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水利工程防渗中土工合成材料的应用分析

1 土工合成材料的特征以及结构形式
土工合成材料是由合成橡胶、合成纤维以及塑料等聚合物制成,属于一种新型建筑材料,被广泛使用于铁路工程、水利工程及公路建设等施工当中。将其安置在土壤表面以及各土层之间,能够有效提高土壤强度、保护土体,起到防渗作用,保证了工程质量,提升工程使用寿命,是水利工程施工过程中极为重要的施工材料。水利工程方面,土工合成材料主要被应用于堤坝的垂直防渗心墙、混凝土坝以及施工围堰等方面的防渗。以往的土坝防渗施工过程中,大多采用较厚的黏土斜墙,可达数米甚至几十米的厚度,黏土使用量较大。而防渗土工合成材料,不仅具有较强防水性,其防渗厚度很薄,便于施工,可有效地缩短施工周期,控制成本开支,并且防渗效果十分明显,工程防渗功能提升,可溶有效的减少渠堤土壤的水量,防止渠道冻胀。然而土工合成材料的防渗形式较为多样化,在施工过程中,应当严格按照施工方案进行施工,保障土工膜的焊接质量,提升防渗功能以及抗压强度[1]。
目前国内土工合成材料主要可分为复合土工膜以及土工膜两种。其中复合土工膜在水利工程中应用更为广泛,无论工程有多么的复杂都能够适应,通常可根据工程情况对其进行调整,采用一布一膜、两布一膜或者三布两膜等不同材料,来适应工程的不同要求。
2 复合土工膜的铺设技术
通常在铺设前,需对土层进行无砂混凝土施工,对堤坝进行一定的调整,再结合实际情况,根据制定的防渗结构对其铺设复合土工膜。堤坝的上游部分可采用横铺以及顺铺的方式,对其进行复合土工膜的铺设工作。在进行铺设施工时,土膜应当是表面平整、从下而上进行的,保证其松紧程度,应根据施工实际情况留有一定的余幅,防止受拉过紧,使得土工膜受到一定的破坏。在堤坝的上游处可设置抗滑槽,并在抗滑槽上端折叠50 厘米左右的复合土工膜,作为一定的余量。

为了尽可能的保障复合土工膜之间的相互连接可靠,应当采用混凝土对其进行连接,并在完成连接之后,要严格按照要求进行水压测试,查看连接处是否有渗水的情况,在确认无渗漏情况发生的时候再继续下一步的施工作业。复合土工膜与防渗墙的连接可采用扁铁进行加固,在周边设置伸缩节,保障复合土工膜具备较强的伸缩能力。

3 复合土工膜的焊接

在完成复合土工膜铺设工作之后,便是焊接拼接的环节,通常,拼接方式多采用的是热熔焊接法,这种焊接方式具有抗拉强度高,焊接质量高的特征,焊缝优势比较突出。此外,焊机焊接温度以及速度是可调控的,可对不同材料进行操作。在进行拼接工作时,可在现场试拼接,测试焊接质量,待质量趋于稳定之后,再进行正式的焊接操作。为了保障焊接质量、加快焊接施工进度,可根据实际情况提前焊好拼接,再运到坝面进行铺设以及拼接,在正式焊接前,也应当进行相应的试焊工作,并对合格的试焊样品进行拉伸强度检测,确定焊缝合格后再进行正式焊接。

在完成焊接之后,需对焊缝质量进行严格检测。首先目测,看是否有漏焊,接缝处烫伤损坏程度如何,拼接是否均衡完整等。在目测合格之后,再采用充气法或者是真空法对其进行最后的质量检测以及评估。此外,土工膜还应当按照使用频率进行抽样,做拉伸强度检测,大约是1000 平方米抽取样品一次,焊缝强度高于母材强度的百分之八十,在接缝处试样不会出现断裂,为测试合格,否则,接缝质量不合格。对于质量不合格的焊缝应当及时进行补焊,并再次检测,直到焊缝质量合格为止。为了保护土工膜表面的无纺布,可利用手提缝纫机进行缝合。
在施工过程中,为了防止土工膜在坝面上滑动,应在无砂混凝土表面刷上沥青,连接复合土工膜,保证其不影响透水的效果,且增大抗滑阻力,效果十分明显[2]。
4 施工过程中应当注意的问题
(1)复合土工膜在运输以及储存过程中应当严加保护,防止雨水淋湿、高温炙烤,更要防范其被酸碱腐蚀,避免长期在阳光下暴晒,在使用前应当对其进行抽检,确保材料的质量。
(2)复合土工膜在铺设过程中应当保证其顺直平整,将松紧度控制在合适的范围之内,应当与地面之间保持一定的密实度,不能有空隙,在施工过程中,铺设的工作人员应当注意不要穿硬底鞋进行施工操作。
(3)应采用宽幅材料,尽量减少接缝,且接缝应与最大拉力方向保持一致。在复合土工膜之间应当采用缝接,对于宽度的设置要根据设计的要求及规范,对于出现不平整的地方在铺设进行时要适当拓展宽度。
(4)坡面在铺设过程中应当是自下而上的,坡顶、坡脚应当采用可靠的方法对其进行固定,防止其滑动。此外,在施工过程中常常出现以下问题:①土工膜经常遭到石块或者尖锐物的破坏刺穿;②由于缺乏一定的支撑,在水压或者是土压过大时,土工膜往往容易被破坏;③受到温度、重力、浪击以及水位的变化等诸多因素影响,导致界面出现滑动,使土工膜过度拉伸、撕裂。因此,在施工过程中应当严格按照施工规范以及设计
要求进行施工,以保障施工的质量[3]。
5 结语
土工合成材料属于新型建筑材料,虽然技术较为简单,为水利施工提供了便捷性,但是在仍有许多不可控的因素影响其使用性能,既有来自于自然界以及天气等因素的影响,也有因自身材料质量问题,或施工步骤不严格按照规定执行的。需要施工人员在操作过程中,严格把控每一个环节,根据规范进行操作,将各种不利因素的影响降到最低,才能保证土工合成材料在实际工程中发挥有效作用。