HPDE防渗膜在房屋建筑施工中比较常用,在公路工程施工中使用较少,随着公路运营期的增长,后期维护保养牵涉面较广,防渗处理是其中一项。防渗处理主要针对的是很多浆砌片石工程,其防渗能力较差,为能有效保证结构物整体结构稳定性,并节约成本,防渗处理方案在实际中得到应用。
现结合江海高速交叉河道横沟河闸室防渗工程,探讨一下 HDPE 防渗处理工艺。横沟河闸室过去是用浆砌片石堆筑起来的,防渗能力较差,渗漏问题较为严重,江海高速正好经过闸室旁边,桥涵基础与闸室距离很近,为了有效地增强闸室防渗能力、使用寿命以及抗洪能力,根据国内外工程的成功经验,设计堤坡与河道之间全部采用1.5mmHDPE 防渗膜整体防渗结构,从而形成一道防渗帏幕,防止闸室基础整体性发生破坏。
一、HDPE防渗膜的防渗施工
1.HDPE防渗膜的剪裁
HDPE防渗膜生产幅宽规格为4~12m,运送至现场后,由我施工单位根据现场的实际需要剪裁好适宜的长度卷成卷。四边预留10cm宽拼缝带,以便施工时膜与膜的拼接。
⒉.堤坡清理
将堤坡上的草皮、树根等全部清除干净,然后按设计断面进行削坡,对局部较松软的坡面和亏坡断面进行处理,做到坡面平整。铺设表面垂直深度25mm内不得有尖锐杂物:如瓦砾、石子、混凝土颗粒、钢筋头、金属或其他碎屑等足以刺穿HDPE 防渗膜之杂物。
3、HDPE防渗膜的铺设
铺HDPE 防渗膜是整个防渗系统中较为关键的工序。
3.1在铺膜前对HDPE防渗膜外观质量进行开包检查,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。
3.2 HDPE 防渗膜裁切之前,经丈量其相关尺寸,然后按实际裁切,在膜铺设中膜与膜之间接缝的搭接宽度不小于100mm,使接缝排列方向平行于最大坡脚线,即沿坡度方向排列。
3.3铺设HDPE防渗膜时应力求焊缝最少,在保证质量的前提下,尽量节约原材料。同时也容易保证质量。
3.4通常在拐角及畸形地段,应是接缝长度尽量减短。除特殊要求外,在坡度大于1:6的斜坡上距顶坡或应力集中区域1.5米范围内,尽量不设焊缝。
3.5 HDPE防渗膜在铺设中,应避免产生人为褶皱,温度较低时,应尽量拉紧,铺平。
3.5 HDPE 防渗膜铺设完成后,应尽量减少在膜面上行走、搬动工具等,凡能对 HDPE膜造成危害的物件,均不应放在膜上或携带在膜上行走,以免对膜造成意外损伤。
4、HDPE防渗膜的焊接
4.1 HDPE防渗膜的焊接使用楔焊机,采用双轨热熔焊接。楔焊机无法焊接的部位,应采用挤出式热熔焊机,配以与原材料同质的焊条,形成堆焊的单焊缝。
4.2热锲焊机焊接工序分为:调节压力、设定温度、设定速度、焊缝搭接检查、装膜人机、启动马达。
4.3接缝处不得有油污、灰尘, HDPE防渗膜的搭接段面不应有泥沙、结露、潮湿等杂物,当有杂物时必须在焊接前清理干净。
4.4每天焊接开始时,通常应在现场先试焊一条0.9mm x 0.3mm的试样,搭接宽度不小于10cm,并在现场进行剥离和剪切试验,试样合格后,便可用当时调整好的速度、压力,温度进行正是焊接。热锲焊机在焊接过程中,需随时注意焊机的运行情况,要根据现场的实际情况对速度和温度进行微调。
4.5焊缝要求整齐、美观、不得有滑焊、跳走现象。
4.6在遇上防渗膜长度不够时,需要长向拼接,应先把横向焊缝焊好,再焊纵缝,横向焊缝相距大于50cm应成T字型,不得十字交叉。
4.7焊膜时不许压出死折,铺设HDPE 防渗膜时,根据当地气温变化幅度和HDPE防渗膜性能要求,预留出温度变化引起的伸缩变形量。
4.8在下雨期间或接缝有潮气、露水、或者大沙的情况下不能进行焊接,但采取防护措施是除外。
4.9温度低于5℃时,按照规范要求不应施工,如果必须施工的话,焊接前应对焊机进行预热处理。
4.10防渗膜在焊接时应该采用稳压性能好的发电机供电,在特殊情况下采用当地用电时,必须使用稳压器。
5、HDPE防渗膜的错固
5.1锚固的方法分为三种:沟槽错固、射钉锚固和膨胀螺栓锚固;某些领域还会用到预埋件。人工湖景观水池防渗防水通常采用沟槽锚固。
5.2视HDPE防渗膜的使用条件及受力情况,其锚固沟槽宽度一般为0.4m ~ 1.0m,其深度为0.4m ~ 1.0m。将防渗膜边缘翻折在沟槽内用石块、回填土或是水泥浇灌将其固定。
6、保护层的铺设
在HDPE防渗膜的上面均匀铺设100mm厚粗砂,找平拍实后方可进行恢复原有河道防护工程的施工。
二、HDPE防渗膜成品检测和修补
1、检测按三个步骤进行,即目测、充气检测及破坏试验。
2、目测主要是对铺设的HDPE防渗膜外观、焊缝质量、T型焊接、基底杂物等进行细致的检查,所有施工人员对这一工作都应贯彻在全部施工过程中。
3、除目检外,如有必要还可采用真空检测和气压检测,充气压检测的充气强度为0.25Mpa,5分钟不漏气,考虑到卷材较柔软易变形,允许压力下降209%。
4、进行拉力测试时(破坏试验),其标准为在做剥离和剪切试验时,焊缝没被撕裂开而母才被撕拉破坏,此时焊接合格。
5、外观检查,发现膜面有孔眼等缺陷损及焊接过程中出现的漏焊、虚焊、破损等情况下,应及时用新鲜的母材修补,补疤每边超过破损部位10 ~20cm。
三、HDPE防渗膜施工质量控制要点
1、堤防削坡时,必须彻底清除草皮、树根和一切尖角硬物,以防伤损HDPE防渗膜。堤坡松软部位应进行挖除回填夯实。
2、上、下保护层的铺设一定要找平拍实。
3、为保证防渗膜的焊接质量,要将防渗膜的焊缝面清理干净。据气温和风向、风力随时调整焊接温度和行焊速度;经常清除焊机胶轮表面及热楔表面黏附的防渗膜材料的残余物,保持其表面清洁;施焊时基底一定要平整坚硬,拼缝搭接面一定要找平顺,防止焊缝褶皱不平。
4、下垫层平整,不可有凸起褶皱。
5、在铺设保护层及用混凝土填锚固端时,不可损伤HDPE防渗膜。6、每道工序完成后必须经现场监理工程师的验收认可方能进行下一道工序施工。
四、HDPE防渗膜施工安全控制要点
1、热风枪、砂轮机和焊机拖带的电源线在使用过程中,必须最大限度的远离其工作部位,以免损伤脑筋电线发生漏电。
2、除热风焊接外,热风枪的嘴部在任何情况下都不得与HDPE膜面接触,并且尽可能的远离膜面、人体、机械等物体。
3、焊机在不使用时,不得直接放置在HDPE膜面上,应放置在支架或沙袋带上。
4、裁膜刀使用完毕后,应立即将刀片收回刀盒内。
5、在现场使用的各种临时性小型工具,使用完毕,应及时放入工具箱内。
6、严禁将从挤压焊接机枪头摘下的焊料物直接丢弃在防渗膜面上。7、HDPE防渗膜施工现场禁止吸烟,不得穿带铁钉的鞋或高跟硬底鞋到膜面上行走,不允许从事有可能破坏防渗膜成品的一切活动。
五、HDPE防渗膜参数及其优点
1、防渗系数高--HDPE防渗膜具有普通防水材料无法比拟的防渗效果,水蒸汽渗透系K<=1.0*10-13g.cm/c cm2.s.pa。
2、化学稳定性--HDPE防渗膜具有优异的化学稳定性,广泛用于污水处理,化学反应池,垃圾填埋场。耐高低温,耐沥青,油及焦油,耐酸、碱、盐等80多种强酸强碱化学介质腐蚀
3、耐老化性能--HDPE防渗膜具有优良的抗老化、抗紫外线、抗分解能力,可裸露使用,材料使用寿命达50-70年,为环境防渗提供很好的材料保证。抗植物根系--HDPE防渗膜具有优异抗穿刺能力,可以抵抗大部分植物根系。高机械强度--HDPE防渗膜具有良好机械强度优良的弹性和变形能力使其非常适用于膨胀或收缩基面,可有效克服基面的不均匀沉降,断裂拉伸强度28MP,断裂延伸率700% 。
4、经济效益好--HDPE防渗膜采用新型技术提高了防渗效果,但生产工艺更加科学、速捷,产品成本低于传统防水材料,经实际测算采用HDPE防渗膜的工程要节约成本50%左右。
5、施工速度快--HDPE防渗膜有很高的灵活性,有多种规格多种铺设形式满足不同工程防渗要求,采用热熔焊接,焊缝强度高,施工方便、快速。
6、环保无毒性--HDPE防渗膜采用的材料均为无毒环保材料,防渗原理是普通物理变化,不产生任何有害物质。
六、结语
通过实践及分析发现,HPDE防渗膜在公路结构物防渗处理中具有施工简便、快速、防渗效果好等优点,所以,在公路结构物防渗材料选择上HDPE防渗膜是较好的防渗材料之一,在今后的公路结构防渗处理中可参考应用。
作者:尹传国 宋秋香
《公路土工合成材料应用技术规范》JTG/T D32-2012,中华人民共和国交通运输部.