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河道工程复合土工膜施工方法

复合土工膜(复合防渗膜)分为一布一膜和两布一膜,土工布作为土工膜的保护层,使保护防渗层不受损坏。一般幅宽4-6m,膜厚0.2-0.8mm,重量为2001500g/m2,抗拉、抗撕裂、顶破等物理力学性能指标高,具有强度高,延伸性能较好,变形模量大,耐酸碱、抗腐蚀,耐老化,防渗性能好等特点。其选用高分子材料且生产工艺中添加了防老化剂,可在非常规温度环境中使用。

1.工法特点

1.1 焊接设备结构简单,操作方便、灵活,易掌握。

1.2 连续作业,施工快速、效率高效,且需用人员较少。

1.3 作业条件要求较高,晴天常温作业,基面平整,膜面清洁、干燥。

2.适用范围

主要适用于渠道工程、水库大坝、养殖池、隧道等防水防渗的工程施工中。可满足水利、市政、建筑、交通、地铁、隧道、工程建设中的防渗,隔离,补强,防裂加固等土木工程需要,也可用于废料场的防污处理。

3.工艺原理

复合土工膜是用聚乙烯或聚氯乙烯的增强改性,压延成膜与涤纶针刺土工布热合而成,防渗性能好,使用期长。人工将预定的复合土工膜铺在渠基床上,再利用焊接或胶粘专用设备,将各幅土工膜连接在一起,形成完整的防渗层,土工膜上衬砌混凝土面板,形成一个整体完全封闭的防渗体系。

4.工艺流程及操作要点

4.1工艺流程

4.2 储存及运输

4.2.1复合土工膜选用专用场地,将该场地加高,复合土工膜上部用彩条布包裹,以防太阳暴晒和雨水进入。

4.2.2在从仓库运到施工现场时要一次到位,尽量减少不必要的装卸和移动次数。

4.2.3场内运输采用自制跑车,长9米,宽1.5米,使用方便。根据施工进度来确定运输的数量,每天运输的复合土工膜在当天用完。在运输复合土工膜时,防止运输途中受损,注意防止损害卷材表层。

4.2.4在施工中发现复合土工膜有裂口、空穴等问题时,应采取补救措施或挑除不用。

4.3复合土工膜铺设

4.3.1渠坡采用人工铺设。铺设时先将钢管插入土工膜卷装轴牛皮纸管中,并在钢管两端布设牵引绳,人工牵引绳缓慢将复合土工膜由坡顶放至渠底。两幅相邻的复合土工膜铺设时搭接宽度为10-12cm,以利于复合土工膜的焊接。左右幅铺设完成后,要求土工膜与基床面贴实,平整无突起褶皱,并避免人为和施工机械的损伤。

4.3.2衬砌施工中,为防止混凝土施工时复合土工膜顺坡向下滑移。在一级马道渠肩处须将土工膜压紧固定,可用普通脚手架钢管将土工膜卷起,用竖向钢钎将钢管固定。齿槽部位的复合土工膜铺设时,应适度松弛,且与齿槽紧贴。

4.3.3铺设后应对铺设的质量进行检测,以目测为主,对铺设不平、不正、有可能影响焊接的需进行调整。

4.4复合土工布缝合

4.4.1为便于接缝,复合土工膜两侧预留10-20cm宽光面膜,垂直于水流方向铺设,搭接宽度不小于10cm,上游一幅边压下游一幅边。在复合土工膜焊接前先将底层布用手持式缝包机用高强维涤纶丝线缝合,缝合时针距控制在6mm左右,连接面松紧适度,自然平顺,确保土工膜与土工布联合受力;再将防渗膜焊接完成后,缝合上层布,搭接处上下层布翻折方向相反,以减少接头处复合土工膜的叠合厚度。

4.5复合土工布焊接

中层土工膜采用热熔焊接爬行机焊接法拼接,搭接宽度不小于10cm,双缝焊宽度为2*10mm,双焊缝间空腔宽度为10mm

4.5.1土工膜焊接工艺试验

复合土工膜焊接首先进行焊接工艺试验,工艺试验内容包括土工布的缝合试验、土工膜的焊接试验。在热熔焊接爬行机预热调节好的工作状态下,做小样焊接试验:试焊接1m长的复合土工膜样品,通过试焊确定合适的焊接温度和行走速度,以便达到最佳焊接效果。

焊接工艺试验一般可通过以下检验方法确定合适的试验参数:

1)焊缝外观质量检查:试焊时如果焊痕平整透明,表明焊接温度与行走速度合适;如果焊痕出现严重破损,则表明焊接温度过高或行走速度偏慢;如果焊痕不透明或呈白色,表明焊接温度偏低或行走速度偏快。

2)焊缝人工撕拉检验:试焊样膜采用手撕测试。测试标准为:手撕检查接缝坚固,母材被撕裂而焊缝不被撕裂,可以判定焊缝处焊接强度大于母材强度,判为合格。

3)焊缝焊接强度检验:在试焊的土工膜样品上裁剪下宽约10-12cm、长40cm的焊接接头两个,进行室内土工膜焊缝焊接强度破坏性张拉试验,检查焊缝张拉强度是否满足不小于母材抗拉强度的80%的规范要求。

4)焊缝焊接质量检验:用热熔风枪封堵小样焊缝两端,进行充气试验,满足充气气压达到0.2Mpa,持续5min无明显下降后,采用该速度和温度对现场土工膜进行焊接。

4.5.2现场生产性试验

在实施现场铺设施工过程中,用施工工艺试验得到的试验参数对首先铺设的几副土工膜再进行现场生产性试验,获得更为实际的施工参数和施工工艺,并提交工艺试验报告,明确具体人,实名签字,定专人焊接操作,进行大面积施工。

TH-515型热熔焊接爬行机特性:焊接时额定搭接宽度为10cm,温度档位分为0100200300400五个整百摄氏度档位,速度档位分为012345六个整数档位,温度和行走速度调整档位均为螺旋,可进行灵敏的调整。

经施工工艺试验和现场生产性试验总结,该热熔焊接爬行机(以TH-515为例)土工膜焊接温度一般为300-350℃,行走速度一般在3-4档之间,水平面行走速度为2.5m/min

4.6焊缝外观检查、补焊

每道焊缝焊接完成后,需对焊缝进行外观检查:搭接宽度、焊缝宽度和两焊缝间空腔宽度,焊缝应平整美观、顺直平顺,焊缝轮廓明显,成透明玻璃态,无烫伤、气泡、虚焊漏点。如发现问题,用记号笔做好记号,并立即用热熔风枪进行补焊。

4.7焊接质量检验

4.7.1土工膜充气检验前,将土工膜焊接区域起始端、终止端各不小于5cm范围内,用热熔风枪烤至软化后粘贴密实,使焊接区域土工膜空腔成为一个封闭的充气区,以以便于充气检验。

4.7.2复合土工膜焊缝充气检验应选择合适的检验工具,打压设备出气管连接气压表、逆止阀、针头外,不应有其他接头。逆止阀能够防止土工膜空腔内气体不外泄,提高充气检验效果,可借鉴自行车内胎气门嘴闭气原理,在充气打压装置的三通与打气筒连接管内安装自行车内胎气门嘴,可以起到充气打压时闭气,保证土工膜空腔内气压不回流。根据土工膜厚度选择大小合适的针头,穿刺土工膜的针头为锥形,检验过程中配备合格的秒表。气压表经过质量技术监督部门检定合格。

4.7.3待焊缝封堵起始端、终止端温度完全冷却后在双焊缝间空腔处缓慢插入针头,针头应保持平行于土工膜,并不得晃动针头,以免扩大针眼。充气检验时,不要人为摁住或扰动针头,当发现针头处漏气时,可用502胶或AB胶封堵针眼部位。

4.7.4当土工膜空腔内气压达到0.2Mpa后,开始记录时间,保持5min,压力无明显下降即为合格。当充气检验不合格时,及时检查和补焊。

4.7.5充气检验合格后,人工裁剪直径为3-5cm的合格母材用热熔风枪修补针眼,粘贴补丁密实。

4.7.6每道焊缝焊接质量均须进行充气检验。均应绘图、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、外观与充气检验结果、天气情况等。