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摘要:结合工程实例,详细阐述块石围堰防渗处理中复合土工膜施工技术要求,施工方法及其质量控制原则。
关键词:防渗;复合土工膜;施工
复合土工膜(复合防渗膜)分为一布一膜和两布一膜,宽幅4-6m,根据规格不同重量不等,一般为200—1500g/平方米,其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断漏水通道,以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形;而无纺布亦是一种高分子短纤维化学材料,通过针刺或热粘成形,具有较高的抗拉强度和延伸性,它与塑料薄膜结合后,不仅增大了塑料薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力,而且由于无纺布表面粗糙,增大了接触面的摩擦系数,有利于复合土工膜及保护层的稳定。同时,它们对细菌和化学作用有较好的耐侵蚀性,不怕酸、碱、盐类的侵蚀,在避光使用情况下,使用寿命长。在水利水电工程、铁路、公路工程、隧道工程、垃圾处理厂、建筑工程等现代建设工程防渗处理中广泛运用。本文结合连云港市徐圩新区张圩港泵闸工程外海侧块石围堰防渗处理,阐述复合土工膜在工程实践中的实际应用。
一、工程概况
张圩港泵闸位于连云港市徐圩新区,是控制张圩港河排涝出海的控制性建筑物,起挡潮、排水作用。外海侧围堰总长554米,围堰设计形式采用自重挤淤块石和爆破挤淤块石组成的块石围堰,因此围堰的防渗处理成为工程能否顺利实施的关键。工程区位于黄海外滩上,均为半流体状淤泥质土,可塑性极差。围堰外侧防渗设计为整理好的块石围堰坡面袋装碎石找平厚30cm、500g/㎡(二布一膜)复合土工膜二层、彩条布(保护土工膜)一层、140~280kg块石压坡、顶设四脚空心块(单块重2.38t)护坡,复合土工膜延伸坡脚外10m并埋深大于外海滩地土面1m防渗帷幕结构示意图见下图1。
二、复合土工膜防渗施工工艺原理及施工工艺流程
1、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,一方面将复合土工膜铺设在需要进行防渗处理坡面上,利用自身的连接形成一整体坡面防渗体,另一方面使坡面铺设的复合土工膜的下部与防渗体进行连接,使复合土工膜与坡脚外土体形成一整体,另外,复合土工膜上部与压顶路肩梁相接,使堤基垂直防渗墙,坡面复合土工膜,堤顶压顶砼形成一个整体完全封闭的防渗体系。
2、复合土工膜施工工艺流程
在复合土工膜铺设前,坡面修整完毕,找平袋装碎石达到设计要求并经监理工程师验收合格后方可进行复合土工膜的铺设,本工程复合土工膜铺设的工艺流程如下图2:
三、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针刺复合土工膜,使用前现场取样委托有资质的检测单位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)块石围堰坡面按设计尺寸整理成形,清除一切尖角杂物,袋装碎石找平并在堤角外10m范围内开挖大于1m深的基槽,经监理验收合格,为复合土工膜铺设提供工作面。
3)土工膜場内拼接 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,在厂内剪裁,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
坡面铺设在坡面验收合格后,从堤顶向堤脚沿垂直于堤轴线方向缓慢展铺到整理好的工作面上。
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)本项目两布一膜复合土工膜焊接流程:
4)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。
5)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220~300 0c。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
1)复合土工膜的锚固分上部与路肩梁的锚固,下部与垂直防渗墙的锚固,复合土工膜上部锚固采用在路肩梁基础底部嵌固足够长度复合土工膜,现浇砼压盖。复合土工膜下部延伸至堤角外侧10m并埋深土下1m。
2)锚固的技术要求 锚固好坏,关系到能不能组成一个封闭防渗体,下部锚固必须达到设计的宽度和深度。上部锚固待下部锚固,坡面复合土工膜铺设,拼接,保护层施工后浇砼完成。
5、压坡块石与四角空心块铺设 复合土工膜的上面铺设彩条布,90cm后块石压坡,堤角处预制格埂压脚上铺四角空心块护坡。坡面复合土工膜铺设合格后应及时铺上块石压坡,防止风吹及复合土工膜暴晒老化,同时做好四角空心块的铺设,加强复合土工膜的保护。
四、复合土工膜施工质量控制
复合土工膜施工质量控制包括进场原材料质量控制、施工操作过程控制、施工完质量检测。
1、原材料质量控制 进场的复合土工膜必须有厂家提供的合格证书,性能及特性指标和使用说明书。否则不能用于工程施工,本工程所用的是两布一膜针刺复合土工膜,设计复合土工膜技术参数为:设计克重900g/m2,膜厚0.5mm,垂直渗透系数≤10-12cm/s。复合土工膜进场后,随机抽取复合土工膜对其性能指标委托南京水利科学研究院实验中心进行
复测,复测结果全部合格。
2、施工操作过程控制 复合土工膜铺设前编好施工组织设计,说明铺设方法和技术措施,经监理批准后方使用,施工人员均应穿平底布鞋或软胶底鞋进行铺设,严禁穿钉鞋以防踩坏土工膜,做到随铺随压,复合土工膜铺设要与保护层铺设相协调。拼接中复合土工膜焊缝质量是拼接关键,施工中尤其要加强接缝检测,检测方法有一目测法、二现场检漏。目测法:复合土工膜焊接好后,观察有无漏接,接缝是否烫损,有无褶皱,是否拼接均匀等。现场检漏 采用充气法对全部焊缝进行检测,焊缝为双条,两条之间留有约10mm的空腔,将待测段两端封死,插入气针,充气至0.05mpa~0.20mpa,静观0.5min,观察真空表,如气压无下降,表明不漏,焊缝合格,否则要查找原因及时修补。复合土工膜上下部锚固是重要的环节,严格按施工图纸并经监理验收后施工。
3、施工完质量检测。施工完质量检测主要是抽样检测,施工每约1000m2取一试件,做拉伸强度试验,要求强度不低于母材的80%,且试样断裂不得在接缝处,否则接缝质量不合格。整个工程共使用复合土工膜45000m2左右,现场共抽取焊缝试样43组,作拉伸强度试验,经检测合格率100%,焊縫质量合格。
五、结 语
该工程在施工过程中严格按复合土工膜施工技术要求,严格现场焊接的质量控制,且后序施工结果表明,复合土工膜各项性能指标均能满足设计要求,质量得到保证,达到了预期的防渗效果。
关键词:防渗;复合土工膜;施工
复合土工膜(复合防渗膜)分为一布一膜和两布一膜,宽幅4-6m,根据规格不同重量不等,一般为200—1500g/平方米,其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断漏水通道,以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形;而无纺布亦是一种高分子短纤维化学材料,通过针刺或热粘成形,具有较高的抗拉强度和延伸性,它与塑料薄膜结合后,不仅增大了塑料薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力,而且由于无纺布表面粗糙,增大了接触面的摩擦系数,有利于复合土工膜及保护层的稳定。同时,它们对细菌和化学作用有较好的耐侵蚀性,不怕酸、碱、盐类的侵蚀,在避光使用情况下,使用寿命长。在水利水电工程、铁路、公路工程、隧道工程、垃圾处理厂、建筑工程等现代建设工程防渗处理中广泛运用。本文结合连云港市徐圩新区张圩港泵闸工程外海侧块石围堰防渗处理,阐述复合土工膜在工程实践中的实际应用。
一、工程概况
张圩港泵闸位于连云港市徐圩新区,是控制张圩港河排涝出海的控制性建筑物,起挡潮、排水作用。外海侧围堰总长554米,围堰设计形式采用自重挤淤块石和爆破挤淤块石组成的块石围堰,因此围堰的防渗处理成为工程能否顺利实施的关键。工程区位于黄海外滩上,均为半流体状淤泥质土,可塑性极差。围堰外侧防渗设计为整理好的块石围堰坡面袋装碎石找平厚30cm、500g/㎡(二布一膜)复合土工膜二层、彩条布(保护土工膜)一层、140~280kg块石压坡、顶设四脚空心块(单块重2.38t)护坡,复合土工膜延伸坡脚外10m并埋深大于外海滩地土面1m防渗帷幕结构示意图见下图1。
二、复合土工膜防渗施工工艺原理及施工工艺流程
1、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,一方面将复合土工膜铺设在需要进行防渗处理坡面上,利用自身的连接形成一整体坡面防渗体,另一方面使坡面铺设的复合土工膜的下部与防渗体进行连接,使复合土工膜与坡脚外土体形成一整体,另外,复合土工膜上部与压顶路肩梁相接,使堤基垂直防渗墙,坡面复合土工膜,堤顶压顶砼形成一个整体完全封闭的防渗体系。
2、复合土工膜施工工艺流程
在复合土工膜铺设前,坡面修整完毕,找平袋装碎石达到设计要求并经监理工程师验收合格后方可进行复合土工膜的铺设,本工程复合土工膜铺设的工艺流程如下图2:
三、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针刺复合土工膜,使用前现场取样委托有资质的检测单位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)块石围堰坡面按设计尺寸整理成形,清除一切尖角杂物,袋装碎石找平并在堤角外10m范围内开挖大于1m深的基槽,经监理验收合格,为复合土工膜铺设提供工作面。
3)土工膜場内拼接 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,在厂内剪裁,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
坡面铺设在坡面验收合格后,从堤顶向堤脚沿垂直于堤轴线方向缓慢展铺到整理好的工作面上。
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)本项目两布一膜复合土工膜焊接流程:
4)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。
5)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220~300 0c。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
1)复合土工膜的锚固分上部与路肩梁的锚固,下部与垂直防渗墙的锚固,复合土工膜上部锚固采用在路肩梁基础底部嵌固足够长度复合土工膜,现浇砼压盖。复合土工膜下部延伸至堤角外侧10m并埋深土下1m。
2)锚固的技术要求 锚固好坏,关系到能不能组成一个封闭防渗体,下部锚固必须达到设计的宽度和深度。上部锚固待下部锚固,坡面复合土工膜铺设,拼接,保护层施工后浇砼完成。
5、压坡块石与四角空心块铺设 复合土工膜的上面铺设彩条布,90cm后块石压坡,堤角处预制格埂压脚上铺四角空心块护坡。坡面复合土工膜铺设合格后应及时铺上块石压坡,防止风吹及复合土工膜暴晒老化,同时做好四角空心块的铺设,加强复合土工膜的保护。
四、复合土工膜施工质量控制
复合土工膜施工质量控制包括进场原材料质量控制、施工操作过程控制、施工完质量检测。
1、原材料质量控制 进场的复合土工膜必须有厂家提供的合格证书,性能及特性指标和使用说明书。否则不能用于工程施工,本工程所用的是两布一膜针刺复合土工膜,设计复合土工膜技术参数为:设计克重900g/m2,膜厚0.5mm,垂直渗透系数≤10-12cm/s。复合土工膜进场后,随机抽取复合土工膜对其性能指标委托南京水利科学研究院实验中心进行
复测,复测结果全部合格。
2、施工操作过程控制 复合土工膜铺设前编好施工组织设计,说明铺设方法和技术措施,经监理批准后方使用,施工人员均应穿平底布鞋或软胶底鞋进行铺设,严禁穿钉鞋以防踩坏土工膜,做到随铺随压,复合土工膜铺设要与保护层铺设相协调。拼接中复合土工膜焊缝质量是拼接关键,施工中尤其要加强接缝检测,检测方法有一目测法、二现场检漏。目测法:复合土工膜焊接好后,观察有无漏接,接缝是否烫损,有无褶皱,是否拼接均匀等。现场检漏 采用充气法对全部焊缝进行检测,焊缝为双条,两条之间留有约10mm的空腔,将待测段两端封死,插入气针,充气至0.05mpa~0.20mpa,静观0.5min,观察真空表,如气压无下降,表明不漏,焊缝合格,否则要查找原因及时修补。复合土工膜上下部锚固是重要的环节,严格按施工图纸并经监理验收后施工。
3、施工完质量检测。施工完质量检测主要是抽样检测,施工每约1000m2取一试件,做拉伸强度试验,要求强度不低于母材的80%,且试样断裂不得在接缝处,否则接缝质量不合格。整个工程共使用复合土工膜45000m2左右,现场共抽取焊缝试样43组,作拉伸强度试验,经检测合格率100%,焊縫质量合格。
五、结 语
该工程在施工过程中严格按复合土工膜施工技术要求,严格现场焊接的质量控制,且后序施工结果表明,复合土工膜各项性能指标均能满足设计要求,质量得到保证,达到了预期的防渗效果。