复合防渗体（共7篇）
复合防渗体 篇1
1工程概况
新疆生产建设兵团农二师恰拉水库为一座平原灌注式水库, 位于新疆天山南麓塔里木盆地东北边缘, 塔河下游“绿色走廊”上段, 距库尔勒市120 km。该水库于1958年兴建, 改扩建后库容为1.61亿m3, 设计水位875.00 m, 死水位870.20 m, 坝体总长27.27 km, 属大 (2) 型水库。大坝坝体复合防渗结构采用了一布一膜[膜/布=0.5 mm/ (200 g) ], 现浇混凝土板护坡, 防冻采用苯板保温形式。典型坝段护坡结构分为三段:上部预制混凝土加糙板护坡, 护坡结构从上往下依次为加糙板厚10 cm, M5砂浆找平层厚2 cm, 一布一膜 (膜/布=0.5 mm/200 g) ;中部钢筋混凝土L形板护坡, 护坡结构从上往下依次为钢筋混凝土L形板 (槽形板) 厚20 cm, 保温苯板厚6 cm, 一布一膜;下部现浇混凝土板护坡, 护坡结构从上往下依次为现浇混凝土板厚15 cm, 保温苯板厚4 cm, 一布一膜, 坡脚设有混凝土阻滑墙, 如图1所示。
根据工程地质勘察资料, 恰拉水库B坝段土的干体积质量为1 700 kg/m3, 内摩擦角φ为30.83°, 黏聚力为6.3 kPa。土浮体积质量γ为700 kg/m3, 饱和内摩擦角φ为25.83°。
2005年6月26日, 恰拉水库新建坝段 (B坝段) 蓄水位872.70 m (素混凝土护坡段分离缝以下0.3 m) , 8时左右遭遇大风, 风速约为23～24 m/s。此情况下, 水库B坝2+080～4+860坝段的护坡第三段现浇素混凝土板中的上部第一块被风浪掀起后滑落库中, 还有部分护坡下滑约0.1～0.5 m。鉴于此次非常工况运行条件下大风对护坡的破坏, 需对水库大坝混凝土护坡进行稳定性复核计算。
通过对土石坝斜墙复合防渗体各层面的直剪摩擦试验研究[1], 试验成果如表1。
2施工期抗滑稳定分析
2.1防渗体自身抗滑稳定分析
水库B坝段前坡坡度为1∶2.5, 设混凝土板护坡厚度为h, 单位m;沿坝轴向的分缝长度为a, 单位m;沿坝坝坡向的分缝长度为b, 单位m。对单块板进行受力分析, 计算简图如图2。
沿着坝坡方向取力的平衡得, N-Gcosα=0, 即N=Gcos α
故要使护坡板在坝坡上保持平衡, 必须有护坡混凝土板与苯板、苯板与土工膜、土工膜膜与基土之间均满足稳定要求。
根据土石坝斜墙复合防渗体各层面的直剪摩擦试验研究成果, 对护坡混凝土板自身稳定性进行复核计算如表2。
通过计算, 在静力学条件无外力支撑情况下, 除苯板与与砂浆体在自然状态下抗滑稳定安全系数满足规范K≥1.3要求外, 其余情况虽不满足规范要求, 说明复合防渗体在干燥和饱和状态下均不能保持自身的稳定。
2.2阻滑墙对防渗体抗滑稳定的影响分析
水库大坝前坡坡度为1∶2.5, 设混凝土板护坡厚度为h, 单位m, 沿坝轴向的分缝长度为a, 沿坝坡向的分缝长度为b。施工过程中若先修建阻滑墙, 再由下至上浇筑混凝土板护坡, 在稳定计算中应考虑阻滑墙的作用, 阻滑墙结构尺寸见图3, 对单宽滑墙结行受力分析, 计算简图如图4。
对水平方向取平衡得, P1-Ncosα=0, 即P1=Ncosα
沿坝坡方向的力N的作用下, 挡墩下的土体将产生被动土压力, 计算被动土压力考虑如下两种情况。
(1) 阻滑墙后填土不饱和情况。
从地质资料可以看出, 本工程的上坝土料的粘性较小, 在后面的被动土压力计算时, 假设成为非粘性土, 使计算得以简化。α为墙背与竖直线之间的夹角, 以竖直线为准, 逆时针为正, 顺时针为负, α=0°;β为填土与水平面之间的夹角, 水平线以上为正, 水平线以下为负, β=0°;δ为墙背与填土之间的摩擦角, 这里取δ=0°, 可按朗肯土压力理论计算被动土压力[2]。
式中:γ为阻滑墙后填土体积质量;H为阻滑墙高度;Kp为朗肯被动土压力系数;N为坡向阻滑力;φ为土的内摩擦角
要使护坡混凝土板保持平衡, 必须有护坡自重沿坡向下的分力、护坡向上的摩擦力及坡向阻滑力保持平衡。得出考虑挡墩作用时的抗滑安全系数计算式为:
式中:G为混凝土板自重;f为界面间摩擦系数;α为坝坡坡角。
(2) 阻滑墙后填土饱和情况。
若阻滑墙后填土饱和, 计算被动土压力时采用土的浮重度和土的饱和内摩擦角, 同时要考虑水压力的作用, 抗滑安全系数计算式为:
考虑阻滑墙作用且墙后填土不饱和时, 复合防渗体各层面间抗滑安全系数计算结果如表3。
从表3可以看出, 考虑阻滑墙作用情况时, 抗滑稳定安全系数均满足规范K≥1.3要求, 说明恰拉水库大坝斜墙复合防渗结构在施工期, 按先修建阻滑墙, 再由下至上依次浇筑混凝土板护坡完全满足稳定要求。
3运行期考虑风浪作用复合防渗体的稳定分析
水库大坝在风浪的作用下, 护坡水位的上升与下降速度是很快的, 若保护层透水性不良 (如现浇混凝土板等) , 水位下降时, 容易在保护层上下形成水位差, 到一定程度后, 就可能造成面板的抬动而失稳。另一方面由于浪压力的作用也会对混凝土护坡造成结构上的破坏。恰拉水库为平原注入式水库, 其水面宽度较大、吹程较长等条件, 选用蒲田试验站公式计算[3], 结果见表4。
注:计算风速为24 m/s, 吹程为5 900 m, 设计板长为3.0 m。
素混凝土护坡在风浪作用下的稳定性分析计算按混凝土板护坡的设计推荐公式计算[4], 考虑作用于板上的力有以下5种:①板上波浪压力;②板下上托力;③板上静水压力;④板下静水压力;⑤板自重;⑥苯板浮力。
3.1浪压力的计算
在验算混凝土板的稳定性时, 当波浪从坡面下拖时, 板上的浪压力小了而板下的上托力却大了的情况。这时, 板面上的最大局部浪压力按式 (6) 计算, 浪压力分布可按式 (8) 计算, 计算结果见图5。为了计算安全起见, 板的下部边缘应考虑位于静水位hy处, 因此点板上浪压力系指向坡外的吸力, 且系最大值。
式中:x为以板的最低点为原点沿板面计算的坐标距离;η为系数, m=2～3.5, η=1.0;2h为波浪高度;K为计算安全系数。
3.2板下上托力的计算
板下的上托力按式 (10) 逐步计算, 计算水位为872.00时上托力分布见图6。
式中:hB为波浪爬高;hy为最大压力点深度。板下的上托力成梯形分布, 如图6所示, 最大压力等于0.85h。
3.3静水压力计算
板上、板下的最大静水压力按式 (11) 、 (12) 计算。
式中:hy为最大压力点深度;t为板厚在垂直方向的高度。
此外, 为防止混凝土护坡冻胀破坏, 其下设有4 cm厚的苯板防冻层, 在板下有水的情况下, 苯板对混凝土护坡产生一定的浮力作用。苯板体积质量为20 kg/m3, 在不考虑自重的情况下, 产生的体积浮力为430 N/m3。苯板对混凝土护坡的浮力、混凝土护坡板自重按均布荷载考虑。
水库水位选择位于下部素混凝土板上部872.90 m、下部872.00 m两种情况, 护坡在风浪作用下各种力计算结果如表5。
将板上滚动的波浪压力、板下的上托力以及静水压力、板自重力、苯板浮力、板上盖重的重力取1 m长度分别对板的下缘点取矩。
护坡混凝土板抗倾稳定按下式验算
式中:M0为抗倾力矩;Ms为抗倾力矩;[K]为稳定安全系数允许值, 恰拉水库为大型水库, 按规范其重要部位的结构稳定安全系数应取1.35。
表6为护坡混凝土板在风浪作用下抗倾稳定计算表, 可以看出, 在库水位872.0 m, 排水孔作用完全失去情况下, 坝坡上采用干砌块石盖重后, 还需护坡厚0.235 m;若排水孔能够及时排水, 上托力作用削减50%情况时, 采用干砌块石盖重后需护坡厚0.162 m;上托力作用削减100%情况时, 采用干砌块石盖重后需护坡厚0.135 m。可见护坡上设置排水孔对护坡厚度影响是很大的, 2005年6月26日, 恰拉水库新建坝段蓄水位872.00 m以下 (素混凝土护坡设计厚度仅为0.15 m) , 大坝混凝土护坡是不满足抗倾稳定要求的。
4结语
本文对恰拉水库斜墙复合防渗结构进行了稳定复核, 发现施工期在不考虑护坡阻滑墙情况下, 除苯板与与砂浆体在自然状态下抗滑稳定安全系数满足规范K≥1.3要求外, 其余情况虽不满足规范要求, 说明护坡在干燥和饱和状态均不能保持自身的稳定。考虑阻滑墙作用, 复合防渗结构稳定系数显著提高, 说明恰拉水库大坝斜墙复合防渗结构各层面在阻滑墙作用下是满足抗滑稳定的, 施工时应先修建阻滑墙, 再由下至上浇筑混凝土板护坡。
运行期考虑风浪作用时, 混凝土护坡设置排水孔对护坡稳定性影响较大, 排水孔排水效果越显著, 护坡抗倾稳定性越高, 所要求的混凝土护坡板尺寸也越小。若恰拉水库排水孔作用降低50%时, 大坝下部0.15 m厚混凝土护坡即不能满足抗倾稳定要求。若排水孔完全丧失作用时, 大坝中、上部0.20 m厚混凝土护坡亦不能满足抗倾稳定要求
摘要：对恰拉水库斜墙复合防渗体进行了稳定分析, 发现施工期复合防渗体自身不满足抗滑稳定要求, 考虑阻滑墙作用时, 复合防渗体安全系数显著提高。运行期考虑风浪作用时, 护坡设置排水孔对防渗体稳定性影响较大, 排水孔排水效果越显著, 复合防渗体抗倾稳定性越高, 所要求的混凝土护坡板厚度也越小。
关键词：复合防渗体,稳定性分析,阻滑墙,排水孔
参考文献
[1]王健, 侍克斌, 何建新, 等.恰拉水库护坡复合防渗体的抗滑试验分析[J].中国农村水利水电, 2007, (5) :93-94.
[2]陈仲颐, 周景星, 王洪瑾.土力学[M].北京:清华大学出版社, 1994:201-204.
[3]中华人民共和国水利部.碾压式土石坝设计规范[M].北京:水利电力出版社, 2002:48-57.
[4]水利电力部第五工程局, 水利电力部东北勘测设计院.土坝设计.上册[M].北京:水利电力出版社, 1978:443-447.
复合防渗体 篇2
电站枢纽主要由挡水泄洪建筑物 (泄洪冲沙闸) 、电站厂房、溢流坝、左右两岸副坝以及生活管理区、辅助性生产设施等组成, 坝顶总长490.0m。根据工程总进度及地形条件以及建筑结构型式, 导流选择二期导流, 导流方式为一期缩窄河床导流, 二期导流采用已建成的泄冲闸进行导流。
一、围堰型式的选择
根据工程实际与工期要求, 以及当地施工材料的采集情况, 本着充分利用当地材料和就地取材的原则, 以降低施工成本为目的, 经多方案比较, 认为土石围堰构造简单、施工方便、易于拆除、施工成本较低, 比较适合本工程, 而且最关键是能利用河滩地上的开挖料作为堰体的填筑料, 可以减少施工费用。但围堰坐落在软基上, 应着重考虑其防渗措施, 以保证围堰的施工安全。
二、防渗体的选择
堰体填筑料主要为砂砾石, 该工程坝址砂砾石渗透系数较大, 特别是堰体与河床接合处将存在大的渗透现象, 加之堰体碾压不是很规范, 防渗处理将直接影响到堰体的稳定及施工安全。由此在施工中选取了如下几种防渗体进行比较。
㈠粘土心墙此种防渗形式对薄覆盖层、浅基础的堰体有利, 防渗效果可靠、施工工艺简单、施工进度快, 但该区域无粘土料源, 并且覆盖层较厚, 不太适用于本工程施工。
㈡粘土铺盖 (斜墙) 因粘土铺盖 (斜墙) 所占面积较大, 且导流槽已在原河床的宽度上缩窄了一半, 若河水上涨, 流速增大将被冲刷流失, 加之坡面防护起来也比较困难, 所以不太适合。
㈢高喷灌浆防渗高喷灌浆施工对厚层砂砾石覆盖层基础防渗比较适合, 但施工周期比较长、施工成本高, 对这种工期较短、施工进度较紧的工程就不太适合 (总工期16个月, 其中有4个月的冰冻期) 。
㈣悬挂式砂壤土心墙根据试验提供资料, 拟定使用的心墙料砂壤土自然状态下干容重可达到1.45t/m3。遇水液化, 渗透稳定性差, 具有明显的高原湿陷土特征。本区域砂壤土较多, 而且经试验其干容重在碾压后可达到1.65t/m3。
经过多个方案的比较, 同时根据设计提供的堰体基础地质条件资料, 砂砾石河床表层3m~4m为强透水层, 其下为弱透水层, 且当地又无粘土防渗料源。因此, 采用悬挂式砂壤土心墙作为鹿儿台电站围堰的防渗体, 伸入堰体基础3m~4m, 切断强透水层, 同时利用两侧墙砂砾料作为反滤层材料, 以保证砂壤土心墙质量。
三、防渗体填筑施工
㈠填筑程序心墙填筑分两个阶段进行。第一阶段进行水下部位的填筑;第二阶段进行水上部位的填筑。
水下填筑工艺:测量放线→堰体砂砾石找平→开槽→土料进占→面层压实。
水上填筑工艺:测量放线→凿毛→铺料→平料→洒水→碾压。
㈡填筑方法第一阶段心墙填筑是悬挂式砂壤土心墙填筑的关键, 必须严格按施工工艺进行, 以保证其连续性、墙体厚度均匀、填筑体相对密实以及槽壁两侧结合完好。
第一, 测量放线。根据围堰平面布置位置, 测围堰轴线位置。
第二, 堰体砂砾石找平。根据围堰轴线位置, 按进点法填筑砂砾石料, 并高出水面30cm~50cm, 为心墙开槽做好工作平台。
第三, 开槽。在已填平的工作平台上, 沿围堰轴线, 采用反铲挖掘机退挖成槽, 成槽时根据心墙墙体参数随时监控槽底高程及槽底宽度, 保证其达到设计值。为了保持水下砂砾石临时边坡稳定, 成槽宜先于土料点进点端面2m~3m, 不宜超前太多, 否则边坡崩塌, 不能保证成槽质量。槽底高程伸入弱透水层下50cm, 槽底宽取其设计水位时相对水头的1/4~1/5。鹿儿台电站围堰成槽深度达4m~5m, 槽底宽2m~3m。
第四, 土料进占。沿成槽方向, 汽车运输土料至填筑端口, 推土机推料入槽, 进占前移, 填筑顶面比槽中水位高30cm~50cm。随着砂壤土上端迅速液化以及后面土料迅速进占挤压, 使槽体两侧接缝充分饱满, 砂壤土的遇水液化性充分解决了心墙与槽体接缝的填筑质量。同时, 由于后续土料的快速跟进, 加之推土机、汽车载重碾压, 使后续墙体土料未饱和前已达到相对密实状态。土料就随着成槽相对迅速进占, 并与成槽端面保持一定距离。
第五, 层面压实。槽体填筑完成后, 根据围堰轴线长短, 槽体填筑一段时间后用16T压路机或平碾静压6遍~8遍, 随后进行上部堰体填筑。
水上部分填筑方法与常规粘土心墙石碴坝填筑施工工艺相同。
四、堰体防护
由于鹿儿台电站地形条件及施工布置的特殊性, 一期围堰施工后河床缩窄较多, 竟达70%, 已超过一般规定的允许范围。相应五年一遇洪水标准时缩窄河床水流流速达6.1m/s, 十年一遇洪水标准时缩窄河床水流流速达11.2m/s, 对缩窄河床及堰体边坡防护提出了较高要求, 一般防护手段难以解决河床冲刷及堰体边坡防护稳定问题。
㈠防护形式选择鹿儿台堰体及缩窄河床过水明渠存在着以下特殊性:堰体填筑为砂砾石料, 最大粒径20cm, 防冲能力较差;缩窄河床底为砂砾石, 最大粒径也在20cm左右, 只能承受相应3m/s左右的不冲流速, 在设计洪水标准情况下, 对河床将产生严重的冲刷掏空, 可能导致堰体失稳, 易发生事故;由于缩窄河床过流, 先期无法对过水河床进行预处理, 即实施减糙、防冲处理措施;过水断面狭窄, 不宜采用抛石或混凝土六面体等传统护底稳坡抗冲保护措施, 同时高速水流下, 抛体抗冲稳定也是较为复杂的问题。根据以上情况, 经仔细研究比较, 最终采取了柔性钢筋石笼护坡形式, 保证了堰体稳定及施工安全。
㈡柔性钢筋石笼规格鹿儿台电站围堰防护柔性钢筋石笼直径60cm~80cm, 长度根据堰体坡面长度而定, 同时考虑堰体坡脚河床冲刷预留下沉长度, 预留下沉长度一般根据下游围堰以下50cm~60cm处河床底高程为基准高程加50cm~100cm推算相应堰体段下沉预留量。鹿儿台电站钢筋石笼长一般在12m~18m, 钢筋石笼为圆形, 钢筋选用φ8mm~φ12mm一级钢筋制作, 网格间排距根据装填石料块径而定, 一般为15cm~30cm左右。柔性钢筋石笼具有横向柔软、纵向相对刚性的性能, 有很好的贴坡适应性及纵向抗挤压能力。
㈢柔性钢筋石笼防护施工防护施工可根据围堰填筑情况分段施工 (因其钢筋石笼有相对无限可延续性) , 也可在堰体填筑成型坡面平整后一次性施工, 主要视其围堰堰体高度及坡面长度而定。鹿儿台电站采用围堰填筑完成后一次性防护施工。其施工工艺为:钢筋笼制作→坡面处理→钢筋笼就位→装填石料→沿坡触底下压→封口→笼间连接。
第一, 钢筋笼制作。根据设计尺寸, 制作钢筋笼, 可以分段制作, 现场连接, 以便运输及施工方便。
第二, 坡面处理。在钢筋笼就位前, 将堰体坡面平整, 使之顺滑, 防护面尽量平顺, 以减少水流冲刷。
第三, 钢筋笼就位。钢筋笼应力求垂直水流方向, 与堰体水平面方向垂直, 上口应用拉绳固定, 在装石料前笼底高出水面30cm~50cm, 避免空笼入水后水流冲斜石笼。
第四, 装填块石。钢筋笼就位后即装填块石, 随着石料的逐渐装填慢放拉绳, 使石笼慢慢平稳下放。
第五, 笼间连接。将钢筋石笼用钢筋逐个连接成为整体, 增强抗冲能力及稳定性。
五、结束语
复合防渗体 篇3
在我国的水利工程中, 一旦出现渗漏就会对水库产生重大的威胁, 不仅会造成水库中水资源的持续流失, 还会破坏水库结构, 进而出现大面积的渗漏以及坍塌等问题, 因此对水库进行有效的防渗处理具有重要意义。其中, 复合土工膜因为是由塑料薄膜和无纺布复合而成, 兼具两者的优点, 被广泛应用于土工防渗。塑料薄膜的优点主要在于:比重小、变形能力强、延伸性和抗冻性能均十分良好;无纺布的优点在于:延伸性较好、抗拉强度较高以及表面粗糙;复合后的膜布不仅可以大大提高塑料薄膜抗穿刺以及抗拉的性能, 同时也可以增强其工作稳定性。
1 工程概况
本文主要以某综合水库为例, 分析复合土工膜在其水库防渗处理工程中的具体应用。二郎庙水库工程位于通江县回林乡二郎庙村×社。该工程是一座以农田灌溉为主, 兼顾沿线农村及乡镇供水等综合利用的中型水库工程。该水库枢纽工程投资25928万元, 工期45个月;渠系工程投资11338万元, 工期36个月。工程建成后, 水库正常蓄水位698m, 总库容1268.1万m3, 可灌溉通江、平昌两县10.05万亩农田, 补给灌区6.11万人饮用水不足, 直接惠及两县14个乡镇79个行政村近20万群众。
2 土工膜防渗施工设计
根据通江县二郎庙水库工程设计更改通知设计文件要求, 为确保工程安全度汛, 对一期大坝上游迎水面布置复合土工膜进行临时防渗。按照设计文件要求, 土工膜防渗施工项目主要包括:复合土工膜施工, 基础槽挖施工、混凝土施工及坝前土工膜压重回填。
3 施工材料准备
3.1 土工膜
按照设计要求, 我部拟采用规格为SN2/PE-600-0.6 (1200g/m2-4×50) 的复合土工膜进行铺设, 其膜设计厚度≥0.6mm, 渗透系数为10-12~10-11cm/s, 均满足设计要求 (其他具体各项指标详见产品检验报告) 。
3.2 过渡料
过渡料拟采用我部在油房沟料场下方自产破碎料, 碎石最大粒径小于40mm, 粒径小于5mm的颗粒含量大于30%, 含泥量不超过5%。
3.3 回填料
土石回填料拟采用上游河床料及前期我部备用料场的石方开挖料。
4 复合土工膜施工
4.1 土工膜铺设工艺流程
按照要求, 复合土工膜施工工艺流程为:边坡清理→过渡料摊铺→土工膜铺设→对正、搭齐→缝下层布→土工膜焊接→缝上层布→验收。
4.2 边坡清理、过渡料摊铺
在进行土工膜铺设前, 先进行待铺边坡坡面测量, 并标记出坡面平整度不符合要求的部位。然后组织施工人员, 对照标记位置, 采用反产配合, 人工用铁锹等工具将边坡进行修整, 直至满足设计要求。
边坡满足要求后再申请对边坡进行联合测量和验收。合格后开始过渡料摊铺。
过渡料采用20t自卸汽车先将其运输至坝顶, 自卸至坡面。然后人工制作几个简易溜槽, 将过渡料输送至坡面各部位, 再采用铁锹等工具进行摊铺。为便于摊铺厚度控制, 进行摊铺前, 先在坡面上按摊铺厚度采用钢筋等材料在坡面各位置标出厚度, 然后按照标记厚度进行控制。
4.3 土工膜铺设
铺设方法:土工膜采用人工挑抬至铺设工作面, 然后按照从右至左, 从下至上进行水平滚铺。复合土工膜的铺设技术要求如下:
(1) 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。
(2) 防渗土工膜在边坡铺设前, 先对铺设区域进行检查、丈量, 根据丈量的尺寸将仓库内尺寸相匹配的防渗膜运至锚固槽, 铺设时根据现场实际条件, 采取从上往下“推铺”的便利方式。在扇形区应合理裁剪, 使上下端都得到牢固的锚固。
(3) 土工膜的铺设不论是边坡还是场底, 应平整顺直, 避免出现褶皱、波纹, 以使两幅土工膜对正、搭齐。搭接宽按一般为左右10cm。
(4) 铺设完成后及时用砂袋将对正、搭齐的土工膜压住, 防止风吹扯动。
(5) 铺设时按照设计要求纵横间隔5m预留一道伸缩缝。
4.4 土工膜焊接
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。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, 为确保焊接质量, 我部高度重视, 焊接由专业技术人员操作, 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。
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。
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, 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℃。拼接焊缝两条, 每条宽10mm, 两条焊缝间留有10mm的空腔。
5 锚固混凝土施工
5.1 槽挖施工
按照土工膜布置, 在边坡与周边岸坡接触处设置了一道混凝土锚固槽, 需进行开挖。
锚固槽拟采用小型空压机配合风镐完成, 局部孤石部位采用手电钻钻孔, 弱装药爆破的形式进行开挖。
清渣采用手推车进行, 反铲能到达的部位则先采用反铲清理, 然后人工再进行彻底清理。局部手推车及反铲不能到达的部位则采用人工挑抬完成清理。
5.2 混凝土生产
混凝土生产拟采用两台JZC350混凝土搅拌机进行。混凝土生产时严格控制生产材料用量和搅拌时间, 确保混凝土生产质量。
混凝土原材料水泥、河砂、小石、中石、水的质量比为:260:624:562:844:156 (kg/m3) 。28d抗压强度为22.8MPa。
混凝土分块拟按20m一段进行, 一次浇筑长度根据土工膜铺设宽度进行。
5.3 混凝土施工
5.3.1 混凝土运输
混凝土水平运输主要采用装载机进行, 运输时先用反铲修筑好临时道路, 便于运输通畅。混凝土垂直运输采用溜槽自卸入仓, 溜槽拟采用土工膜铺设在仓面上部边坡上。
5.3.2 混凝土浇筑
(1) 卸料:采用自卸入仓时, 严格控制入仓速度, 使混凝土均匀下落。
(2) 平仓:混凝土采用平铺浇筑, 每层高度50cm左右。对仓面内的混凝土及时振捣, 不平整部位用振捣器、铁锹、灰桶等进行平整。混凝土浇筑完成以后, 及时覆盖, 暴雨天气时搭设防雨棚。
(3) 振捣:在进行混凝土浇筑时, 必须严格控制进料速度, 每层浇筑厚度不超过50cm, 按规定一层振捣结束方可进行下一层浇筑, 振捣时间以混凝土不显著下沉、不出现气泡开始泛浆为准。振捣器主要采用准50、准30软轴振捣器, 振捣时作业人员严格按规范操作振捣器移动距离不超过其有效直径的1.5倍。插入下层混凝土5cm左右, 以保证上下层混凝土间结合紧密。
5.3.3 混凝土养护
混凝土浇筑完成后, 应及时养护, 混凝土, 采用人工洒水养护。为确保混凝土养护质量, 浇筑完成后, 安全专人进行养护, 当发现混凝土缺水或立面混凝土未潮湿时, 及时进行充水和洒水。同时, 应保证混凝土养护时间不少于14d。
6 土石回填施工
6.1 回填料来源
本工程土石回填量初步估计约30000m3, 回填料来源首先就近选择上游原有河床料及上游补充料场爆破落渣, 不足部分采取上游补充料场开挖爆破料。
6.2 回填施工道路
回填施工道路利用大坝一期填筑时修筑道路, 回填区域进行回填时再安排推土机和反铲修筑一条临时施工道路, 便于车辆通行。
6.3 回填施工
回填采用采用1台1.6m3反铲, 1台1.2m3反铲装车, 6台20t自卸汽车运输。石渣料拉运至上游围堰处, 进占法卸料, 山推220推土机推进, 高差较大的部位在下方安排一台反铲配合进行挖填, 为确保回填时可能的大石下落对土工膜造成破坏, 在进行土工膜压重回填前, 先利用反铲修筑一条道路至回填工作面, 然后再用反铲在土工膜上铺一层不低于50cm厚的土料。在回填时, 应尽量将道路修筑至回填工作面, 控制石料下落高度。
7 结语
综上所述, 复合土工膜的防渗效果和耐久性都十分较好, 因此被广泛应用于水利工程的防渗处理中。但是, 复合土工膜的施工工艺较为复杂, 且质量难以保证, 因此在施工过程中要形成有序作业, 严格按照施工组织设计要求和步骤进行, 尤其应控制好焊接质量, 避免接缝受损而影响防渗效果。
参考文献
[1]付辉明.复合土工膜在某水库除险加固工程中的应用[J].西部探矿工程, 2009 (04) :16~17.
[2]冼锦新.复合土工膜在小型水库除险加固中的应用[J].科技资讯, 2011 (05) :33~34.
[3]顾淦臣.土工膜用于水库防渗工程的经验[J].水利水电科技进展, 2009 (06) :21~22.
复合防渗体 篇4
(1) 在实践应用中, 复合土工膜具备良好的功能性, 不仅防渗, 而且具备过滤、排水、防护等功能。这种材料化学性质比较稳定, 重量轻, 耐腐蚀, 运输起来也比较方便, 整体来说, 性价比比较高。因其具有上述特点, 现已广泛运用于水利等建设工程中。文章结合我公司在2009年3月至2010年5月期间在济南市园博园北大沙河蓄水工程的复合土工膜的施工状况, 进行复合土工膜施工方法及其质量控制方法的具体分析。
(2) 本工程复合土工膜选用PE复合土工膜 (两布一膜、6*50m) , 膜材厚0.5mm, 上下层均复合300g/m2无纺土工布。其材料物理、力学性能指标如下:a.单位面积质量:>900g/m2;b.幅宽:尽量选项用宽幅, 以便减少接缝;c.抗拉强度:≥16KN/m (纵横向) ;d.断裂伸长率:30~100% (纵横向) ;e.撕破强度:≥0.56KN;f.CBR顶破强度:≥2.8KN;g.剥离强度:≥6N/cm;h.耐静水压:≥1.0MPa;i.渗透系数:<5×10-11cm/s。
(3) 复合土工膜的施工工艺, 基础处理;排水盲管及排气井;复合土工膜铺设;复合土工膜拼接;上覆保护层。在开挖达到设计高程时, 须压实整平。基面为粘土时, 压实度≥0.96;基础为砂砾土时相对密度度≥0.85。排水盲管工程, 在基础处理完毕后按设计图纸用人工挖出200mm×150m的沟槽, 不得超挖。埋设软式排水管φ100@30000。在埋设时用粗砂将缝隙和表面填实, 排水管内松填粒径30-50mm的河卵石。在以后施工过程中要保护好排水管, 免遭破坏。底部在基础夯实和埋设排水盲管后要铺设一层粗砂垫层;垫层厚50mm, 粗径在5~40mm。设置排水盲管及排气井主要是排除土体中的气体减轻压力。
(4) 排气井工程, 井底基础与管道同时浇筑。井壁采用砖石砌筑时, 表面采用砂浆分层压实抹光。井砌筑至设计高程后, 及时浇筑或安放井圈, 盖好井盖。井盖采用预制C20砼, 上设4*φ10孔眼。
在排气井回填过程中, 需要遵循相关的规定。进行混凝土的现场浇筑时, 其水泥砂浆强度要达到设计的标准。在路面施工过程中, 进行石灰土、砂砾等材料回填步骤中, 其宽度不小于40cm。在井室周围回填中, 需要与管道沟槽回填同时进行, 如果出现特殊情况, 不能同时回填时, 需要进行台阶形接茬的留出。在井室周围回填压实过程中, 避免出现漏夯的情况, 回填材料需要及时进行压实, 需要与井壁紧紧贴合。
(5) 复合土工膜材料运输和储存, 土工膜运输时要遮蓬, 防止日暴晒和雨水淋湿。卸货场地要坚硬、干燥、排水良好, 同时要尽量避免碎石和异物的存在, 搬运时严禁钩划刺破。储运环节要避免土工膜被玷污、强烈碰撞和刮伤。产品要贮存在仓库内, 远离火源、紫外线辐射、化学药剂、高温以及故意破坏和动物破坏。土工膜在储运过程中要避免重压, 具体堆放层数视厂要求而定, 存放期不得超过各产品规定的有效期。
(6) 卷材的卸载和运输方法如下:使用两根宽度不小于55mm的柔软带子 (起吊部位为距两端1/3处) 将卷材固定在挖掘机的铲斗上。在卷材中插入一根钢管或钢筋防止卸载过程中卷材过大的变形。在运输和卸货后如果卷材外的塑料包装袋已经坏了, 则小的损伤可以使用胶带修补, 较严重时要重新包装。
复合土工膜铺设要在坡面、基槽开挖的验收合格后的基础上进行。材料铺设速度与上面覆盖保护层同步进行, 以免铺设太快使材料长时间裸露, 加速老化。复合土工膜与基础层之间要保证紧密性, 从而避免出现架空情况, 避免出现一系列的气泡。在实践过程中, 复合土工膜的铺设要根据现场情况布置, 比如根据材料的受力方向、坡高、度汛要求等进行复合土工膜的铺设, 需要满足施工图纸的工作要求。在复合土工膜施工过程中, 需要沿着坝坡进行向上推进。施工设备不能在复合土工膜上直接作业。
(7) 在施工过程中, 操作人员不能穿鞋底过于尖锐的鞋子。不能在复合土工膜上直接卸放混凝土护坡块体, 避免出现复合土工膜的一切损坏情况。为了避免土工膜被风力所影响, 可以进行沙袋等的铺设, 直至保护层的施工完毕。
(8) 在施工过程中, 如果复合土工膜出现损坏, 需要及时地进行修理, 需要按照监理人员的要求进行修复。这也需要做好复合土工膜的修复工作, 避免保护层破坏部位的杂物出现, 需要及时进行合格物料的填充, 保证其整平性。对于那些受损的复合土工膜, 需要进行良好质量的土工膜铺设, 铺设其受损部位上。
在施工环节中, 复合土工膜的拼接及其搭接要满足日常施工的要求。复合土工膜的接头需要做好工艺试验工作, 进行热熔焊接方式的应用, 这需要及时地进行焊接设备、焊接速度、施工工艺等的试验。在试验完毕后, 交由专业监理人员进行审批。在报告中, 要说明选定的施工参数及其施工工艺, 经过监理人的批准后, 再进行施工。复合土工膜拼接检验合格后, 需要进行上覆保护层的覆盖, 以防止其在紫外线照射下易老化和其它因素引起的破坏。本工程回填素土夯实厚200mm, 压实度≥0.9, 回填砂砾土夯实厚800mm, 压实度≥0.8。铺土时禁止对搭接处的扰动, 各别施工段采用人工运土。回填后表面要平整, 回填过程中不得破坏排水管。
2质量检验及其相关环节的优化
(1) 在土工膜材料的质量检验中, 需要做好每一批土工膜材料的入场工作, 针对这些材料的物理性能、水力学性质、力学性能等进行抽样检验, 做好抽检结果的及时上报监理。针对每一批土工膜材料都要进行外观检查。认真做好覆盖前的外观检查工作, 观察土工膜材料的有无漏接情况, 有无接缝问题情况, 检查土工膜材料是否铺设平整。在这个过程中, 需要利用到真空法及其充气法进行焊接缝的检测, 避免其出现漏接情况。这也需要做好拼接缝强度的测试检验工作, 进行拉伸强度试验, 进行土工膜材料接缝处强度的检测工作, 避免出现一系列的接缝不合格情况。
(2) 土工膜材料在完成拼接和铺设, 并经监理人员验收合格后要及时覆盖, 以加速材料老化。铺设区域检查完毕后的一个工作日内就要铺设最大粒径不超过10mm的上覆土层。岸坡铺设的土工膜上敷砂砾土料, 膜上10cm内原质砂砾料最大粒径≤10mm。水平铺设的土工膜, 回填的覆盖层需要进行轻型设备的压实, 不能进行重型及其振动碾压实的开展。
土工膜铺设完毕后, 需要立刻进行回填, 当日铺当日回填覆盖。回填料中不得有损伤膜料的杂质及硬尖棱块体。膜上铺50cm松土后方可允许轻碾压实。铺土时禁止对搭接处的扰动。各别施工段采用人工运土。膜上不能直接行车。如果必须在其上行走则在其上现铺设一层至少500mm的砂垫层。
山东省济南市园博园北大沙河蓄水工程, 在实践过程中严格按照复合土工膜的施工技术标准进行施工, 实现了现场焊接的质量控制。通过一系列的室内试验证明, 复合土工膜的各项性能指标都达到工程设计的标准要求, 质量得到了极大的提升。实践证明, 该工程防渗效果较好, 具有较大的经济效益和很好的推广使用价值。
3结束语
实践证明, 复合土工膜在蓄水防渗工程中具备良好的应用效益, 因为其良好的性价比, 实现了蓄水防渗工程中的广泛应用。
摘要：复合土工膜材料是一种新型的建筑材料, 这种材料具备极高的性价比, 它不仅耐腐蚀, 化学性质稳定, 并且施工简单, 运输方便。文章论述了复合土工膜在山东省济南市园博园北大沙河蓄水工程防渗处理中的应用, 其防渗效果良好, 取得了良好的经济、社会和环境效益。
关键词：复合土工膜,蓄水防渗,铺设,焊接,综合效益
参考文献
[1]包承纲.土工合成材料应用原理与工程实践[M].水利水电出版社.
复合防渗体 篇5
本工程项目包括渠道及建筑物。渠道桩号:7+850~14+568, 全长约6718m。渠道断面为梯形, 尺寸为下底宽×高×上顶宽=2.8m×3m×10m。渠道混凝土厚度为10cm。标段内共有各类建筑物9座, 包括4座干渠桥;2座排洪涵;3座退水闸。渠道主要工程量包括:土方开挖25.33万m3、石方开挖5.8万m3、土石方填筑23.98万m3、混凝土1.3万m3、钢筋制安28.12t、DN90PE排水滤管7406.6m、C15细粒砼扭面浆砌石401.56m3、土工膜铺设105319.39m2。
一、工艺原理
本渠道工程采用两布一膜的复合土工膜, 土工膜单位面积重量为200g/m2。其中间的膜材为黑色 (含碳黑) 。人工铺设复合土工膜, 就是利用人工将定尺的复合土工膜摊铺于渠道基面上, 利用粘胶或专用焊接设备, 将各幅土工膜连接在一起形成完整的防渗层。
二、复合土工膜铺设施工
㈠施工准备
1.选用在其它工程使用情况良好的土工膜生产厂家的优质产品, 选择两布一膜的土工膜, 其主膜经两次或多次热复合成膜, 同时采用黑色阻光性强的底色。
2.复合土工膜材料质量检测。本工程所选用土工膜为两布一膜, 使用前委托实验中心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。
3.复合土工膜具有一定的抗顶破、抗刺破能力, 但容易被膜下尖锐物顶破。本工程在施工中, 对支持层清理平整达到设计要求后, 经监理工程师验收合格, 然后铺设下垫层, 经压实、平整并报验合格后, 方可允许进入复合土工膜铺设程序。
4.土工膜场内运输。为减小土工膜的焊接接缝工程量, 保证拼接质量, 同时考虑施工方便, 复合土工膜应尽量采用6m宽幅, 单面留边10cm, 切边整齐。
5.土工膜外包装上都要求设置吊装带, 卸车时用吊车集中堆放在材料场地, 使用时根据各工作面的用量, 用转载机吊装到指定地点, 人工进行摊铺。
6.为方便施工, 土工膜铺设可先按长度要求裁剪并卷成卷, 然后进行铺设。
㈡复合土工膜的铺设方法
1.复合土工膜铺设采用流水作业法, 在整理好的地基上, 先铺设10cm左右细沙垫层, 采用装载机摊铺, 振动碾碾压, 蛙式打夯机配合夯填压实, 然后将土工膜卷轴吊至工作面一端, 人工摊铺展开, 沿垂直于连接渠轴线方向铺设, 从渠道一侧顶部由上而下铺至渠底后, 再从渠底由下而上铺设至渠道另一侧顶部。即每幅土工膜从右至左或从左至右与下层土工膜相接。铺设时辅助人员先将缝合面用干燥的抹布擦拭干净, 焊接人员自下而上将土工布、土工膜分别缝合和焊接, 检测人员用充水发跟踪检测。焊接缝合就绪后, 将复合土工膜周围折叠起50cm左右, 然后先将上垫层用装载机倒运至复合土工膜上, 人工摊铺, 然后再铺设保护层, 方法同上。第一卷铺设完毕后, 依次进行相邻的第二卷的铺设和搭接, 呈辐射状向周围延伸。
2.复合土工膜的铺设技术要求。铺设应在干燥暖和天气进行, 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弛方式, 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, 以免刺破土工膜。严禁机械碾压土工膜或上到铺设好的覆盖层上作业, 施工时如发现土工膜损坏, 应及时修补。
㈢复合土工膜的拼接
1.复合土工膜的连接分2个程序进行, 即下、上层无纺织布的缝接, 中层PE膜的连接。无纺织布的缝接用手提缝纫机、尼龙线进行双道缝接, 搭接宽度10cm;PE膜采用焊接工艺连接, 焊接工具采用自动调温 (调速) 电热模式双道塑料热合机。拼接包括土工布的缝接、土工膜的焊接, 为了确保焊接质量, 焊接应尽量在晴天进行。
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, 土工布采用手提式缝包机缝接。
3.焊接工艺。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, 保证膜面干净。正式焊接前, 应先根据施工气温、PE膜厚度, 利用相同材质的PE膜进行试焊, 试焊温度为220℃~300℃, 掌握好的焊接机温度及行走速度, 确定好施工工艺参数, 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。
㈣复合土工膜边缘部位的搭接
复合土工膜的搭接采用单独的土工膜、土工布进行铺设。其优点是可随着尾留的搭接面形状任意裁剪, 施工较为灵活, 便于上垫层和保护层覆盖时机械操作, 其焊接、缝合工艺与复合土工膜大致相同。
三、复合土工膜的施工质量控制
复合土工膜的铺设, 是该工程施工的关键。施工质量控制包括材料采购、进场原材料质量控制、施工操作过程控制、施工完毕质量检测。
㈠材料采购 结合工程实际及所选复合土工膜的规格, 确定复合土工膜的质量标准、几何尺寸, 选择生产规模较大、产品质量符合要求的生产厂家进行招标采购。
㈡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、出厂检测合格报告等资料。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实验中心进行复测, 复测结果全部合格。
㈢焊接质量控制
1.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, 经监理批准后方可使用。
2.严把质量关, 进场后取样进行检测, 不合格的土工膜严禁使用, 必须清出施工现场。
3.复合土工膜的接头施工前应先进行工艺试验, 取得焊接机械的行走速度、控制温度等参数后才能进行施工。
4.复合土工膜铺设要与保护层铺设相协调, 做到随铺随压。
5.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:目测法、现场检漏。
6.搭接时, 应遵循高处的膜压在低处的膜面、按水流方向上游膜压在下游膜面上的原则。土工膜顶部应锚固于封顶板的混凝土中, 并压在渠顶下土层中, 以形成整体防渗层, 其锚固长度应符合施工图纸的要求。
㈣焊接质量控制 现场检验应随焊接进度先由施工单位 (乙方) 自检, 自检合格后提交监理和业主联合抽样检验或全检。自检和抽检的数据、资料均应作为质量验收依据。
㈤现场检测时遵守的规定
1.检测完毕, 应立即对检测时所做的充气打压穿孔全部用挤压焊接法补堵。
2.检测工程及结果应详细记录并标示在施工图上。
3.检测人员应在检测记录上签字并签署明确结论、意见和建议。
4.对质检不合格处应及时标记并补焊。经再验合格后方可销号并记录在案。
5.质量保障小组应负责检测的监督及管理。
6.应随时保护已焊接合格的PE土工膜不受任何损坏。
7.对于虚焊、漏焊的接缝应及时补焊, 并应对补焊部位进行真空检测。
8.质量检验应随施工进展进行, 自检合格后应经甲方抽检或全验, 验收合格后, 方可进行下道工序。
四、结束语
复合防渗体 篇6
1 复合土工膜的防渗设计
在本工程中, 由于渠堤均存在渗漏, 为此我们决定采在迎水坡堤脚处设一混凝土截水墙, 堤坡面采用复合土工膜防渗, 复合土工膜上、下部分别与堤顶压顶混凝土和混凝土截水墙锚固, 混凝土截水墙与迎水坡复合土工膜连接在一起, 形成一道防渗体系。
2 复合土工膜施工准备工作
在开始防渗施工前, 首先要做好一定的准备工作。即渠堤迎水面要先进行土方回填并平整, 使其坡面能够达到铺设复合土工膜的平整度要求, 另外土方的压实度也要达到一定要求, 经过质量验收后, 开始铺设复合土工膜。具体来讲主要有以下几点准备工作:
2.1 严格把关复合土工膜的质量。
在本工程中所使用的复合土工膜材料主要是两布一膜的针刺复合土工膜, 并在使用前通过专门的检验检测机构对其质量进行了评定, 证明其质量符合技术施工要求。
2.2 场地基层处理。
在铺设复合土工膜的堤坡段进行场地清理, 将所有尖角等杂物进行清除并回填土方, 夯实后平整场地, 使其为复合土工膜的铺设提供必要场地条件。
2.3 土工膜拼接。
由于土工膜的宽度不可能与工作面的宽度相同, 因此需要对其进行一定的拼接。一般会根据工程需要, 在厂内进行剪裁并拼接, 再卷在钢管上运回工作面进行铺设, 在此过程中必须要保证土工膜的拼接质量。
3 复合土工膜的铺设工艺
3.1 铺设方法与技术要求。
在本工程中, 复合土工膜的铺设共分为两部分, 分别是坡脚截水槽锚固段与坡面。在前者进行铺设土工膜前, 要现对截水槽进行土方开挖支护, 确定开挖合格后方能开始铺设, 铺设方法是以开挖方向为铺设方向, 以水平滚铺的方式进行铺设。而坡面则需要先进行坡面验收, 再由堤顶向下垂直铺设, 并与截水槽的土工膜呈现丁字状拼接。在铺设土工膜时, 需要在干燥晴朗的天气进行铺设, 且气温不可过低或过高, 这是为了能够更好的将土工膜拼接起来, 避免出现应力集中的现象。应该以波浪形松弛方法进行铺设, 摊开之后就应该立即拉开拉平, 并且保证土工膜完全贴在坡面上, 没有凹凸不平的现象。同时要求所有施工人员都必须穿平底布鞋等不会破坏土工布的鞋子, 若在铺设时不小心将土工膜弄破, 要立即修复或更换, 以保证复合土工膜的防渗效果。
3.2 拼接。
在铺设拼接复合土工膜时, 除了要进行土工布的缝接, 还需要用到大量的焊接来拼接土工膜, 焊接质量的好坏对于防渗施工质量也是有着直接影响的。在本工程中主要采用了热熔焊接的方法来进行复合土工膜的拼接。所有焊接人员都是具有焊接资格证的专业人员, 并由土工膜生产厂家的技术员进行现场指导, 利用专业的焊接设备进行焊接。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, 一般掌握行走速度为1.5~2.5m/s, 施焊温度为220~300℃。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。
3.3 锚固。
复合土工膜的锚固分上部与压顶混凝土的锚固、下部与截水槽的锚固。复合土工膜上部锚固采用在压顶混凝土基础底部嵌固足够长度复合土工膜方式, 复合土工膜下部锚固采取紧贴截水槽的侧壁并延伸到底部方式。锚固好坏, 关系到能不能组成一个封闭防渗体。上部锚固待下部锚固后进行, 然后进行坡面复合土工膜铺设、拼接, 保护层施工后浇混凝土完成锚固。
3.4 上垫层及预制块铺设。
复合土工膜的上面均匀铺设5cm卵石垫层, 找平拍实后铺设8cm混凝土预制块。坡面复合土工膜铺设合格后应及时铺上垫层压盖, 防止风吹及复合土工膜暴晒老化, 同时做好混凝土预制块铺砌, 加强复合土工膜的保护。
4 复合土工膜施工质量控制
4.1 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, 垂直渗透系数不大于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检测中心实验室进行复测, 复测结果全部合格。
4.2 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, 检测方法有目测法和现场检漏。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0.05~0.20MPa, 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。
5 结论
在该水库的灌渠改造工程中, 因为施工组织设计较为合理科学, 施工人员都严格按照技术要求的作业方式进行复合土工膜的铺设与拼接, 因而取得了较好的铺设效果。经过一段时间的运行后, 可以检验出该水库的堤脚与灌渠不再出现渗漏现象, 证明本次工程的防渗效果良好, 同时也能够说明使用复合土工膜进行防渗工程施工是具有很大可行性的。并且复合土工膜的强度、韧性以及抗氧化、防渗性都很好, 价格低廉, 是一种经济实用的防渗材料。
参考文献
[1]张明炎.复合土工膜在混凝土预制板渠道防渗中的应用[J].甘肃水利水电技术, 2011 (2) .[1]张明炎.复合土工膜在混凝土预制板渠道防渗中的应用[J].甘肃水利水电技术, 2011 (2) .
复合防渗体 篇7
复合土工膜是一种理想的防渗材料, 目前已广泛应用于渠道、堤防、人工景观湖、平原水库、病险库防渗加固和堆石坝防渗等水利工程中。施工不当会导致土工合成材料功能不能完全发挥, 精心施工是保证土工合成材料工程发挥良好作用的重要基础。
2 复合土工膜施工在水库除险加固防渗工程中的具体应用
2.1 工程概况
某水库距县城29km, 有乡村公路通至坝顶, 交通较方便。坝址以上集雨面积0.22km2, 属亚热带湿润性季风气候区, 当地多年平均降水量1383mm, 多年平均流量0.01m3/s, 多年平均径流量19.4万m3, 是一座以灌溉为主的小型水库。水库大坝为均质土坝, 最大坝高10m, 坝长150m, 总库容13.1万m3, 兴利库容9.6万m3, 死库容1.2万m3。该工程为20世纪60年代群众突击性投劳兴建, 缺乏勘察设计基础资料, 施工技术及各项管理工作滞后, 坝体填筑及基础处理存在较大的质量问题。因人力、财力有限且缺乏科学的水文计算, 原大坝枢纽无溢洪道。大坝防渗处理设计推荐采用坝基齿槽混凝土浇筑及坡面铺设复合土工膜方案。
2.2 复合土工膜防渗施工要点
2.2.1 大坝复合土工膜防渗设计
PE复合土工膜的主要设计参数为:二布一膜 (PE膜) , 规格为500g/m2, 幅宽1.8m, 膜厚0.05mm, 允许抗拉强度[σ]=12k N/m。复合土工膜主要技术参数见表1。土工膜上垫层采用厚20cm的粉质黏土, 其粒径≤8mm, 上层10mm为非筛分黏土, 与土工膜接触面为10cm厚的筛分黏土。坝坡翻夯平整并清理干净后, 总体上可直接在其表面铺设土工膜, 因此, 本工程设计不作土工膜下垫层。但施工中应根据坡面实际情况, 根据需要在局部地段增设10cm厚的筛分黏土下垫层, 以防PE土工膜被杂物穿刺。为增强土工膜及其保护层的抗滑稳定性, 分别在高程:698.50m, 697.37m, 696.24m, 695.11m, 693.98m, 692.85m处设置防滑齿槽。PE土工膜与坝肩周边接触处采用C15混凝土浇筑填埋以利整个工程构成封闭的防渗体系。
2.2.2 复合土工膜的施工工艺及要求
(1) 选材要求
复合土工膜要求选用无纺土工织物或机织土工织物, 其单位质量宜为600g/m2, 厚度3mm, 抗拉强度≤6k N/m, 主要似水头和坝基材料而定, 本工程建议选用600~7mg/m2 (150/0.3/150) (200/0.3/200) 。复合土工膜主要技术参数见表1。
(2) 施工要求
坡度应符合设计要求, 坝址淤泥应清除;坝顶、坝面应按设计要求进行平整;土工膜宜加工成块铺设, 铺块的宽度控制在4~8m, 长度应按设计坡长加上一定富裕量;接缝采用焊接法, 供货厂家可现场指导并提供焊接技术服务, 保证焊接质量。坝坡顶部宜锚固, 压载并留出富裕量;相邻两块土工织物搭接长度水下≥1m, 护坡铺设土工织物宜由坡底向坡顶展铺, 随铺随覆盖, 相邻两块土工织物搭接长度≥0.5m;铺设应保持平顺, 松紧适度, 对地基条件差, 变形较大的基面, 应留有一定富裕量。迎水面堤坡干砌混凝土块时, 应先铺一层砂或碎石保护, 再干砌预制块, 预制块不高处抛掷, 应从下向上挂线铺设。施工时, 不允许高跟鞋和带铁钉于面层, 工具不得放在膜料上, 第一次放水应先小后大, 逐步加大水量, 停水时要逐步减少不能猛涨骤落, 损坏边坡。
2.2.3 复合土工膜的施工要点
(1) 测量定位
在进行土工膜铺摊之前需要进行测量定位作业, 将铺摊两侧的边线进行测量放样, 之后采用拉线的方法在边线上进行定位, 对需要铺摊的面积进行计算, 并且对铺摊的边线进行严格的控制。
(2) 搬运
本工程主要采用的土工膜通常长50m、宽6m, 在施工现场采用的搬运方法是人工抬运, 主要是运用钢管穿入卷芯中, 将露在两侧的钢管上系上绳套进行抬运。在对土工膜搬运的过程中, 严禁将外包装撕裂, 从而避免土工膜受到损坏。
(3) 摊铺
复合土工膜摊铺分上游坝坡斜面与库底水平摊铺两部分。上游坡面复合土工膜摊铺分两步:第一步, 与防浪墙墙基锚固部位的坡顶摊铺2m, 并外露预留搭接边;第二步, 待防浪墙墙基部分浇筑完成, 将待铺复合土工膜置于防浪墙墙基部位, 上端与墙基部位预埋复合土工膜搭接、对正, 将上端采用砂袋压重固定, 然后向下滚铺。滚铺时, 应用绳套缓缓下放, 禁止直接滚下。库底水平摊铺时, 先将一端同相邻块对接, 砂袋压重固定, 然后人工推动滚铺。
(4) 焊接
(1) 试焊:在对土工膜进行正式的焊接之前, 为了保证焊接质量满足焊接要求, 必须对土工膜进行试焊。用于试焊的样品的长度必须在1m或以上, 需要根据试焊当日的温度以及环境进行综合考虑。通过对土工膜的试焊, 可以对正式焊接施工中的工作状态进行合理的调整, 从而确定合理的焊接温度、速度以及压力。试焊完成, 在满足当日气温条件下检测样品质量合格后, 方能进行大面积的焊接施工。若检测结果达不到设计要求, 重新试焊, 直到检测结果满足要求。满足要求的试样焊接参数作为正式焊接的主要依据, 挤压熔焊接时也要进行试焊。
(2) 焊接前的准备工作:本工程对土工膜的焊接主要是运用热合焊机进行焊接。在进行土工膜焊接之前, 需要首先铺好第一幅土工膜, 之后将其需要焊接的边进行翻叠, 翻叠的宽度大约为0.6m, 将第二幅铺摊在第一幅土工膜上, 对两幅土工膜的焊接边缘走向进行调整, 使得两幅土工膜搭接长度为0.1m。在焊接之前需要使用比较干净的毛巾将土工膜上的杂物清理干净, 保证土工膜表面的整洁。
(3) 双缝热合焊机焊接:双缝热合焊接方法如下:做好土工膜之间搭接宽度的检查, 土工膜焊接需要搭接的宽度为1cm。在焊接之前, 需要对土工膜的表面进行严格的清理, 运用抹布将表面的灰尘、污物以及水分清理干净, 保证膜面的干燥以及清洁。
(4) 挤压熔焊机焊接:对于复合土工膜长直焊缝, 主要是使用双缝热合焊机进行焊接。对于非长直焊缝以及局部修补、加强处理等部位, 采取热熔挤压焊接。焊接时将机头对正接缝, 不得焊偏, 不能允许滑焊、跳焊。焊缝中心的厚度为垫衬厚度的2.5倍, 且≥3mm。一条接缝不能连续焊完时, 接茬部分已焊焊缝要至少打毛50mm, 然后进行搭焊。根据气温情况, 对焊缝即时进行冷却处理。挤压熔焊作业因故中断时, 必须慢慢减少焊条挤出量, 不可突然中断焊接, 重新施工时应从中断处进行打毛后再焊接。
(5) T字接头处理
土工膜之间的连接严禁出现“十”接头的现象, 如果是多幅土工膜之间的连接应该采用“T”字型接头。在施工过程中, 两个相邻土工膜之间的纵向缝主要是采用热楔式焊机焊接, 其施工要点如下: (1) 外贴PE膜与下部PE膜环行接触部位保持洁净、干燥。 (2) 外贴PE膜必须覆盖相邻三条纵横向直焊缝预留部位, 其尺寸还需小于检测真空罩直径。 (3) 与T型接头相邻部位三个气道需热风枪进行封闭。 (4) T型接头施工完成需采用真空负压法检测其渗透性。
3 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。
(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, 经批准后方使用, 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。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。现场抽取焊缝试样, 作拉伸强度试验, 经检测合格率100%, 焊缝质量合格。
4 结语
总之, 复合土工膜防滑效果好、抗穿透能力强、表面摩擦力大, 与其他塑料膜防渗相比, 具有施工简单、质量可靠以及造价低廉的特点。将复合土工膜应用于水库除险加固工程施工时, 必须严格按技术规范和设计要求操作, 加强施工过程质量控制, 做好土工膜的保护工作, 防止损伤, 从而确保工程获得最佳的防渗效果。
参考文献
[1]林森.浅谈复合土工膜在水库除险加固工程中的应用[J].价值工程, 2010, 29 (06) :116.
[2]艾海提江·艾木拜尔.复合土工膜在水库除险加固防渗工程中的应用[J].水利技术监督, 2012, 20 (2) :58~60.