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發布時間:2021-01-14 09:00  





為什么說復合土工膜水庫理想的防滲材料
復合土工膜防滲技術已日趨成熟,國內外在水庫大壩上應用成功例子非常多,該方案具有可行性。針對石砭峪水庫大壩在施工過程中遺留的“先天不足”及后期運行過程中幾次嚴重滲漏破壞,采取復合土工膜防滲具有明顯的針對性,可以實現預期的防滲效果。結合復合土工膜在石砭峪水庫防滲中的應用效果看,復合土工膜是一種理想的水庫土石壩防滲材料。其具有以下優點:
(1)、復合土工膜的特點是將土工織物和土工膜合成在一起,采用的是布—膜—布復合土工膜,代號為SJN,膜為聚乙烯(PE或PVC)薄膜。
(2)、土工織物替代顆粒料作為PE或PVC膜保護層,以保護膜不受損壞,降低了下面墊層級配要求,并且有表面排水作用。
(3)、土工織物與覆蓋層及基面(墊層)的磨擦系數大。
(4)、由于有土工織物,故復合土工膜的抗拉、撕裂、頂破穿刺等方面力學強度較高。
(5)、應變能力強,適應地基變形能力較強。
(6)、土工膜與瀝青砼層接觸面上的孔隙壓力及浮托力易于消散,以免膜被水和氣托起而失穩。
(7)、能適應各種環境和溫度,聚乙烯脆性低溫達零下50℃。
(8)、抗老化性能好,采用地下埋設,使用壽命延長,可達50年。
(9)、耐酸堿,耐腐蝕,無毒,滲透系數小。
(10)、鋪設方便。運輸、鋪設不易損壞,亦不易被石塊、土粒、樹根等刺破。
為什么堤壩防滲土工膜厚度不能低于0.5毫米?
從表面上看土工膜是一片密不透水的材料,但實際上在壓力作用下膜的孔隙大小可以變化,仍能夠透水,只不過其滲透系數很小而已。一般來說滲透系數取為1x10-12cm3/s是穩妥的。這個數值較之粘土要小得多,這就是土工膜可用作防滲材料的道理。在實際工程中,更關心的是土工膜與土層接觸時能承受多大的水頭。當土工膜與粗粒土相接觸時,由于土粒之間的孔隙較大,土工膜在上覆水壓力作用下只能向土孔隙中陷進,因而產生拉伸應變、承受拉應力。如拉應力過大,土工膜被拉裂,則會產生漏水點,影響其防滲性能。
土工膜能承受多大的水頭,取決于土工膜的力學性能(極限拉伸強度,拉伸模量)、厚度和墊層土 (如土粒大小和級配)的情況。確定土工膜的防滲性有兩類辦法:一類是直接法。即將擬用的土工膜于試驗儀器中鋪在實際使用的墊層土料上,然后施加水壓力,直到土工膜破壞或施加的水壓力超過工程水壓力1個安全倍數而不破壞為止。這類方法很為可靠,但工作量大,一般重要的工程才采用,對低水頭的堤防工程似無必要。另一類是間接法。這類方法有兩種途徑,一是通過公式計算。二是按規范規定的數值取用,對于堤防工程適用此法。
現行規范要求土工膜的厚度不小于0.5mm。但目前國內土工膜產品的厚度一般均小于0.5mm。因此在選料時,經過論證,對于較小的工程也可選用厚度為0.3mm左右的土工膜,但要特別注意施工質量。例如湖北毛兒沖土壩用土工單膜修復補漏工程,所用的PVC膜的厚度只有0.22mm,接縫為粘接縫,水頭達20m,從1993年到現在,經歷了多年的汛期高水位的考驗,防滲效果一直是良好的。可見土工膜防滲的成敗關鍵之一是施工質量。

污水池HDPE土工膜及保護層的施工步驟
土工膜鋪設采取先邊坡后池底的順序。鋪膜時不要拉得太緊,應留有一定的余幅,以備局部下沉拉伸之用。水平接縫不得在坡面上,且距坡腳不得小于1.5m。相鄰兩幅的縱向接頭不應在一條水平線上,應相互錯開1m以上。在土工膜運輸過程中不要拖拉、硬拽,避免尖銳物刺傷。膜下應預先敷設一些臨時導氣管以排除膜下空氣,使土工膜與基層緊貼。施工人員在進行施工作業時需穿著軟底膠鞋或布鞋,同時注意天氣、溫度等對膜的影響。具體施工步驟如下:
1、裁剪土工膜:
應對鋪設面進行實際丈量得到準確尺寸,再按所選HDPE土工膜的幅寬和長度及鋪設方案進行裁剪,考慮搭接寬度以便焊接。池體轉角扇形區應合理裁剪,使上下端都得到牢固的錨固。
2、細部增強處理:
在土工膜鋪設前,應先對陰陽角、變形縫等細部進行增強處理,必要時可增焊雙層HDPE土工膜。
3、邊坡鋪設:
展膜方向應基本平行于坡線,展膜應平整順直,避免出現褶皺、波紋。土工膜在池頂位置要做好錨固,防止向下墜滑。邊坡上保護層為非織造土工布,其鋪設速度應與鋪膜速度一致,以避免人為破壞土工膜。土工布的鋪設方式與土工膜相似,兩幅土工布對正、搭齊,搭接寬度按設計要求,一般為75mm 左右,采用手提式縫紉機縫合連接。
4、池底鋪設:
將HDPE土工膜放在平整的基層上,平順、松緊適度,與土面密貼,避免出現褶皺、波紋。兩幅土工膜對正、搭齊,搭接寬度按設計要求,一般為100mm 左右,焊接部位要保持干凈。

HDPE土工膜在防滲工程中的優異特點
HDPE土工膜作為防滲材料,具有優異的性能:
1、在物理性能上,具有其他高分子合成材料所達不到的拉伸強度(國外要求為28MPa,我國為25MPa)、延伸率(國外要求為700%,我國為550%)、抗撕裂和抗穿刺能力以及極低的滲透系數(2.7x10-13cm/s);
2、具有所有土工膜中蕞好的化學穩定性,能抵抗各種酸、堿、鹽、油類(鹵族的碳氫化合物除外)的化學腐蝕;
3、具有抗紫外線的能力,可長期暴露在大氣中,耐老化性好;
4、能抵抗各種生物作用,不招鼠咬、蟲蛀,不生霉菌。
用于環境工程的HDPE土工膜,是由高品質聚乙烯樹脂制造的1純樹脂占97.5%,碳黑和扛氧化劑、熱穩定劑只占2.5%,沒有其他摻料,因此它耐老化性能好、不裂解、不產生有毒有害分解物。其構成中只有碳、氫原子,沒有易吸水的極性分子,因此它具有極低的滲透性。通過在生產聚乙烯樹脂時,選擇結晶度、分子量以使分子量分布達到蕞佳的匹配,可使生產的土工膜具有蕞合適的強度、延伸率等物理力學性能。
現在大型的土工膜生產廠都是采用平模擠出和圓 模吹塑成形兩種工藝生產土工膜的。平模工藝為蕞初形成的生產系統1產品表面光滑明亮,不容易產生外觀缺陷1但一般只適于生產光面膜(只有個別的廠能生產帶若干圖案的糙面膜),大部分要經過二次加工來生產糙面膜。圓膜吹塑為后發展起來的一種生產工藝,可生產糙面膜或同時生產兩種以上材料構成的復合膜,如反光膜、HDPE或VLDPE復合膜、便于用電火花檢驗的導電膜、有裝飾作用的各種色彩的復合膜等,膜的寬度可達到6.86-10.52m。
