HDPE土工膜施工工法

2020-05-24 10:01:49

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HDPE 土工膜施工工法

1、前言 HDPE 土工膜全称“高密度聚乙烯土工膜”,又称为 HDPE 防渗膜,是采用

聚乙烯原生树脂(以高密度聚乙烯为主要成分)加以一定比例的碳黑黑色母 料、抗老化剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、稳定剂等,经单层、双层、三层 共挤技术吹塑而成,具有优良的耐环境应力开裂性能,抗低温、抗老化、耐 腐蚀性能,以及较大的使用温度范围和较长的使用寿命,无毒无害,经济效 益好,被广泛运用到各种工程中。

我单位承建的湖北大峪口化工有限责任公司扩产改造项目磷酸贮存内,

HDPE 土工膜得到大量使用。

二、工法特点

HDPE 土工膜是一种柔性防水材料,连接采用热熔焊接,焊缝强度高,焊

接性能好,具有很高的防渗系数(1×10~17 cm/s);具有良好的耐热性和

耐寒性,其使用环境温度为高温 110℃、低温-70℃;具有很好的化学稳定性

能,能耐 80 余种强酸、碱等化学腐蚀;具有很高的抗张力强度,具有很高的

抗拉强度,能满足高标准工程项目需要;具有很强的耐候性,有很强的抗老

化性能,能长时间裸露使用而保持原来的性能;整体性能好,具有很强的抗

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拉强度与断裂伸长率,能够在各种不同的恶劣地质与气候条件下使用,地质 不均匀沉降应变力强。 三、适用范围

本工法可广泛用于如下工程: 1、环保,环卫工程(如生活垃圾填埋场,污水处理厂,电厂调节池, 工业、医院固体废弃物场,有毒有害物处理场,危险品仓库,厂房等等) 2、水利土木工程(河湖水库堤坝防渗,堵漏,加固,水渠的防渗, 垂直心墙,护坡等) 3、市政工程(地铁,建筑物的地下工程和屋顶蓄水池,屋顶花园防渗, 污水管道内衬等) 4、园林绿化(人工湖,河道,蓄水池,高尔夫球场的水塘底衬、护坡, 绿化草坪防水防潮等) 5、石化(化工厂,炼油厂,加油站的储油罐防渗,化学反应池,沉淀池 的内衬,二次衬层等) 6、矿业(洗选池、堆浸池、堆灰场、溶解池、沉淀池、堆场、尾矿的底 衬防渗等) 7、水产养殖业(集约化、工厂化养殖池,鱼塘、虾池的内衬等) 8、交通设施工程(公路的基础加固,涵洞的防渗) 9、农业(水库,饮用水池,蓄水塘,灌溉系统的防渗) 10、盐业(盐场结晶池,卤池苫盖,盐膜,盐池塑苫膜) 11、HDPE 已被我国用来取代 PVC 作为食品包装袋和保鲜膜原料。 四、 工艺原理 HDPE 土工膜连接采用热熔焊接方式,利用自身的连接形成一个完全封闭 的整体防渗体,焊缝强度高,焊接性能好。其原理是利用焊机内电烙铁加热 土工膜两面,使土工膜表面熔化,上下滚轴相互挤压两层土工膜,使之相互 连接在一起。

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连接的特点:热熔焊接技术施工方便、迅速、效果好。 五、施工工艺流程及制作要点

施工准备→支持层处理→HDPE 膜铺设、剪裁→HDPE 膜对正、搭齐、压 膜定型→焊接→检测、修补→验收→保护层施工。 1、施工准备

1.1、认真看懂图纸,对图纸进行自审、各专业互审,充分了解设计意图 和技术难点,将技术关口前移,做好各专业接口及预留预埋的专业检查,在 工程开工之前做好施工方案和技术交底记录。

1.2、专业施工人员进场,所需的各种机具进场,电源接通,做好施工准 备。

1.3、组织质量管理小组对本工程技术、质量、进度严格控制,并结合工 程特点,作好职工进场安全教育及培训工作,劳动保护和安全措施应遵照国 家或部颁发的有关规定的要求。

1.4、检查并确认基础支持层已具备铺设 HDPE 膜的条件,做下料分析, 画出 HDPE 膜铺设顺序和裁剪图,进行现场铺设实验,确定焊接温度、速度等 施工工艺参数。

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2、材料验收、存放、搬运 2.1、材料进场必须有出厂合格证和检验报告,其技术指标符合设计要求;

进场后检查 HDPE 膜的外观质量,记录并修补已发现的机械损伤和生产创伤、 孔洞、折损等缺陷;对进场 HDPE 膜进行取样、复检(材料进行复检,根据设 计及《聚乙烯(PE)土工膜防渗工程技术规范 SL/T231-98》的要求),材料复检 合格后进行大面积施工。

2.2、材料进库时,应按其类别、型号、规格、使用顺序分别堆放,材料 堆放于平整不积水的地方,堆高不超过四卷,并能看到卷的识别牌,在存储 过程中,要保持标签完整和清晰,避免混淆。

2.3、每个区、块旁边应按设计要求的规格和数量备足过筛砂料等保护层 用料,并在各区、块之间留出运输道路,受到物理损坏的 HDPE 土工膜必须要 修复,受严重损坏的 HDPE 土工膜(整卷或部分)不能使用,HDPE 土工膜卷在 安装展开前要避免受到损环,运输过程应轻拿、轻放,严禁野蛮装卸,运输 时备有防雨设施,同时也应该及时对 HDPE 土工膜进行覆盖,避免阳光长时间

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照射。

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3、地基支持层施工

3.1、按照设计图纸进行土方开挖,开挖时按设计要求找出坡度,土方开

挖完毕组织相关单位共同验槽,经检查合格,填写基坑验收、隐蔽工程记录,

办理交接手续,支持层一般采用细砂 150mm 厚作垫层,人工平整,施工过程

中保持砂土层不受破坏。

3.2、支持层表面应平整顺直,平整度控制在±2cm/㎡以内,夯实系数必

须达到 94%,经碾压后方可在其上铺设土工膜。

3.3、纵、横坡度:纵、横向坡度宜在 2%以上,填埋场底部的轮廊边界和

结构必须有利于渗沥液的导流。

3.4、垂直深度 25 ㎜内不得有树根、瓦砾、石子、砼颗粒等尖棱杂物。

3.5、支持层施工完成后,对支持层进行保养,除了 HDPE 膜铺设工作人

员外,其他任何人员不得入内。

4、HDPE土工膜裁剪、铺设及压膜定型

4.1、铺设施工气候要求:气温 5~40℃为宜。考虑到土工膜的热胀冷缩性,

根据经验,天冷时,土工膜的铺设应紧一些,天热时应松弛,但要注意,在

夏天应避免中午时的高温。风力超过 4 级或雨天应停止施工,风小时,宜每

隔 2~5m 放一个 20~40kg 的砂袋压住土工膜,以利施工,施工前,应严格按

设计要求检查上道工序质量。

4.2、HDPE 土工膜在铺设前,先对铺设区域进行实际检查、丈量准确尺寸,

根据丈量的尺寸由专业技术人员做下料分析,力求焊缝最少,画出 HDPE 土工

膜铺设顺序和裁剪图。根据裁剪图将 HDPE 土工膜下料,下料要与裁剪图编号

一致,然后将尺寸相匹配的 HDPE 土工膜运至相应的位置按规定顺序和方向分

区分块进行 HDPE 膜的铺设。

4.3、铺设者应该按照裁剪图标定的位置来铺设现场模块。如果模块不是

按裁剪图上标明的地方施工,应在实际现场施工图上注明位置。铺设时,用

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人工按一定的方向,进行“推铺”,铺设 HDPE 土工膜时,应适当放松,预留 出温度变化引起的伸缩变形量,并避免人为硬折和损伤。

4.4、铺设 HDPE 土工膜时,膜块间形成的接点,应为 T 字形,不得作成 十字形,拐角处,应注意适当裁剪土工膜,保证与周边妥善联接。

4.5、HDPE 膜焊缝搭接面不得有污垢、砂土、积水(包括露水)等影响焊 接质量的杂质存在。

4.6、HDPE 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 HDPE 土工膜对正、搭齐,搭接宽度按设计要求,一般 为 30cm 左右。

4.7、坡面上 HDPE 土工膜的铺设,其接缝排列方向应平行或垂直最大坡 度线,且应按由下而上的顺序铺设。

4.8、HDPE 土工膜铺设完毕、未覆盖保护层前,应在膜的边角处每隔 2~ 5m 放 1 个 20~40kg 重的砂袋。

4.9、HDPE 土工膜应自然松弛与支持层贴实,不宜褶皱、悬空、不致形成 “鱼嘴”。

4.10、铺膜过程中应随时检查膜的外观有无破损、麻点、孔眼等缺陷。 发现膜面有孔眼等缺陷或损伤,应及时用新鲜母材修补,补疤每边应超过破 损部位 10~20cm。

4.11、细部增强处理:HDPE 土工膜铺设时遇到阴阳角时应做加强处理, 阳角在底部划开,用一块半径不小于 0.5m 土工膜搭接焊接;阴角底部划开处 将划开的两部分重合焊接,然后用另一块半径不小于 0.5m 土工膜加强。如果 遇到变形缝等其他细部也要进行增强处理,必要时可增焊双层 HDPE 土工膜。

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4.12、土工膜与管道的连接:连接部位的管道宜优先选用聚乙烯管。首 先把HDPE土工膜根据管道的直径大小裁剪成圆形的管套,调整好管套的位置 并用热风焊枪临时固定,管套与管道间不能有空鼓的部位。然后把管套两端 分别焊接在HDPE土工膜和管道上,最后用不锈钢管箍固定管套。

4.13、土工膜的锚固方式主要有三种:锚固形式、压条固定、预埋件热 焊。

a、与土联接时一般用锚固沟,把 HDPE 土工膜埋入土内 50~100cm 并夯 实,在锚固沟顶部,应按设计要求预留一定量的 HDPE 土工膜,以备局部下沉 拉伸,HDPE 土工膜在锚固处不得渗水或被拔出,锚固沟距离边坡边缘不宜小 于 800mm,沟断面应根据锚固形式、结合具体情况加以计算,以不小于 800mm ×800mm 为宜;HDPE 土工膜也可锚固到混凝土内,锚固长度应大于等于 800mm。

b、压条联接一般用于与刚性结构联接,可用扁钢或角钢条用螺栓固定在 混凝土结构上,外加热熔胶封口。如下图:

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c、预埋件热焊。在混凝土中预埋专用埋件,其材质同为高密度聚乙烯。 根据不同的埋件,采取热熔焊接或机械夹紧的方式连接。 5、焊接

5.1、HDPE 土工膜焊接时基地表面应干燥,含水率宜在 15%以下。膜表面 要用干净纱布擦拭焊缝搭接处 200mm 左右范围内的膜面,用湿抹布擦掉灰尘、 污物,使这部分保持清洁、干燥、平整、坚实,HDPE 土工膜应平行对正,适 量搭接。

5.2、HDPE 土工膜的拼接采用热熔焊法,焊接工具宜采用自动调温(调速) 电热楔式双道塑料热合机、热熔挤压焊接机,也可采用高温热风焊机,塑料 热风焊枪可做局部修补用辅助工具。焊接时,随时观察焊接质量,根据当时 当地气候条件和实际施工情况,随时调节焊接设备至最佳工作状态。

5.3、在正式焊接操作之前,应根据经验先设定设备参数,取 300×600mm 的小块膜进行试焊。然后在拉伸机上进行焊缝的剪切和剥离试验,如果不低 于规定数值,则锁定参数,并以此为据开始正式焊接。否则,要重新确定参 数,直到试验合格为止。当温度、风速有较大变化时,亦应及时调整参数, 重做试验,以确保施工的焊机性能、现场条件、产品质量符合规范要求,一 般每天每台不少于两次,一次在正式作业前,一次在中班,试验性焊接是与 生产性焊接相同的表面和环境条件下进行的。

5.4、现场撕拉实验合格后,用已调节好工作状态进行正式焊接。只有通 过试验性焊接,才能进行生产性焊接,焊接时要将机头对正接缝,不得焊偏, 不允许滑焊、、漏焊、跳焊、超量焊。

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5.5、开机后,仔细观察批示仪表显示的温升情况,使设备充分预热,在

焊接中,司焊人员要密切注视焊缝的状况,及时调整焊接速度,以确保焊接

质量,在焊接中要保持焊缝的平直整齐,应及早对膜下不平整部分采取应对

措施,避免影响焊机顺利自行。遇害到特殊故障时,应及时停机,避免将膜

烫坏。

5.6、补修的方法:修补的材料应由同样的 HDPE 土工膜组成,所有补丁

都应该具有与原 HDPE 土工膜相同的厚度。对材料上小于 5 ㎜的孔洞及局部焊

缝的修补完善,可用挤压熔焊机进行点焊;对不够厚度或不够严密的挤出焊

缝,可用挤压熔焊机补焊加盖一层。对大的孔洞、刺破处、膜面严重损伤处、

取样处、十字缝交叉处以及其它各种因素造成的缺损部位,均可用加盖补丁

方法来修补。

a、在 HDPE 土工膜搭接处,应去掉皱折,当皱折大于 10 厘米时或破损处,

采用圆形或椭圆补丁,补丁大小应超出切口周边 15 厘米。

b、实在无法避开十字形接缝的情况下,在接缝处要加一块切角的方形300

×300㎜,或D=300㎜补丁,补丁边距缺陷处不小于80㎜。

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c、对安装中发现的孔洞,要加盖不小于D=300mm或300mm×300mm的补丁。 6、检测

HDPE 土工膜铺设完毕后应对焊缝进行检测,测试分为非破坏连续检测和 破坏性检测。对所有的接缝和修补的整个长度进行非破坏连续测试,被许可 的非破坏连续测试方法包括:双轨热熔接缝空气压力测试法和挤压接缝的真 空或火花测试法。

6.1、非破坏连续测试:非破坏测试必须在天气条件允许的情况下,按照 接缝的焊接程序来进行,必须在有监理工程师在场的情况下进行非破坏测试。 必须记录以下资料:

a、压力测试:日期、开始测试时间、结束测试时间、开始测试压力、结束测 试压力、技术人员名字、测试开始位置、测试结束位置和测试结果(通过或 不通过)。 b、真空测试:日期、技术人员名字和测试结果(通过或不通过)。 c、火花测试:日期、技术人员名字和测试结果(通过或不通过)。 必须在进行测试的 HDPE 土工膜的表面或在接缝测试的地方永久的记录以上内

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容,非破坏测试不合格的地方应根据技术说明中的详细步骤来修补和重新测 试。

6.1.1、压力测试

压力表 专用针头

软管连至空压机等供气装置

检验步骤 1

拟检测的焊缝范围(

检验步骤 2

焊缝上层 点切口

压力表 专用针头

软管连至空压机等供气装置

封闭切口

拟检测的焊缝范围(

焊缝上层A点切口

检验步骤 3

封闭切口

封闭针孔

拟检测的焊缝范围(

封闭切口

焊缝切口 封闭切口

压力表 专用针头

焊缝空腔(气道) 拟检测的焊缝范围(

封闭针孔 )

软管连至空压机等供气装置

热合双焊缝非破坏性压力测试流程示意图

a、双轨热熔接缝必须用非破坏压力测试法。压力测试设备必须包括一个 能产生 400kPa 的空气压力泵、压力管、压力表和压力输入设备;必须密封测 试缝的两边,并在双轨热熔接缝设备产生的空气通道插入一个针头或者一个 压力输入设备;空气泵应连接空气输入设备,空气通道必须要有 200kPa 的压 力;空气输入阀应保持关闭,使空气泵不能与这连接;空气通道中的压力必 须维持在一个稳定的水平并持续 2 分钟;在这个期间,如果在针头或其他的 地方漏气,解决问题后必须重新进行测试;到达稳定状态后,空气通道的压

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力要观察 5 分钟,并记录最后结果,如果气压下降小于 20kPa,位于压力表另 一端的接缝口应打开,从而减少压力和检测空气通道的堵塞情况,如果压力 不能归零,说明接缝被堵塞,接缝没有能通过非破坏测试。

b、任何没有能通过非破坏测试的接缝,要重新进行测试,或整个接缝分 成几个部分分别进行测试。双轨热熔接缝的任何一部分不能通过非破坏测试 将是不合格的,并必须根据技术说明进行修补。

c、完成了压力测试后,任何在空气通道中暴露的针孔、切割和断面必须 进行必要的修补。

6.1.2、真空测试

真空盒 观察窗口

密封橡胶条

负压区域

涂肥皂水区域

≥100

≥100

检测范围重叠≥100

阀门

下一检测区域

涂肥皂水 区域

真空盒 压力表 观察窗口

真空泵或其它 抽气装置

抽气软管

堆焊单焊缝非破坏性真空测试流程示意图

a、挤压焊接包括挤压接缝、补片修补和盖帽的修补等可用真空测试方法

作非破坏测试。任何不能用真空测试的挤压焊接(例如复杂有角的连接或者

管道穿透)必须用下述的火花测试进行测试。

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b、真空箱必须是一个坚硬的盒子,并在顶上带有透明测窗,在底部有一 个舷窗和阀门,连接至泵和其他所有必需的压力控制、管道连续、压力管和 配件。

c、要进行测试的接缝不能有任何泥块或水珠。要测试的接缝必须要用软 毛的(没有钢丝的)毛刷、布或喷射器涂上肥皂水湿润。必须避免在接缝完 成后过

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