复合土工膜在预制中是对土工织物和薄膜采用辊压的方式,或在土工织物上部进行聚合物喷涂,使其表面浸渍或者粘合聚合物薄膜,同时也可以按照质量实际要求确保其能生产2 层或3 层等复合土工膜。
1 复合土工膜材料在防渗工程的优点
复合土工膜材料最大的特点主要就是有着很好的防渗效果,故在水库以及堤坝等工程中有着广泛的应用。同时施工比较简单,要求不高,成本低以及防水效果良好,目前市场中的防渗材料大部分应用复合土工膜。此外,因为复合土工膜有很好的力学性能,因此对复合土工膜应用在建筑工程中可将堤坝自身的性能和内部结构实现改善,以此来对施工质量有效提升。
若是土体产生塑性变形,复合土工膜材料也会产生相应的塑性变形。在堤坝所需要承载一定的拉应力当中,避免堤坝自身由于需要承载很大的压力而出现裂缝。复合土工膜和墙心有一定的位移,降低其相对位移的产生,同时对工程水平位移也会产生相应的抑制,其主要原理就是复合土工膜其自身的抗拉强度起到很好的作用。
同时,若是未采用复合土工膜作为防渗材料实施相应处理,这样工程的水流一侧由于工程材料的渗透意义,使得一部分水渗透到工程内部中,这样就将工程抗冲击能力降低,由于水流进入到工程内部后会造成工程内部出现松散,将原来的力学性能降低。因此,对于复合土工膜来讲可以将工程质量以及其自身的防渗透能力强化。
2 工程案例概述
东明露天矿蓄水池工程基层土方施工完工作,由于蓄水池位置的回填土堆积时间较短,尚未能形成有效的承载力,为避免蓄水池基层在蓄水后出现不均匀沉降的情况,需要经过一个冻融期的沉降后再进行防渗层的施工,防渗层施工运用复合土工膜技术进行防渗处理,以下主要对复合土工膜施工方案及技术进行了探讨。
3 施工方案分析
该蓄水池工程经过一个冻融期的沉降后,可进行防渗层处理,以下对该工程的土工膜用量及施工位置和施工程序进行总结。
3.1 土工膜用量
(1)由于椭圆台铺设土工膜过程中需要焊接,土工膜之间需要叠加焊接,同时需要留出富余量作为绿化灌溉水池修复用,所以计算绿化灌溉水池表面积以梯形体表面积计算(图1)。
梯形体尺寸为:a=78.5,b=116.5 m,a1=70 m,b1=108 m,h=3 m。其表面积(除上部)约为9156.44 m2。
由于土工膜需要锚固,所以多出来锚固的土工膜量为:(0.5+3×0.4)π(a+b)=535.9 m2,所以表面积为:9692.23 m2。
(2)考虑到水池由排土形成,后经修整,其表面积因排土原因与原有标准设计图形存在偏差,所以在梯形体的基础上其用土工膜量会增加10%。9 692.23 m2×10%+9 692.23 m2=10 661.5 m2。
3.2 施工位置
外排土场顶部674 水平(东西方向为31 断以西1 m 至36断以东11.8 m、南北方向为100 线以南19~96 m)(图2)。
3.3 施工程序
(1)安全生产技术部水文地测室根据外排土场蓄水池修筑工程技术方案,对蓄水池修形的坡顶及坡底线进行放点、划线,
并现场同综合调度室、施工单位对接。
(2)按蓄水池坡顶、坡底线进行土方剥离并边坡修形,坡面角达到15°。
(3)修形完成后,压路机对蓄水池底部、坡面进行碾压,夯实。
(4)采掘东帮558-548 水平粗砂岩,排弃蓄水池底部、坡面,装载机均匀摊平,压路机进行碾压,继续铺撒砂岩,摊平,洒水,碾压最终砂岩厚度0.3 m。
4 复合土工膜在矿山蓄水池工程中的具体应用
4.1 材料选择
根据在附近矿山实地调研结合该矿情况,决定该工程防渗层采用复合土工膜施工,此材料为两布一膜,宽幅6 m,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,可在非常规温度环境中使用。为减少紫外线照射,增加抗老化性能,故采用埋入法铺设。
4.2 复合土工膜施工方法
4.2.1 施工环境处理
在进行复合土工膜矿山蓄水池施工之前需要和施工环境以及进度要求结合起来对施工组织设计进行完善,同时根据相关设计需求进行施工材料的采购,并且对性能试验完成,复合土工膜性能试验需要满足相关的设计要求才能进行施工。
复合土工膜在这当中需要具有相应的防刺能力,并且在施工中其自身的防刺能力需要满足设计需求,但其易被矿山蓄水池表面树枝等划破,故在复合土工膜施工前需要对矿山蓄水池表面做好合理清除,将去表面凸出的棱角去除,并且将凹坑及时填平处理,保证矿山蓄水池表面能光滑密实,从而合理的满足复合土工膜施工需求。
4.2.2 复合土工膜的运输
复合土工膜在运输过程中不得拖拉、硬拽,避免尖锐物刺伤。在实际的施工过程中,首先尽可能地采用粒径比较小的砂土对基面找平,并且进行土工膜的铺设。如果土工膜有破烂之处,需要用3 倍于破损面积的土工膜胶粘贴补好。
4.2.3 复合土工膜的铺设
铺设顺序为先边坡后场底,按照该工程实际状况,在边坡当中需要应用从上到下的铺设工序。两边相邻两幅纵向接头不能在同一个水平线中,尽可能地错开1m 以上;纵向接头需要和坝脚、弯脚处距离1.5 m 以上,应设在平面上;底部铺设由低位向高位延伸,不要拉得太紧,应留有1.50% 的余幅,
以备局部下沉拉伸。在对土工膜完成铺设后,需要采用沙袋压低,避免风沙对土工膜边缘焊接位置产生影响。复合土工膜接缝拼接是作为其施工的主要要点,对于工程整体质量有着很大的影响。施工应用的焊接方式主要就是热熔式双缝焊接法。焊接前先将拼接口边沿13~15 cm 宽的布与膜分离,然后将下层布缝合,再将膜表面清除干净后,按设计搭接宽度进行焊接。焊接完时应对接缝进行充气检查,合格后再将上
层土工布缝合并压平,同时还要进行保护层的施工,以免土工膜因暴露过久而遭损坏。
水池周边接界处理主要就是对土工膜和周边的土体之间合理连接,封堵渗流入口,截断侧向的渗漏路径,避免土工膜底面水渗入,从而形成水泡,在水位下降时将土工膜胀破。周边接界要挖截水槽,截水槽在距池边1m 处,宽1m,深1m。起到截水和锚固的作用,将土工膜成波纹形式埋入槽内,用土或石块压好并夯实。
5 复合土工膜施工质量管理
5.1 原材料质量管理
复合土工膜若是存在质量问题,对于矿山蓄水池的防渗性能有着很大的影响。所以,就需要对原材料质量管理加强重视。在该工程中按照设计需求和施工规范要求,在材料进场前确保厂家能提供相应的产品合格证书,材料进场后需检查材料的折痕及拼接宽度和针眼等情况,若是存在问题则需要及时的拒绝接受。
5.2 拼缝施工质量管理
如果复合土工膜之间拼接比较大,就会对矿山的蓄水防渗性能产生影响。所以,拼接缝的施工质量也是整体工程的质量管理重点。在该工程中,需要施工管理人员采用抽查的方式对焊缝根据施工要求进行复合,对其存在的问题需要及时的改正,对不合格的焊缝需要及时的修正。
5.3 土工膜锚固
土工膜铺设完毕后,需要将土工膜锚固,防止土工膜滑落,造成水池内水渗透进排土场,形成不安全因素。为防止此类现象出现,在水池顶部设置锚固沟,锚固沟距池边0.5 m,锚固沟宽为0.4 m,深为0.4 m。将土工膜铺设进锚固沟内,采用粉煤灰与混凝土以及细砂混合灌浆,将土工膜锚固在锚固沟内;粉煤灰、混凝土,细砂的比例为1∶1∶2。
5.4 防渗性能试验
在完成复合土工膜加固施工,在局部地区采用泌水试验等方式对矿山蓄水池的防渗性能进行试验,并针对试验结果进行处理,提升矿山蓄水池的整体防渗性能。
6 复合土工膜在矿山蓄水池工程中的应用注意事项
在实际的施工当中需要重视以下相关事项。
(1)土工膜应用埋入式的施工,覆盖厚度不能小于30 cm。
(2)土体需要保持坚实,防止不均匀沉降问题产生,防渗范围当中的草皮以及树根需要及时的处理。和土工膜接触面所铺设的粒径小的砂土或粘土作防护层。
(3)土工膜铺设时不能拉的太近,两端埋入之后的土体部分成波纹状较好,特别是与刚性材料锚固时,应留有一定的伸缩量。
(4)施工时,应避免石块,重物直接砸在土工膜上,应尽量做到边铺设膜,边覆盖保护层。防渗层施工结束后,必须进行蓄水试验,蓄水后要求连续48 h 水位无下降。
7 结束语
总而言之,该矿山蓄水池工程在施工过程中严格按复合土工膜施工技术要求,加强对现场施工质量的合理控制。在完工后蓄水池运行中防渗效果良好,对于矿山企业的经济发展有着很好的促进作用。
参考文献
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