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垂直铺塑截渗技术在工程中的应用
时间:2017-07-06  来源:本站  点击:558次
  
垂直铺塑截渗技术在工程中的应用
“垂直铺塑”截渗技术在我国是自90年代兴起的新工艺、新技术。在土质地层的平原水库、湖泊、江河堤防截渗中得到了广泛应用。
一、垂直铺塑工艺技术
工艺特点
利用装备水力冲割和刀具破碎土体的专用机械,在坝基、坝体中顺坝轴线方向形成一条连续的宽18~30 mm厚的槽孔,并铺设塑膜,形成防渗体系,阻止坝基、坝体的渗流以确保渗透稳定。最后回填松散干净的粉质壤土而完成作业。
2  垂直铺塑设计
塑膜材质选择:总的原则:选择对水质无污染、抗老化、满足防水性、抗变形能力强及耐久性强的土工膜,一般用PE(聚乙烯),膜厚0.2~0.3mm。
铺塑深度及防渗型式:般根据坝基地层构造、各土层的渗透系数,结合铺塑机械的开槽深度能力,以满足渗透稳定、防止土壤盐碱化为基准,可设计成悬挂式和封闭式两种防渗体系。
3  铺塑的位置
1)在同一垂直平面上,对坝体与坝基全部实施垂直铺塑时。应该在坝顶中心线上游、距离坝顶中心线向上游1/3~2/5处为宜。
2)当坝基为垂直铺塑,坝体上游坡面复合土工膜两者连结成防渗体系时,垂直铺塑距坝内脚必须有一定的安全距离。
  垂直铺塑施工工艺、方法
1、工艺流程
 2、施工方法
2.1  造槽机械
在工程实践中,根据土质地质条件及施工条件的不同,目前有两种造槽机。两种机械的共同特点都是泥浆固槽壁、都是开槽与铺塑同步作业;不同的是切割地层的机具不同,一种叫往复式水冲锯割铺塑机,另一种是链条式循环刮刀铺塑机。
2.1.1  往复锯刀铺塑机:靠开槽机杆臂的往复运动、利用水力冲割和刀具切割破坏土体成槽,通过联动装置卷帘铺塑,这种机械使用于粉土、粉质壤土,效率高、施工快。遇粘性土困难,铺塑深度一般在10m以下,造槽宽18~30cm,机械动力90~120KW左右。
2.1.2  链条循环刮刀式铺塑机:靠链条循环运动带动几排刮刀切割土体成槽,专制泥浆液护壁,槽宽为30cm,通过联动装置卷帘铺塑。目前最大铺塑深度在15m以内,适用于不含较大石块及树根的任何土层,但槽口外移土方量大,人工劳动强度大、机械动力120~160KW左右。
2.2  施工用水及排水
垂直铺塑开槽造沟用水量较大,可根据需要在适当位置临时打井取水。施工产生的废水通过水泵抽排至合适位置。
2.3  开沟铺塑
根据工程情况,采用合适的水压动力、水量和泥浆浓度,由开槽机开槽,泥浆固壁,在槽深达到设计高程时采用卷扬机牵引机械前进,在监理工程师验槽后用下膜器沿迎水侧铺设PE膜,膜体至少外露0.4~0.6m,并作顶部保护处理。并通过反循环将槽内沉淀物送到铺完PE膜的槽内进行沉淀,结合人工回填土方固定塑模直到沟槽填满后。连续循环上述过程直到完成全部铺塑工程施工。
PE膜的铺设应尽量放在干燥和暖天气进行,将PE膜卷材装在开槽机的下膜器上,自然徐徐放至坡底,铺放时不应过紧,应留足够余副(大约1.5%),以便拼接和务使妥帖适应气温变化,铺放时随铺随压,以防风吹。在弯曲处特别注意裁剪尺寸,施工时发现损伤,应及时修补。应密切注意防火,不得抽烟,施工人员应穿无钉鞋或胶底鞋。
2.4  PE膜的接合
在铺塑过程中,当一卷膜用完后,可用热沾法、胶粘法、缝接法、搭接法进行后续膜联结。联结后将后续膜卷卷起吊入槽内,同时注意确保被抽出的部分入槽后能沉入槽底,达到设计深度。
2.4.1  接缝质量检测
方法有目测法、现场检漏法和抽样测试法。
①目测法:观察有无漏接,接缝是否无烫损、无褶皱,是否拼接均匀等。
②现场检漏法:常用的有真空法和充气法。
真空法:利用包括吸盘、真空泵和真空机的一套设备,检测时将待测部位刷净,涂肥皂水,放上吸盘,压紧,抽真空至负压0.02MPa—0.03MPa,关闭气泵。静观约30s,看吸盘顶部透明罩内有无肥皂气泡产生,和真空度有无下降。如有,表示漏气,应予补救。
充气法:焊缝为双条,两条之间留有约10mm的空腔。将待测两端封死,插入气针,充气至0.05MPa—0.20MPa(视膜厚选择),静观0.5min,观察真空表,如气压不下降,表明不漏,接缝合格,否则应及时补修。
③抽样测试法: 约1000㎡取一试样,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。
  垂直铺塑的施工质量控制
主要是成槽质量控制、铺塑质量控制、槽孔回填料质量控制三个环节。
1  在成槽质量控制方面,主要做好
1.1  孔槽纵向平面轴线偏差不超过10cm,槽孔宽度控制在20~40cm。
1.2  槽也实际挖深超出设计深度10cm左右,一是靠绳量探测,另一方法是测量造槽机杆臂的倾角。
1.3  槽孔的固壁。为防止坍壁,应控制槽内泥浆比重,一般为1.1~1.5g/cm3。比重太大,无法铺塑。
1.4  施工准备期间、注意清除场地的树根、石块等障碍物,以减少对设备及PE膜的损坏;
1.5  开槽机前进时应定时测量深度,保证达到设计高程,要经常校核轴线位置;
1.6  施工接头要认真处理,在地质允许的情况下两机组轴线可错开30cm,以防破坏早铺塑膜,后机组开槽达到设计深度及搭接长度后,消除槽内沉碴,铺设塑膜,如地质不允许时将后机组偏移轴线2m,延长搭接长度,延伸渗径以保证铺塑的整体效果。
1.7  施工过程中要尽量避免发生槽壁坍塌现象,确保泥浆比重,并要保证排水能力大于抽水能力,确保沟槽内泥浆不外溢且不低于槽口以下10cm.;
1.8  每30分钟检查一次槽口两侧地面,如发现裂缝要及时采取回填或木板加固等补救措施;
2  塑膜铺置控制方面
2.1  塑膜质量的控制。一是检查厚度是否够,二是检查幅宽是否够,三是检查其抗折、抗冲破强度是否达到设计要求。
2.2  塑膜插入深度控制。每隔50m探测一次。
2.3  塑膜搭接控制。最好选用热粘法,搭接宽10cm;若粘接,搭接宽30cm;若缝合,搭接宽50cm,缝合两道线;若搭接,至少搭接2m;
2.4  塑膜上端超出槽口平面,至少40~60cm,以便固定或与复合膜搭接。
2.5  膜铺入槽内后,应及时进行膜两侧的填土,最长不得延迟24h,沟槽回填土不得含有树枝、石块等杂物,注意保护PE膜不受损坏;
3  在孔槽回填方面
3.1  回填的土料选用干净的粉质土。
3.2  回填土要及时,当塑膜铺入后及时先回填1m左右,以固定塑膜下端,防止塑膜上浮。
3.3  应逐步用干净的粉质土自然落槽,不得振捣。回填到距槽顶50cm左右时,灌水分解密实。
3.4  排沙泵出水范围以外槽孔要及时回填,确保已成槽孔安全。