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土工膜施工现场其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道,以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形;而无纺布亦是一种高分子短纤维化学材料。土工膜是以塑料薄膜作为防渗基材,与无纺布复合而成的土工防渗材料,是一种防渗防潮的防水建材,它的防渗性能主要取决于塑料薄膜的防渗性能。
土工膜是以聚乙烯树脂添加一定比例的碳黑色母、剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、稳定剂等吹塑而成,尝被用于建设仓库、水坝、围堰、水渠、人工湖、蓄水池等水利工程上。
鉴于土工膜部分现场观测成果合成材料在工程应用中具有一定的能力,故有些国家的某些文件中对其使用年限作了较为宽限的规定,如前苏联BCH07-74《土石坝应用聚乙烯防渗结构须知》中规定,聚乙烯土工膜可用于使用年限不超过50年的建筑物。奥地利林茨公司发表的"聚丙烯复合土工膜土工合成材料的长期性状"一文中的结论写道:"对聚丙烯的15年以上的现场应用经验表明,它们的化学和生物稳定性高;织物的大损坏是在施工中;铺设以后没有大变化,可预期超过100年的稳定性。
工艺流程
周头水库大坝土工膜防渗采取边挖、边铺、边夯、边护的区段循环作业。基面一定在按设计要求清理好,这是确保防渗效果的关键,特别是对尖石、树根等杂物要清除干净,基面不允许有局部凹凸现象,清理好的基面要用夯锤或夯板夯紧,使之密实平整。
保护护面靠土工膜10cm厚的保护层土料一定要过筛,不允许有粒径大于6mm以上颗粒,否则易刺破土工膜。保护层土料一定要用夯打密实,干容重在1.5以上,并随时取样检验。回填保护层及砌筑块石护面时,一定要轻放,以免撞破土工膜。在块石护面下面,应铺填100mm厚的碎石或砾石垫层,以防止因水位变化,风浪等因素的影响而淘刷土料保护层。干砌块石采取人工挂线铺砌,石块应紧密嵌固,面层块石个体重量应大于48kg,所有空隙均用小块石充填.
周边处理
周边接界处理的要求是将土工膜与周边土体联结紧密,封堵渗流入口,截断侧向的渗漏路径,防止渗水进入土工膜底面,形成水泡,在库水位下降时胀破土工膜。因此周边接界一定要挖截水槽,并将土工膜埋入槽内。
施工方法
土工膜在运输过程中不要拖拉、硬拽,避免尖锐物刺伤。
1、 应从底部向高位延伸,不要拉得太紧,应留有1.50%的余幅,以备局部下沉拉伸。考虑到本工程的实际情况,边坡采取从上到下的铺设顺序;
2、 相邻两幅的纵向接头不应在一条水平线上,应相互错开1m以上;
3、纵向接头应距离坝脚、弯脚处1.50m以上,应设在平面上;
4、先边坡后场底;
5、边坡铺设时,展膜方向应基本平行于大坡度线。
为防止复合土工膜上铺填土层顺其表面滑动,增加保护层(包括护面)的稳定性,将上游铺膜坝壳表面开挖成台阶段,每级高差为0.3m,水平宽根据坡比而定,斜坡设计为1 : 1.0,开挖成形后,将表面的砖、石块及*根树等清除干净,并用拍板将表面打紧,平整。
复合土工膜的防渗效果取决于施工中和运行过程中塑料膜的完好程度,为了防止人畜践踏,动植物破坏以及减少光热作用,由于它们是高分子化纤聚合物,故应特别避免阳光的直接照射,所以复合土工膜上应铺保护层。
保护层的颗粒直径不能太大,否则会刺破复合土工膜,一般对保护层的颗粒直径大小要按下式进行近似估算。
式中:d——保护层土料的大颗粒直径;
k——安全系数,本工程取k=5;
[σ]——复合土工膜的抗拉允许强度[σ]=5.5Mpa;
p——承受大水头,取P=0.1Mpa;
——复合土工膜厚度,取 =0.2mm(为塑膜厚度)。
将上述各数据代入上式得:
为了安全起见,要求实际土料大颗粒直径d不大于6mm,故本工程采用筛制的粉质粘土,其它要求与坝体土料填筑要求一样。保护层取200mm,下面100mm用筛制土,上面100mm用非筛制土。对非筛制土,应挑出较大石块等其它杂物