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人工湖防渗技术浅析
2012-01-10

  一、 生态环境要求对水资源有效利用

  人工湖是改善城市生态环境不可缺少的水利工程设施。人工湖使用的复合土工膜作为一种新型的防渗建筑材料,具有强度高、造价低和施工方便等优点,从80年代在我国开始使用,生产技术不断提高,在北京地区河湖防渗中得到广泛应用。特别是一布一膜在人工湖中的应用,具有很强的实用性。

  二、 防渗方案的确定

  1、 土工膜材料的选择

  在人工湖防渗工程中,土工膜是整个工程中的关键材料。其厚度的控制范围在0.3─0.6mm,幅宽为4─6m。小于0.3mm的土工膜在焊接过程中不易控制,容易破坏。从经济合理的角度出发选用0.5mm厚的为宜。在复合土工膜的选用方面宜选用的规格为一布一膜即300g/0.3mm为宜。

  目前,土工膜市场发展很快,国家经贸委根据中央精神,先后两次认证推荐了38家土工膜生产厂家,规范了市场,确保了产品的质量。在玉泉山人工湖,作为古老园林水系,道路窄小、植被茂密,给施工带来很大困难。根据设计要求,并结合现场实际情况,我们选择了山东宏祥化纤集团有限公司生产的非织造特宽幅复合土工膜作为玉泉山人工湖的防渗材料,其规格为:570g/m2,300 g/0.3mm。为确保土工膜的质量满足防渗工程要求,进行了抽样检验送样为8m2,其结果如下表:

  注表中:"+"合格; "-"不合格

  2、 覆面材料的比较确定

  人工湖防渗中对于土工膜表面覆盖材料的确定,应通过经济比较和质量上的要求相权衡而确定,其基本的结构为基底承力层、土工膜、细土保护层和覆盖材料组成。

  由于每一座人工湖的自然环境及所处的地理位置的不同特点,对于覆面材料的确定应有所不同,下面对几座不同情况下人工湖覆面材料进行分析比较(见表一)

  通过上述几个方案的比较,在不同环境所使用的覆盖材料有所不同,但应注意的是在与PE膜接触部位,应该有过筛的细土料对膜进行保护,在玉泉山人工湖中复合土工膜的选择上,就充分利用了复合土工膜的特点,减少了大量的覆盖材料的运输,并取得了良好的经济效益。

  三、 施工过程中有关节点的处理

  1、 防渗体系不同方案的比较确定

  在人工湖防渗施工中,几种不同形式的防渗措施适用于不同的条件,或者可以几种方案相互结合使用,根据其条件的不同而定。

  (1)浆砌石砌体与土工膜相结合,其基本的施工方案为土工膜由墙后兜起,形成一个整体的防渗体系,其原理象一个"盆"以达到防渗的目的。在玉泉山人工湖防渗中,要求部分老湖岸墙全部拆除,重新防渗,确定方案为:

  (2)由砼墙体作为湖区的水平防渗,土工膜为湖底防渗,柔性土工膜与刚性砼防水相接形成防渗体系,这种防渗办法在中央党校、玉泉山人工湖等得到广泛应用。既达到了防渗的目的又起到了岸墙加固的作用。如图所示:

  2、基底处理

  基底是人工湖防渗的基础,是关键的部位。要求该部位要有一定的密实程度,对于局部地基情况不情的或地质条件不好的,应给予相应的处理,确保地基沉降在允许范围内。对杂物清理干净后,摊铺2-3cm过筛土,刮平后采用(1tLP650H型双向压路机)振动碾压实,一般碾压2~3遍,形成对土工膜保护层经验收合格后具备铺设条件。

  3、土工膜的铺设

  对于土工膜的摊铺工作,在人工湖施工中主要以人工铺设为主。在铺设计师过程中,尽量减少裁减。在接缝处理上不应出现"十"字缝,对于横纵缝的处理,应?quot;T"字缝为宜,在大面积铺设过程中,减少接头的集中,每幅膜之间错茬铺放间距应为不小于2 m为宜。在玉泉山人工湖防渗中选用的土工膜为特宽型复合防渗土工膜系列,幅宽为4.0m,长度为60 m,基本上满足了以人力铺设为主,少焊缝,少接头的原则。

  4、焊缝处理

  土工膜在铺设过程中预留有搭接余量,施工中采用双焊缝热合压力机进行粘接,交叉缝及破损点的修补采用热熔焊枪焊接(焊接材料以热熔棒为主),由于每幅的焊缝及接头是整个人工湖防渗中心环节 ,在施工和检测过程中,从以下几方面严格把关:

  (1)焊接前,每幅膜边缘的清理,确保两层膜之间的很好地粘接;

  (2)热合机的压力,温度及前进速度的控制。在用电条件不好的地区应配备电源稳压器以保证焊缝质量的均匀性。避免有由于温度及速度的控制不好而造成焊缝的质量缺陷。

  (3)对每一条焊缝要求100%检测,在施工现场特别是复合土工膜,采用充气法检测焊缝比较实用和准确。

  (4)焊接中宜随铺随焊,时间过长清理工作加大,并且由于水蒸气的影响对粘接不利。

  5、柔性(土工膜)与刚性铆接时的细部方案的比较

  对于柔性防渗片材与刚性防水的铆接是在人工湖施工中必须解决的问题。土工膜与墙体、建筑物等刚性防水的连接,形成一个封闭的防水体系,铆接技术是连接二者之间的关键环节。铆接时选用的30×30×3的角钢,在曲折变换的湖岸线中比用其他材料更能适应现场的变化。在接点中PE泡沫与橡胶板的选择上,PE泡沫易压缩,弹性较小;而橡胶板弹性较大使土工膜与砼面更紧密地结合在一起。其止水性能明显强于前者。在中央党校人工湖施工中进行了实验比较。在土工膜后进行灌水的方法进行检测,防渗效果比较理想,为在玉泉山人工湖以及其他工程中的使用,提供了很好实践依据,可在以后的工程中给予推广。

  6、土工膜与墙体伸缩缝的处理

  对于整个防水体系,墙体伸缩缝止水带与土工膜的粘结又是一个关键的防水节点,在与PE片材的连接中,止水带的选择是关键,宜用塑料止水带便于粘接。如选用其它止水带,在连粘土工膜与止水时不易保证质量。用塑料止水带可直接用焊枪热熔粘接,其止水效果相当明显。

  四、 土工膜在人工湖防渗工程中应注意的问题

  1、 施工过程中应注意的问题

  (1)预留沉降余量,在土工膜的铺设过程中应预留由于基底微量沉降而出现的拉伸余量,预防不必要的拉裂。在大面积铺设中,每隔5-10m折叠5-10cm,如图。用覆面材料压住,但是,不能乱折而影响防渗质量。

  (2)刚性与柔性连接处为避免直接拉裂的出现,应留有一定的伸缩量。如图所示,可以减轻对土工膜的直接拉裂的损失。

  (3)覆面材料施工时对土工膜的保护。严禁穿高跟鞋或带丁的鞋在膜上踩踏,施工车辆、机械不得直接碾压土工膜,更不宜采用重型设备。应铺设脚手板等,用手推车运送覆面材料。

  2、 土工膜的使用年限及老化的问题

  土工膜在衰老过程中到老化破坏、灼烤、紫外线、及其他化学品对土工膜的影响很大,我们在施工和运行过程中应严格控制外界对土工膜的损坏,而影响建筑物的使用寿命。

  五、几点体会

  人工湖防渗是改善城市环境的一项新技术,我们在多年的施工实践中,技术措施日渐成熟,但在有些环节还需深一层的研究。如土工膜跨伸缩缝部位的变形问题等。我们在以后的施工中将不断总结经验和研究办法,使人工湖防渗技术更上一个台阶。

  随着技术进步和环境的要求,环保型的建材逐渐为人们所重视,经济环保的、新型的、适应环境发展需要的土工防渗材料将运用于相适应的工程。


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