土工膜水平防滲層施工技術

土工膜水平防滲層施工技術隨著科技的發(fā)展，土工膜的技術已經相當成熟了，尤其是在水利水電工程中的應用。土工膜的主要應用領域有土石壩工程、混凝土壩、渠道與水池及隧洞工程等.本文主要介紹土工膜防滲技術在舟山市六橫金潤山塘水庫的應用，土工膜的主要應用范圍、在設計時要考慮的因素以及它的施工質量控制。標簽：土工膜；應用范圍；質量控制土工膜在國外的應用范圍較廣，主要應用于壩面防滲、壩內防滲、水庫及海堤防滲、渠道襯護、地下工程防水等領域。20世紀60年代開始，各種建筑壩擋水面都開始應用PVC土工膜。目前國外最高的土工膜斜墻防滲的堆石壩為西班牙1984年建造的PozadeLosRamos，此壩一直運行順暢，如今壩高已從剛開始的97m增加至現(xiàn)在的134m。日本的一個抽水蓄能電站上水庫也采用的土工膜進行庫底防滲，防滲水頭高達40m。一、舟山市六橫金潤山塘水庫土工膜應用六橫金潤山塘水庫是民營企業(yè)投資，供水、消防二用水庫，設計采用各種方案比較，工程安全和造價都離不開水庫防滲技術。絕大多數(shù)的抽水蓄能電站上水庫，地勢一般均較高，正常蓄水位經常高于地下水位，庫四周山體單薄、構造發(fā)育不全面，存在滲漏的可能極高，而且水庫滲漏嚴重威脅著地下廠房系統(tǒng)的運行，所以，大部分情況需采取全庫盆或較大范圍的防滲處理措施。其防滲形式主要包括混凝土面板、瀝青混凝土面板和粘土鋪蓋等。但作為庫底的防滲材料，混凝土面板不適用于地基不均勻沉降量較大的工程，因為它會產生大量裂縫，不易修補；瀝青混凝土防滲則可以用于地基變形較大的工程，但是它施工起來比較復雜、造價高。粘土則常常因為料源而受到限制，且從保護土地資源方面考慮，不宜大量開采。六橫金潤山塘水庫在2008年就完成其可行性報告。由于其上水庫地質條件較為復雜，經過對多種方案的認真比較和審查，最終確定采用土工膜鋪蓋做庫底，采用混凝土面板做庫岸和大壩，再采用帷幕灌漿的綜合防滲措施。該工程上水庫內以開挖的強風化石渣進行回填并經碾壓，回填深度各不相同，因為地基存在較大的不均勻沉降，所以，我們在采用可以適應地基較大變形的土工膜鋪蓋防滲技術。這是國內比較大型的水電工程第一次應用土工膜作為庫底填渣體上的水平防滲鋪蓋材料。隨著舟山六橫金潤山塘水庫的設計和施工，我國小型水電工程的主要建筑物也逐漸在使用土工膜防滲技術。舟山六橫金潤山塘水庫防滲設計時，它的防滲水頭達到15m，這使得水庫防滲技術在歷史上取得了跨越性的發(fā)展。由于過去土工膜在大型主體工程中應用較少，工程實際經驗不足，也沒有健全的技術標準，所以，在工程建設中，土工膜防滲施工技術還有很多問題需要我們去解決。二、土工膜應用的主要領域土石壩工程土工膜用在土石壩工程中主要是為了防止壩體或壩基滲漏，它不僅可以用于新壩，也經常用于舊壩修補和加高。包括既作斜墻，又可以做上游鋪蓋；如果壩建在透水地基上，作雙層襯砌鋪蓋，斜墻用單層膜；鋪蓋部位位于軟弱層上或它所處的區(qū)域極易破壞，那么鋪蓋選用單層土工膜，鋪蓋下用土工格柵或高強度、高模量土工織物加筋土體；以土工膜作垂直防滲；貫穿壩體的垂直防滲墻，可用于新建壩或舊壩；折線形防滲墻，在新建壩中隨填土施工逐塊焊接向上延伸；當舊壩需要加高時可以用作加高部分壩體的防滲墻；對兩種兩種材料壓縮性不同的壩體，在兩種材料界面處的壩坡上用土工膜防止裂縫滲漏；如果遇到舊壩漏水的情況，用土工膜作斜墻；也可以用土工膜修補地基漏洞等?；炷翂喂こ掏凉つぜ瓤梢杂糜谂f壩，也可以用于新建壩。因為舊壩上游表面長期浸泡在水里，表面被腐蝕，導致其透水性增大，這時土工膜就用作舊壩上游的壩面修理，以土工膜貼面起防滲作用；而對于新建的碾壓混凝土壩，土工膜僅僅是作為上游壩面的材料，使其能夠很好地起到防滲作用。渠道與水池利用土工膜作為渠道與水池防滲襯砌的例子數(shù)不勝數(shù)。值得一提的是美國墾務局1989年在正過水的加州Coachella渠道上完成了長達300m的土工膜襯砌鋪設試驗。該試驗用PVC土工膜厚0.75mm，其上粘有針制土工織物，在它上面直接澆筑混凝士護面板。每片土工膜尺寸均為61mx17.9m，粘貼劑為四氫化呋喃.施工時采用了特制的160t的挖掘平坡機和180t的水下鋪設機，這兩種設備均配有履帶，并安裝在跨度為31.4m的橫跨渠道的桁架上.隧洞工程無論是有壓隧洞還是無壓隧洞均可以采用土工膜。土工膜在隧洞工程中的主要作用是防滲，人們?yōu)榱私鉀Q來自圍巖裂隙的滲水，經常采用背面粘有針刺土工織物的復合土工膜.三、土工膜的施工工序關于土工膜的鋪設工序大致有以下幾步：驗收墊層、鋪設土工膜、矯正、壓膜、定型、擦拭塵土、焊接、檢測、修補加固、復檢、防護層施工、防護層驗收鋪設方法：一次從壩底向壩上位置按照由內而外的順序進行鋪設，一邊鋪一邊壓重，在土工膜覆蓋之前，工作人員應嚴格檢查覆蓋面，以免其上有巖石尖角或者尖銳物導致土工膜劃傷，應檢查覆蓋面上是否有凹凸不平、樹根或其他會損害土工膜的雜物存在，鋪設人員在工作室應盡量穿軟底鞋，土工膜的寬度應盡量不要變，采用原有幅寬，盡量不要在現(xiàn)場拼接，在施工之前應按照土工膜幅寬、現(xiàn)場長度需要，在專用場地剪裁，并拼接成符合要求尺寸的塊體，卷在鋼管上，然后搬運到工作面進行鋪設。鋪設時盡可能不要拉得太緊，要留有一定的褶皺，松動率大于5%。黏合：不管是熱力黏合還是采用黏接劑粘接，在粘結之前都必須進行現(xiàn)場粘接的永久性防滲試驗和強度試驗，充分了解土工膜的焊接工藝流程及接頭性能。膜面上的沙子、泥土等必須清除干凈，確保膜面清潔，在保證膜與膜接頭處鋪設平整后再施焊。焊接：土工膜的焊接一般采用熱焊接方法，對于鋪設好的土工膜，邊緣接縫處不能存在污物、塵土等污染物，焊接前要把接縫兩邊的PVC膜搭接好，使之有一定的搭接寬度，確保平整無褶皺；焊接過程中要盡量采用不同類型的焊接機組合進行焊接，對于焊接區(qū)域，因為不小心而形成的焊洞修補時要用焊接機進行修補。土工膜焊接機的速度大約在1.50?2m/s，施焊溫度為180?220°C，采用雙自動土工膜焊接機進行焊接。拼接焊縫兩邊寬各10cm，設兩道焊縫，每道寬10mm，在兩道焊縫之間需留有12mm寬的空腔，作用是檢查其焊接質量。除錨固端外，其余三邊預留10cm寬拼接帶，方便日后施工時膜與膜的拼接。4.檢測：在結束安裝之后，按照焊接質量的相關控制要求對所鋪設的土工膜表面進行目測以檢查其損壞的地方，及時標記便于進行修補，確定鋪設表面是否存在損壞的外來物質，如斷針等異物。在施工時要做到邊施工邊檢測。修補：如果檢查出來有損壞的部分要及時進行修補，在縫合處，要重新縫合修補，并保證跳針的末端已重新縫合。對于磨損的土工膜應該通過鋪設和熱連接土工膜小片來修補，土工膜小片要比缺陷的邊緣在各個方向最少長200mm。必須嚴格控制熱連接以確保土工膜補片和土工膜能夠緊密結合，而且對土工膜無損害。土工膜進行修補時應按照以下的技術要求：對于補洞或補裂縫的補丁必須和土工膜材質一致；補丁應至少延伸到受損土工膜范圍以外30cm的范圍；要是裂口長度大于卷材寬度的10%，那么，受損部分應該切除掉，然后將兩部分土工膜連接起來。保護層：土工膜焊接完而且驗收合格后，應該立刻在膜上面鋪設均勻砂礫石保護層。保護層總厚度為100cm，有兩層組成。①下保護層料采用挖掘機摔挖進料，人工配合鋪料。下保護層厚度50cm，填料細砂礫料最大粒徑不應大于20mm，禁止用機械鋪設，采用人工拍實，下保護層鋪設前應先在土工膜表面鋪一道細沙或過篩細土。②上保護層料采用挖掘機摔挖進料，人工配合鋪料。上保護層厚度50cm，填料粗砂礫料最大粒徑小于80mm，砂礫料中粒徑小于0.10mm的顆粒含量不超過5%，上保護層鋪料采用18t振動平碾靜碾6?8遍，經壓實后，砌筑厚度為50cm的干砌塊石防護層。四、結語土工膜的連接對于其作用的發(fā)揮很關鍵，急需研制出一種能自動控制溫度和焊接速率的焊接機，同時能夠現(xiàn)場快速檢測焊縫質量的設備也很重要。土工膜和結構物如何有效的連接同樣值得研究，國外許多廠商實行生產、銷售、現(xiàn)場焊接和質量