复合土工膜幅宽、现场长度需要,在单位内剪裁,并拼接成合符要求尺寸的块体,卷在钢管上,人工搬运到工作面铺设。
2、复合土工膜的铺设
1)复合土工膜的铺设方法:
复合土工膜铺设分渠底铺设、坡面铺设两个部分。铺设方法:沿渠道轴线方向水平滚铺。坡面铺设在坡面验收合格后,从顺坡面轴线方向滚铺,与渠底的复合土工膜连接采用丁字形连接。
2)复合土工膜的铺设技术要求:
铺设应在干燥和暖天气进行,为了便于拼接,防止应力集中,复合土工膜铺设采用波浪形松驰方式,富余度约为1.5%,摊开后及时拉平,拉开,要求复合土工膜与坡面吻合平整,无突起褶皱,施工人员应穿平底布鞋或软胶鞋,严禁穿钉鞋,以免踩坏土工膜,施工时如发现土工膜损坏,应及时修补。
3、复合土工膜的拼接
1)本项目采用两布一膜复合土工膜,焊接采用热熔焊法施工,拼接包括土工布的缝接、土工膜的焊接,为了确保焊接质量,焊接应尽量在厂内进行,但为了施工方便,复合土工膜幅宽又不应太宽,必须在施工现场拼接。
2)复合土工膜焊接质量的好坏是复合土工膜防渗性能成败的关键,所以务必做好土工膜的焊接,确保焊接质量,因此,土工膜焊接应由生产厂家派专业技术人员到现场操作,指导,培训,采用土工膜专用焊接设备进行。本工程土工膜焊接采用ZPR-210V型热合土工膜焊接机,土工布采用手提式封包机缝接。
3)焊接工艺:第一幅土工膜铺好后,将需焊接的边翻叠(约60cm宽),第二幅反向铺在第一幅膜上,调整两幅膜焊接边缘走向,使之搭接10cm。
4)焊接前用电吹风吹去膜面上的砂子、泥土等脏物,保证膜面干净,在焊接部分的底下垫一条长木板,以便焊机在平整的基面上行走,保证焊接质量,正式焊接前,根据施工气温进行试焊,确定行走速度和施焊温度,一般掌握行走速度1.5~2.5m/s,施焊温度为220~3000C。拼接焊缝两条,每条宽10mm,两条焊缝间留有10mm的空腔,用此空腔检查其焊缝质量。
4、复合土工膜的锚固
复合土工膜上部锚固采用在堤顶处嵌固足够长度复合土工膜,砼封顶板形式,其结构形式见大样图A。
5、垫层及砼护砌
复合土工膜的上面均匀铺设10cm砂垫层,找平拍实后铺设10cm砼。坡面复合土工膜铺设合格后应及时铺上垫层压盖,防止风吹及复合土工膜暴晒老化,同时做好砼护砌,加强复合土工膜的保护。