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土工膜作为一种良好的防渗材料,在水库防渗施工中己被广泛采用,用土工膜防渗,不仅可以减少渗漏,增加粉土及粉细砂坝体及坝基的稳定性,还可减少坝体土方工程量。其主要应用有以下两个方面:一是水库围坝坝基防渗,用于坝前水平铺膜防渗或垂直铺膜防渗。二是水库围坝坝体防渗,用于防渗斜墙或垂直防渗心墙。
工艺原理
将复合土工膜代替粘土心墙或斜墙,设置在坝体中央(心墙)或上游面(斜墙)坝体内,使坝体结构发生变化,原来相对紧密结合在一起的土体,由一道柔软和平整的复合土工膜所隔开,当坝体承受工作水头时,复合土工膜起阻止 渗透水的作用,而将水压力几乎全部传给支撑它的那部分坝体,坝体受水压力作用后发生变形,复合土工膜也随之发生位移,从而保证了土坝的正常工作。
工程概况
某水库为拦河坝型水库,库容192.6万m3,水库以灌溉为主,兼防洪、旅游、养殖等用途。大坝复合土工膜防渗体主体部分为复合土工膜,膜两侧各铺设20cm细砂保护层及80cm砂砾石过渡料。复合土工膜防渗体最低处高程为1,069m,顺坝轴线方向宽12m,最高处高程为1,108.5m,顺坝轴线方向宽112m,最大水头39.5m。复合土工膜在河床段左、右坝肩部位与心墙混凝土底板上预埋角钢连接,坝顶与防浪墙连接,形成一封闭的防渗体。
施工操作要点
施工准备
1、原材料检测:进入施工现场的土工膜要进行外观交货检查和物理力学指标复检,外观上不允许有针眼、疵点和厚薄不均匀,土工布不允许有裂口、孔洞、裂纹或退化变质等,复检结果要符合设计指标要求,复合土工膜设计指标如下:复合土工膜300g/0.8mmPVC/300g;单位面积质量:≥1400g/m2;纵向抗拉强度:≥20kn/m;横向抗拉强度:≥20kn/m;纵向梯形撕裂强度:≥650n横向梯形撕裂强度:≥680n;圆球顶破强度:≥1850n;CBR顶破强度:≥4500n;渗透系数:<1€?0-11cm/s;水力鼓破强度:≥1500kpa。
2、设备准备:施工前对所有的设备进行检查和试运行,保证工况良好。
土工膜接缝施工
1、复合土工膜连接分下、上层无纺布缝接,中层土工膜连接2个程序进行。无纺布缝接用手提式封包机、尼龙线进行双道缝接,搭接宽度10cm;土工膜采用焊接工艺连接,焊接工具采用TH-2型双道土工膜焊接机,局部焊不着的地方或焊接有问题的则采用粘接。
2、焊接全部在现场进行,要求天气晴好,风力3级以下,严禁在雨天、高温和严寒天气下施工,焊接基底表面应干燥,焊接前用电吹风吹去膜面上的砂子、泥土等脏物,再用干净毛巾擦净,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。
3、正式焊接前,应先根据施工气温、风速,利用相同材质的土工膜进行试焊,施焊温度为220℃~300℃,掌握最适宜的焊接机温度及行走速度,再进行正式施工,焊缝应透明、平整、顺直、连续。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。
土工膜与心墙混凝土底板、防浪墙连接施工
心墙混凝土底板、防浪墙混凝土上预埋L100*80*6的角钢及€%O20螺栓,螺栓间距15cm。施工时,在角钢上安装一层8*300mm平板止水橡皮,安装时,依照预埋螺栓实际位置,用带€%O19钻头电钻在平板止水橡皮对应位置钻孔,并压入预埋螺栓上,使其结合平顺,不能打折。照此方法依次压入复合土工膜、上层8*300mm平板止水橡皮及钻好孔位的角钢,加盖螺帽并拧紧。
土工膜铺设施工
1、土工膜焊接完成人工将膜沿坝轴线平整、松弛铺放于碾压好的坝体一侧,再将多余的膜人工均匀卷起,膜内侧固定与细砂保护层等高的木模板,进行另一侧的细砂保护层和砂砾石过渡层填筑(均为人工铺料,细砂保护层采用冲击夯夯实,砂砾石过渡层采用HDZ200振动夯洒水夯实),完成后将卷好的土工膜翻转至填筑好的一侧,在土工膜表面铺设细帆布做保护,进行原放置一侧的细砂保护层和砂砾石过渡层的填筑施工。
2、土工膜防渗体由低而高组织施工,先铺设土工膜,再分层铺填、碾压膜两侧细砂保护层和砂砾石过渡层。80cm过渡料:相对紧密度0.8,设计干容重2.0g/cm3;20cm细砂夯实功同80cm过渡料。细砂保护层每20cm填筑一层、砂砾石过渡层每40cm填筑一层,“犬齿交错”上升法施工。过渡料每层铺设高度为细砂保护层的两倍,铺设好后,先不碾压,待细砂保护层和过渡料齐平后,和细砂保护层、坝壳料骑缝碾压。
3、按规定顺序和方向分区分块采用人工进行土工膜铺设。
4、铺设土工膜时应适当放松,并避免人为的硬折和损伤。
5、铺设土工膜时,膜块间形成的结点,应为T字型,不得作成十字型。
质量检查
1、工程质量主要进行焊缝质量的检查,检查项目有:目检、充气检漏、抽样作抗拉试验。
①目检:主要目测焊缝是否透明、宽度是否均匀、有没有漏焊、烫伤、褶皱等缺陷。
②充气检漏:先用气针插入两条焊缝之间的空腔内,然后密封针孔四周,再将焊缝空腔两头堵住,用气泵打气,使其压力升至0.2MPa,充气时间为5min后,压力无明显下降,则表明焊缝质量满足要求。
③抽样抗拉检测:对目测合格的焊接试验的焊缝样品抽样进行抗拉试验;正式焊接施工,焊缝也要进行抽样作抗拉试验。
2、土工膜接缝质量要求:
①焊接:土工膜接缝的抗拉强度(指主膜)不得低于母材(指主膜)抗拉强度的80%。
②粘接:土工膜粘接缝的抗拉强度(指主膜)不得低于母材(指主膜)的抗拉强度。
(作者单位:长江大学城市建设学院)
工艺原理
将复合土工膜代替粘土心墙或斜墙,设置在坝体中央(心墙)或上游面(斜墙)坝体内,使坝体结构发生变化,原来相对紧密结合在一起的土体,由一道柔软和平整的复合土工膜所隔开,当坝体承受工作水头时,复合土工膜起阻止 渗透水的作用,而将水压力几乎全部传给支撑它的那部分坝体,坝体受水压力作用后发生变形,复合土工膜也随之发生位移,从而保证了土坝的正常工作。
工程概况
某水库为拦河坝型水库,库容192.6万m3,水库以灌溉为主,兼防洪、旅游、养殖等用途。大坝复合土工膜防渗体主体部分为复合土工膜,膜两侧各铺设20cm细砂保护层及80cm砂砾石过渡料。复合土工膜防渗体最低处高程为1,069m,顺坝轴线方向宽12m,最高处高程为1,108.5m,顺坝轴线方向宽112m,最大水头39.5m。复合土工膜在河床段左、右坝肩部位与心墙混凝土底板上预埋角钢连接,坝顶与防浪墙连接,形成一封闭的防渗体。
施工操作要点
施工准备
1、原材料检测:进入施工现场的土工膜要进行外观交货检查和物理力学指标复检,外观上不允许有针眼、疵点和厚薄不均匀,土工布不允许有裂口、孔洞、裂纹或退化变质等,复检结果要符合设计指标要求,复合土工膜设计指标如下:复合土工膜300g/0.8mmPVC/300g;单位面积质量:≥1400g/m2;纵向抗拉强度:≥20kn/m;横向抗拉强度:≥20kn/m;纵向梯形撕裂强度:≥650n横向梯形撕裂强度:≥680n;圆球顶破强度:≥1850n;CBR顶破强度:≥4500n;渗透系数:<1€?0-11cm/s;水力鼓破强度:≥1500kpa。
2、设备准备:施工前对所有的设备进行检查和试运行,保证工况良好。
土工膜接缝施工
1、复合土工膜连接分下、上层无纺布缝接,中层土工膜连接2个程序进行。无纺布缝接用手提式封包机、尼龙线进行双道缝接,搭接宽度10cm;土工膜采用焊接工艺连接,焊接工具采用TH-2型双道土工膜焊接机,局部焊不着的地方或焊接有问题的则采用粘接。
2、焊接全部在现场进行,要求天气晴好,风力3级以下,严禁在雨天、高温和严寒天气下施工,焊接基底表面应干燥,焊接前用电吹风吹去膜面上的砂子、泥土等脏物,再用干净毛巾擦净,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。
3、正式焊接前,应先根据施工气温、风速,利用相同材质的土工膜进行试焊,施焊温度为220℃~300℃,掌握最适宜的焊接机温度及行走速度,再进行正式施工,焊缝应透明、平整、顺直、连续。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。
土工膜与心墙混凝土底板、防浪墙连接施工
心墙混凝土底板、防浪墙混凝土上预埋L100*80*6的角钢及€%O20螺栓,螺栓间距15cm。施工时,在角钢上安装一层8*300mm平板止水橡皮,安装时,依照预埋螺栓实际位置,用带€%O19钻头电钻在平板止水橡皮对应位置钻孔,并压入预埋螺栓上,使其结合平顺,不能打折。照此方法依次压入复合土工膜、上层8*300mm平板止水橡皮及钻好孔位的角钢,加盖螺帽并拧紧。
土工膜铺设施工
1、土工膜焊接完成人工将膜沿坝轴线平整、松弛铺放于碾压好的坝体一侧,再将多余的膜人工均匀卷起,膜内侧固定与细砂保护层等高的木模板,进行另一侧的细砂保护层和砂砾石过渡层填筑(均为人工铺料,细砂保护层采用冲击夯夯实,砂砾石过渡层采用HDZ200振动夯洒水夯实),完成后将卷好的土工膜翻转至填筑好的一侧,在土工膜表面铺设细帆布做保护,进行原放置一侧的细砂保护层和砂砾石过渡层的填筑施工。
2、土工膜防渗体由低而高组织施工,先铺设土工膜,再分层铺填、碾压膜两侧细砂保护层和砂砾石过渡层。80cm过渡料:相对紧密度0.8,设计干容重2.0g/cm3;20cm细砂夯实功同80cm过渡料。细砂保护层每20cm填筑一层、砂砾石过渡层每40cm填筑一层,“犬齿交错”上升法施工。过渡料每层铺设高度为细砂保护层的两倍,铺设好后,先不碾压,待细砂保护层和过渡料齐平后,和细砂保护层、坝壳料骑缝碾压。
3、按规定顺序和方向分区分块采用人工进行土工膜铺设。
4、铺设土工膜时应适当放松,并避免人为的硬折和损伤。
5、铺设土工膜时,膜块间形成的结点,应为T字型,不得作成十字型。
质量检查
1、工程质量主要进行焊缝质量的检查,检查项目有:目检、充气检漏、抽样作抗拉试验。
①目检:主要目测焊缝是否透明、宽度是否均匀、有没有漏焊、烫伤、褶皱等缺陷。
②充气检漏:先用气针插入两条焊缝之间的空腔内,然后密封针孔四周,再将焊缝空腔两头堵住,用气泵打气,使其压力升至0.2MPa,充气时间为5min后,压力无明显下降,则表明焊缝质量满足要求。
③抽样抗拉检测:对目测合格的焊接试验的焊缝样品抽样进行抗拉试验;正式焊接施工,焊缝也要进行抽样作抗拉试验。
2、土工膜接缝质量要求:
①焊接:土工膜接缝的抗拉强度(指主膜)不得低于母材(指主膜)抗拉强度的80%。
②粘接:土工膜粘接缝的抗拉强度(指主膜)不得低于母材(指主膜)的抗拉强度。
(作者单位:长江大学城市建设学院)