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浅谈渠道复合土工膜施工技术

复合土工膜在南水北调中线工程渠道衬砌施工中应用非常广泛,而作为渠道衬砌第一道防渗、防护功能,在渠道衬砌中起到至关重要的作用。复合土工膜的施工质量将影响到渠道衬砌的质量,如施工质量不好将造成渗漏通道,甚至造成混凝土面板垮塌,因此复合土工膜的施工质量过程控制尤为重要。本文将对渠道复合土工膜施工技术做一些阐述,希望起到借鉴和参考的作用。

1复合土工膜的特点

复合土工膜是由土工织物(或玻纤网)、高分子材料等(如PE膜、EVA等)两种以上的材料复合而成的土工合成材料。以土工织物为防水层,以高分子材料为防渗层,具有独特的防渗、防护和加筋、排水、隔离等功能,其高度的任性和耐化学侵蚀、抗老化性能。

2复合土工膜的技术指标

3复合土工膜施工准备

1) 采购复合土工膜时,应按渠坡坡长及坡肩锚固长度、坡脚预留搭接长度计算每一卷复合土工膜的长度。按渠底宽度及与渠坡复合土工膜搭接长度计算每一卷复合土工膜的幅宽。按渠道总长及幅与幅搭接宽度计算使用复合土工膜的总量。

2)复合土工膜铺设所用的工具器材有剪刀、盒尺、50m钢尺、热熔焊缝机、手提式缝包机、2m钢尺、电吹风机等。

4复合土工膜的施工方法

4.1复合土工膜铺设

1) 渠坡:沿渠轴线方向,按先下游后上游、上游幅压下游幅的顺序铺设。铺设时使复合土工膜幅宽与渠轴线方向平行,由坡肩自上而下滚铺至坡脚,中间不应有纵向连接缝,渠坡上的复合土工膜只有横向的连接缝(见复合土工膜铺设示意图)。渠坡和渠底结合部以及和下段待铺的复合土工膜部位要预留足够的长度,一般控制在50~80cm,坡肩处预留复合土工膜应能够满足路缘石底部设计长度要求,铺设过程采用编织袋装土覆压,随铺随压,以防止复合土工膜滑移。

2)渠底:使复合土工膜幅宽与渠轴线垂直,沿渠轴线方向按先下游后上游、上游压下游的顺序滚铺。渠底复合土工膜端头缝与端头缝、端头缝与坡面横向接缝应相互错开100cm以上(见图4-1复合土工膜铺设示意图)。

图4-1复合土工膜铺设示意图

3)齿槽部位:铺设齿槽部位的复合土工膜时,应松弛适度,且与齿槽贴紧,铺设完毕后及时采用齿槽内的临时支撑固定保温板和土工膜。支撑约2m左右一个,待混凝土铺筑满槽后自再取出,清理干净待用。

4.2复合土工膜裁剪

渠坡复合土工膜裁剪应考虑渠坡坡长、坡肩锚固长度、坡脚齿槽边长、预留长度之和,渠底复合土工膜裁剪应考虑一个施工段长度、预留长度之和。裁剪大捆的土工膜,并编号记录,按号码运至铺设现场。复合土工膜裁剪应整齐平顺,并保证足够的搭接宽度,搭接宽度通常为10cm。

遇到建筑物墩柱时根据建筑物尺寸在复合土工膜上进行标识,根据标识线进行裁剪,标识尺寸应考虑与建筑物10cm以上的粘结宽度。

4.3复合土工膜与建筑物粘接

复合土工膜与墩、柱、墙等建筑物须进行粘接,粘接宽度≮10cm,建筑物周围复合土工膜应充分松弛。为保证土工膜与建筑物粘结牢固,防水密封可靠,在对土工膜或墩柱进行涂胶之前,必须将涂胶基面清理干净,保持干燥。涂胶必须均匀布满粘结面,无过厚、漏涂现象。在粘结过程和粘结后2小时内,粘结面不得承受任何拉力,严禁粘结面发生错动。

4.4复合土工膜连接

1)连接顺序:底层土工布缝合,中层土工膜热熔焊接或粘接,上层土工缝合。

2)土工膜热熔焊接:土工膜接缝热熔焊接一般采用热合爬行机焊接。每天施工前均应先作工艺试验,以确定当天焊机的温度、速度、档位等工作参数。一般焊机温度控制在300~350℃范围内,行走速度控制在1.5~2.5m/min之间。温度过高会烫坏土工膜,温度过低土工膜不粘合,导致焊缝不合格;焊机行走速度过快或过慢也会导致土工膜焊接不合格,施工时应根据天气情况通过工艺试验适时调整。环境气温在5~35℃之间,焊接土工膜比较适宜。低温时,复合土工膜应适当张紧些;高温时,复合土工膜应适当放松些。在气温低于5℃时,为保证焊接质量,必须对搭接面进行加热处理。当环境温度和不利的天气条件严重影响土工膜焊接时,应停止作业。

土工膜焊接前必须将土工膜焊接面上的尘土、泥土、油污等杂物清理干净,水汽用吹风机吹干,保持焊接面清洁干燥。多块土工膜连接时,接头缝应相互错开100cm以上,焊接形成的结点应为“T”字型,不得为“十”字型。(见复合土工膜铺设示意图)

为确保土工膜的焊接头具有可靠的防渗效果,通常采用双焊缝焊接。双焊缝宽度宜采用2×10mm,搭接宽度≮10cm。应防止发生漏焊、烫伤和褶皱等缺陷。土工膜接缝焊结强度不得低于母材的80%。在焊接过程中和焊接后2h内,焊接面不得承受任何拉力,严禁焊接面发生错动。

当施工中焊缝出现脱空、收缩起皱及扭曲鼓包等现象时,应将其裁剪剔除后重新进行焊接。出现虚焊、漏焊用特制焊枪补焊确保满足设计要求。

焊机要定时保养,经常清理焊接机设备中残留物。

3)土工膜粘接:土工膜粘接宽度≮10cm。在土工膜粘接前必须将上下层土工膜焊接面上的尘土、泥土、油污等杂物清理干净,水汽用吹风机吹干,保持焊接面清洁干燥。将下层土工膜铺平,在下层土工膜粘接面上均匀涂满胶液,涂胶做到不过厚、无漏涂现象。然后将上层土工膜与粘接面对齐、挤压,使粘接面充分结合。在粘结过程和粘结后2h内,粘结面不得承受任何拉力,严禁粘结面发生错动。土工膜的粘接强度不低于母材的80%。复合土工膜施工一般采用专用KS胶粘剂粘接。

4)土工布缝合

将上层土工布和中层土工膜向两侧翻叠,将底层土工布铺平、搭接、对齐,进行缝合。土工布缝合采用手提缝包机,缝合时针距控制在6mm左右,要求连接面松紧适度、自然平顺,土工膜与土工布联合受力。上层土工布缝合方法与下层土工布缝合相同,土工布缝合强度应不低于母材的70%。

4.6复合土工膜保护

1)复合土工膜应专车运输。装卸、搬运不得拖拉、硬拽,不得使用任何可能对复合土工膜造成损伤的机具,避免尖锐物刺伤。

2)复合土工膜铺设人员必需穿软底鞋或胶底鞋。严禁穿钉鞋、硬底鞋在复合土工膜上踩踏。

3)铺设好的复合土工膜由专人看管。严禁直接在复合土工膜上卸放混凝土拌合物块体。严禁用带尖头的工具在土工膜上作业。严禁在复合土工膜上敲打石料和一切可能引起复合土工膜损坏的施工作业。

4)为方便施工人员工作行走,又避免破坏土工膜,应制作行走梯放在渠坡上,根据实际施工需要移动使用。

5)未浇筑混凝土的部位,应进行苫盖防护,保持表面清洁,防止阳光直晒和油渍污染、酸碱腐蚀,防止被人为或机械刮伤等。

6)混凝土衬砌范围以外和预留的复合土工膜要卷成捆,用苫布包裹严密,防止损坏和老化。衬砌混凝土采用跳仓方式浇筑时,模板的支立和固定方式应不造成复合土工膜破坏,可采用在模板的辅助装置上压置重物、设置支撑等方法支立和固定模板。

7)为防止大风对已铺设土工膜造成破坏,在铺设过程中复合土工膜上均应用砂袋或软性重物压重,随混凝土衬砌随将压物撤出。

8) 在渠坡混凝土衬砌完成一段距离后,按照设计图纸的结构形式及时进行路缘石安装,复合土工膜的锚固长度要满足设计图纸要求。(见图4-3 坡肩复合土工膜锚固长度示意图)。

9)施工现场严禁烟火,电气焊作业要远离复合土工膜。

4.7质量控制与检验

1)裁剪复合土工膜时,裁剪人员应认真检查复合土工膜有无破损、孔洞、撕裂等缺陷,若有,应及时用合格的母材修补,其范围应超出破洞周边10~20cm。对难于修补的不合格部分应裁剪剔除掉。

2)复合土工膜按照规定方式进行铺设,应到达平顺、整齐、无褶皱、无绷紧、无破损;与基础面之间应压平紧贴、避免架空。

3)复合土工膜采用专用焊接设备焊接。焊接人员须经生产厂的专业技术人员培训合格后方可上岗作业。生产厂的专业技术人员必须在施工现场演示和指导复合土工膜焊接作业。

4)每天焊接前,均应随机取样膜上试焊,试焊样膜采用手撕测试。测试标准为:母材被撕裂而焊缝不被撕裂为合格。

5)用钢尺控制复合土工膜搭接宽度≮10cm,偏差在0~+2cm之间。在施工中每条接缝应记录搭接宽度不少5点。

6)对所有的土工膜焊缝进行外观目测检查,焊缝应均匀、平整,无漏焊、烫损、皱褶、空洞。手撕检查接缝坚固。

7)对所有的土工膜焊缝严格按照设计要求逐条进行充气检验。充气法:焊缝为双条,两条之间留有约1cm的空腔。将待测段两端封死,插入气针,充气至0.15~0.2MPa,静观5min,观察气压表,如气压不下降,表明不漏,接缝合格,否则应及时补焊。

8) 对所有的土工膜粘接缝进行外观目测检查,涂胶应均匀、粘接面平整,无漏粘接。采用手撕检查粘接面的牢固。

9) 绘图、列表详细记录焊缝桩号、位置、长度接头位置、型状、焊接时间、人员与设备、检验时间、人员与设备、外观与充气检验结果、天气情况等。

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