HDPE土工膜在水景观中的应用

HDPE土工膜在水景观中的应用（共8篇）

篇1：HDPE土工膜在水景观中的应用

HDPE土工膜在水景观中的应用

[摘要]：通过对

HDPE土工膜防渗技术在启鸿假日城市小区水景观中的应用，从HDPE土工膜材料的选用，施工步骤及技术要点、施工中应该注意的事项，保护层施工等几个方面，介绍HDPE膜在水景观水池工程的广泛应用情况，以及其在末来更广泛领域的应用前景。

[关健词]：HDPE土工膜，水景水池，土工布，防渗，焊接，保护层

引言

假日城市小区项目位于昆明市五华区黑林铺街道，东临昌源中路，北临昆瑞路，总占地面积1000余亩，一期规划占地230亩，完整地保留数米高的菩提树、梧桐树等原生植物，并依托坡地优势，形成围而不合，高低错落的社区环境。中央台地公园是整个小区景观中心，在整个施工过程中是做为重点，难点来攻克。由于整个水景观区的湖面区域是做成自然式湖体，防渗做为重中之重的工作来进行多次讨论，最终确定选用HDPE土工膜做为防渗材料进行施工。HDPE防渗膜是高分子聚合物无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为110℃-130℃，相对密度0.918—0.965；具有良好的耐热性和耐寒性。化学稳定性好，具有较高的刚性和韧性，机械强度好，耐环境应力开裂与耐撕裂强度性能好。

1、HDPE土工膜材料的选用 土工膜是由一种或几种聚合物加上炭黑、色料等附加剂制成的不透水性材料，它是近年来广泛用于填埋场，水景，水池建设中的三大材料（别有土工网和土工织物）之一，其防渗性能是衡量水景水池是否达到保水要求的主要指标。高密度聚乙烯（HDPE）土工膜是由高分子聚乙烯通过吹塑或平挤制成的具有很强耐久性的防渗材料。HDPE土工膜具有强度高中、自密闭性好、延伸率大、耐老化、无毒性、不污染环境等特点，是一种性能良好的新型防水防渗材料，可采用温控热熔焊接的方式铺设，工艺先进、接缝强度高、严密性可靠，因而广泛应用于各领域的防渗加固工程中。HDPE土工膜的结构型式有光面的和加糙的，适用于不同的场地要求。假日城市小区项目中的水景面积有4000多平方米属于小型水域，宜选用厚度为1.8~2.2mm的深色塑膜。在昆明有几个小区也用HDPE土工膜做过水景的防水防渗材料都出现了漏水的情况，保不住水，在这个项目里就选用了2.2mm的深色塑膜做为最终的防渗材料。

2、HDPE土工膜的施工步骤及技术要点

根据工程特点，拟定的施工顺序为：基层回填压实→湖岸坝体回填压实→修整斜坡→回填种植红土层压实→水位线以上30cm处开挖锚固沟→铺设400g/㎡土工布→铺设HDPE土工膜→回填种植红土→回填水洗机制砂→湖岸边种植苗木。

HDPE土工膜施工相对于其他的合成材料的施工较为复杂，首先必须对土工膜的各项指标进行检测，对现场到货的土工膜进行外观检查。外观检查符合规范要求后，按规范要求的数量、尺寸进行见证取样，送昆明市建筑材料测试中检验。检验合格后，开展场基层处理、试验焊接、膜体接合焊接缺陷修复、破坏性测试和回填保护等。2.1、基层处理

由于整个水景都是建在地下室车库顶板之上，基层的回填对整个水池防渗效果好不好也是很关键一步，车库顶板做完防水，浇筑完防水保护层。回填了一层15cm厚的碎石做完顶板过滤层上铺200g/㎡土工布做为隔离层，之上回填山体上开挖下来素土，回填土时必须逐次分批，每次回填土厚度不超过30cm，并用机械设备配合洒水进行逐层压实用压路机进行压实，压实系数i≥0.93。进行湖岸边坝体进行分层回填压实。放线确定湖岸边界，安排机械进行开挖整理出个大概的样子，人工进行细部的修理。由于回填的这一部素土里面有部分碎和杂物，为了保证土工膜在施工过程不被碎石等其他杂物对HDPE土工膜造成破坏，特别的双增加一层20cm厚的种植红土层进行压实做为铺设前的基础层。在水景中就会有泵坑，跌水，瀑布等形式的存在，就避免不了要修建相应的钢筋混凝土挡水坝和墙体。为了解决泵坑的不渗水，HDPE土工膜和钢筋混凝土如何粘接问题，钢筋混凝土泵坑浇筑完成之后再做土工膜防水。跌水坝，瀑布挡墙脚部的地方是进行红土回填成45度角，高度达到30CM。跌水坝墙体上方的混凝土角是打磨成圆弧形。2.2、锚固沟

锚固沟（HDPE防渗膜压边固定用）开挖：锚固沟规格宽30cm×深30cm沿整个湖体水位线以上30cm成带状开挖，锚固沟角度应呈弧形或小角度，使HDPE防渗膜能平顺与沟壁贴合，避免过度弯曲、悬空等情形。

2.3、HDPE土工膜主要施工方法 2.3.1、土工膜施工工艺

铺设土工布→铺设，剪裁→对正、搭接→压膜定型→擦拭尘土→焊接试验→焊接→检测→修补→复检→验收。

2.3.2、施工过程及技术要点

考虑到是在回填土上进行HDPE土工膜的施工，将来会出现回填土层下降把HDPE土工膜拉裂，出现漏水，就在HDPE土工膜施工前加铺一层400g/㎡的土工布做为基层防水材料。并对土工布搭接处进行三道缝合处理，以保证在回填土层有轻微的下降时不会被拉开，从而保证HDPE土工膜不会出现拉裂漏水。

先边坡后场地；不规则的河道溪流，可沿轴线垂直方向铺设，这样避免出现皱褶鼓包。HDPE膜裁切之前，应该准确测量其相关尺寸，然后按实际测量的尺寸进行裁切；大面积的人工湖可丈量场地后，根据防渗膜的规格，选择最佳的铺设方案。铺设HDPE土工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。膜与膜之间接缝的搭接宽度一般不小于10cm，为了保证焊接过后不出现问题，项目部当决定将焊缝搭接宽度定为20cm,二道焊缝进行焊接。焊缝的排列方向平行于最大坡度，即沿坡度方向排列；在拐角及畸形地段，跌水坝，瀑布墙，接缝长尽量减短。HDPE土工膜在铺设中，避免产生人为褶皱，温度较低时，尽量拉紧，铺平；HDPE土工膜铺设完成后，尽量减少在膜面上行走，搬动工具等。铺设土工膜时应从底部向高位延伸，不要接得太紧，应留有2%余量，以备局部下沉拉伸；相邻两幅的纵向接头不要在一条水平线上，相互错开2m，纵向接头距离坝脚、弯脚处2m,设在平面上。铺设完，应紧接着焊接，管道节点、阴阳角、拐角等难处理的地方，可配合热风机和挤出式焊机进行焊接。在跌水坝，瀑布挡墙，水泵坑等混凝土结构处可用热风机和挤出式焊机进行包边焊接及压条处理，进出水管道可用法兰盘密封。跌水坝是用HDPE土工膜整个将混凝土坝体包裹起来；水泵坑是将HDPE土工膜贴着水泵坑内壁和坑底全部做满。

2.3.3、湖边联接锚固

锚固沟在土工膜铺设之前的三天就已经按排工人按设计的尺寸和位置进行了开挖，锚固施工时，土工膜顶部铺设于锚固沟设计位置后，端头处采取临时锚固措施，采用泡松的红土压固。为了能够保证水生植物的生长，在HDPE土工膜上进行保护层红土回填，回填红土的整个过程完全是全人工的搬运的方式进行回填补，回填完后进行了适当的压实。跌水坝，瀑布挡墙墙脚处采用的是先用不锈钢压条自攻螺丝钉固定，再砌筑砖墙贴墙压膜的方式进行行压膜，由于HDPE膜弹性有点大，全部用120砖砌体不能很好的固定，后来经现场实验确定改成370砖砌体退台式结构进行压膜。水泵坑为了保证不渗水，在HDPE土工膜内又进行了一次钢筋混凝土池壁浇筑，并进行两遍SBS防水施工。瀑布下的区域为了不让下落水的重力对HDPE土工膜造成破坏，整个瀑布落水点靠水池中心区域2m的范围内就没有回填红土，而是采用C20细石混凝土150厚做为保护层进行处理，整个湖区的回填土及混凝土结构边的压边完成后，将之前临时锚固的泡松红土清理干净，将HDPE土工膜弯曲到锚固沟内，紧贴沟壁和沟底，最后才进行锚固沟的回填并夯实。为了保证整个湖区运行后水质的清洁，在红土上面又回填了一层10cm的深色水洗机制砂。在回填红土深的区域进行水生植物的种植。

3、施工中应该注意的事项

3.1、HDPE土工膜施工过程中的注意事项

自然式湖体的水景水池边坡坡度＜1：1.5，以便于HDPE土工膜的铺设。铺设HDPE土工膜时，应从最低部位开始向岸边延伸进行铺设。下雨天不能进行铺设，温度过大、气温过高或过低、大风天，场地上有滞水区时，均应暂停HDPE土工膜的施工并临时遮盖作业面，HDPE土工膜的铺设应尽量减少焊缝，特别是交叉焊缝，以减少渗漏隐患。焊接时应注意为防止两步衔接时由于膜表面的搭接误差而产生的布面错缝起摺，必须在焊接时注意随时调整焊机，形成一定的起伏。在HDPE土工膜保护层施工时，要对施工人员进行技术交底及质量监控，这个时HDPE土工膜被人为地损坏，要找出损坏之处是很困难的。所以保护层的铺设采取人工搬运的办法进行材料运送，再进行铺设。

3.2、HDPE土工膜的施工要求

3.2.1、HDPE土工膜的铺设须配合整个工程进度，与其他工序相衔接。彻底清除现场的一切尖角硬物，基层要平整，不可有凸起褶皱，以防损伤土工膜。在平整场地完成后依据现场工程师核准的施工图铺设。

3.2.2、焊缝质量控制

随着施工的进展，要求及时检查复合土工膜与膜焊接质量，对漏焊、虚焊部位随时用塑料焊枪补焊，具体做法如下：

焊缝现场检查目前来说还没有很好的方法，一般情况下多为目测，看两条焊缝是否平整、清晰、无皱、透明、无挟渣、气泡漏点、熔点或焊缝泡边等。将焊缝之间的两头用焊枪焊死，再用一个带有压力表的气筒，夹住气针，将气针穿进焊缝之间的一个孔里面，检测的每段距离为2.5m，压力控制在2Mpa，时间在30s左右。打气时，如焊缝里面的气随气针外泄，这时只要把穿针部位塞上橡皮泥，打空气，用手指按在气针前，观察30秒以上，气体不会泄漏，这时就视为连接合格。

3.2.3、在土工布和HDPE土工膜铺设完成后，在上面铺设一层20CM厚的种植红土，边坡部分自坡趾线起覆盖30CM厚的压实红土，保护HDPE土工膜免遭损坏。现场搭接前须彻底清除搭接部分的异物。为保证HDPE土工膜的焊接质量，要将HDPE土工膜的焊缝清理干净。施焊时基底一定要平整坚硬，拼缝搭接面一定要平整，防止焊缝褶皱不平。在铺设HDPE土工膜上的保护层及填锚固端时，不可损伤HDPE土工膜。每完成一道工序后必须经现场监理工程师的验收认可，才能进行下一道工序施工。参考文献

[1]潘洪滔，HDPE土工膜在垃圾填埋场工程中的应用;[2]CJ234-2006-T垃圾填埋场用高密度聚乙烯土工膜;[3]GBT13761-1992土工布厚度测定方法；

[4]应建韩、李丽，HDPE土工膜在污水处理厂防渗工程中的应用

篇2：HDPE土工膜在水景观中的应用

陶瓷膜在水处理中的应用

本文介绍了陶瓷膜的过滤原理,在水处理中的应用,以及陶瓷膜的.发展前景及问题.

作 者：娄雅琢 作者单位：承德县环境保护局,067400刊 名：城市建设英文刊名：CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN年，卷(期)：“”(21)分类号：关键词：陶瓷膜 水处理

篇3：HDPE土工膜在水景观中的应用

通过工程实践发现采用场地原土夯筑而成的土池结构具有以下优点:可就地取材,且节省大量钢材和水泥;对地基变形适应能力强;可采用机械化施工,施工速度快。但这种土池结构型式自身防渗性能较差,而HDPE土工膜具有良好的防渗性能,正好能弥补这一缺陷。

内衬HDPE土工膜的土池结构型式承继了土池结构的优点,同时规避了渗漏的风险,适用于体形较简单的大型水池。

1 HDPE土工膜介绍

土工膜是一种以高分子聚合物为基本原料的防水阻隔型材料,主要分为:聚乙烯(PE)土工膜、聚氯乙烯(PVC)土工膜、高密度聚乙烯(HDPE)土工膜及各种复合土工膜等。

HDPE土工膜是以高(中)密度聚乙烯树脂为原料生产的密度大于0.94 g/cm3的土工膜。它含有约97.5%的聚乙烯、2.5%的碳黑以及微量的抗氧化剂和热稳定剂。

HDPE土工膜按表面粗糙度分为光面HDPE土工膜和糙面HDPE土工膜。其中糙面HDPE土工膜又分为单糙面HDPE土工膜和双糙面HDPE土工膜。根据不同的要求,选用不同的种类。

HDPE土工膜具有以下特性:

1)强度高:屈服抗拉强度可达15 MPa,断裂抗拉强度可达27 MPa。

2)延展性好:屈服延伸率达12%,断裂延伸率达700%,有较好的地表适从性和耐候性。

3)防渗能力好:渗透系数小于1×10-13 cm/s。

4)化学稳定性好:HDPE软化点约121℃,冷脆化点约-120℃,对无机酸、有机酸、无机盐、酒精类、醛类、胺类、酯类、油脂等都有较强的抵抗力,在污水环境下工作年限可达50年以上。

5)具有良好的抗紫外光老化性:HDPE土工膜配方中添加的炭黑具有抗紫外光的能力。

6)抗啮齿动物和微生物侵袭:各种试验证明,动物和微生物只侵袭那些含有增塑剂的聚合物,而HDPE土工膜因没有添加增塑剂,一般不会受这些生物侵袭。

2 HDPE土工膜防渗体设计要点

天津市蓟县污水处理厂(规模为3万t/d)、天津市塘沽区新河污水处理厂(规模为5万t/d)和淄博市桓台县污水处理厂(规模为2.5万t/d)等多个生活污水处理厂均采用了HDPE土工膜防渗体结构设计型式。现以天津市蓟县污水处理厂防渗工程为例,介绍HDPE土工膜防渗体结构设计要点。

2.1 设计方案

天津市蓟县污水处理厂出水标准为国家二级排放标准,污水处理方案采用“预处理+多极A/O生化处理+紫外线消毒”的工艺。

生化系统核心处理构筑物为综合生化池,这是一个平面尺寸为120 m×121 m的大池子,包括水解池、曝气池、平流式二沉池、稳定池等区格。水解池与曝气池之间由钢筋混凝土墙隔开;平流式二沉池顶端需安装带轨道的刮吸泥机,因此材质也须是钢筋混凝土;稳定池为一长方形池体,用于再次沉淀污水中的絮状物,使出水稳定达标,不需安装设备。因此,除平流式二沉池池体必须为钢筋混凝土结构外,其余区格的水池都可采用内衬HDPE土工膜的土池结构。

HDPE土工膜防渗体结构在水池边坡处自下而上由基层、HDPE土工膜、保护层、块石(或混凝土)护坡共4层组成,如图1所示。

HDPE土工膜防渗体结构在水池池底处一般自下而上由基层、HDPE土工膜两层组成。局部地区如池底周围宜设置混凝土走道板,宽度宜大于1.2 m,做法同边坡处。其作用是防止施工期间因人员行走和设备运输而对池底土工膜可能产生的破坏,同时可以防止边坡上滚落的一些尖锐物或电焊渣等损伤土工膜。

2.2 基层设计

基层应压实平整、无裂缝、无松土,表面无积水、无尖锐杂物,基层压实系数不得小于93%,材质宜为透水系数较小的黏性土。四周边坡基层应结构稳定,边坡允许值(高宽比)可按照《建筑地基基础设计规范》(GB 5007—2002)中的规定进行选取,一般不宜小于1∶1.5。边坡坡度陡于1∶2时,还应进行边坡稳定性验算。边坡顶部应向外侧倾斜,方便排水,坡度宜采用2%～3%。

2.3 HDPE土工膜的选择

HDPE土工膜的强度设计满足下式:

式中:Tf为单宽土工膜的极限抗拉强度,kN/m;T为单宽土工膜所受拉力,kN/m;Fs为安全系数,在设计中建议该值大于10。

由于一般水池深度在5 m左右,经计算发现所需土工膜厚度极薄。但是在选择不同厚度规格的土工膜时,还要考虑耐久性,因此建议选用1.2～1.5 mm的土工膜。

在实际使用中发现土工膜太薄容易出现穿刺损坏,土工膜太厚则弯折困难不能与基层紧贴。选用1.2～1.5 mm的HDPE土工膜,只要在施工期间注意保护,则既能保证膜的完整性,又方便安装。

在斜坡上铺设HDPE土工膜时,应特别注意HDPE土工膜与基层间的摩擦力大小。由于光面HDPE土工膜与其他材料间的摩擦系数较小,很容易沿界面产生滑动。因此在水池设计中,斜坡上的HDPE土工膜一般选用糙面HDPE土工膜,以增加其抗滑能力。池底部分采用光面HDPE土工膜即可。

2.4 保护层设计

HDPE土工膜铺设完毕后,其上还需要进行块石(或混凝土)护坡的施工,为避免小石块、树根等硬物刺穿土工膜,一般需要铺设非织造土工布作为保护层。用作保护层的非织造土工布,其规格一般不得小于600 g/m2。

2.5 护坡设计

为提高边坡的稳定性,应避免阳光直射土工膜,同时防止污水处理厂施工和运营期间对边坡土工膜造成破坏,需在外表面设计块石(或混凝土)护坡。

钢筋混凝土护坡因整体性较好常被选用。混凝土和钢筋应符合《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)和《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB 500069—2002)中的相关规定。混凝土护坡厚度不应小于100 mm,内配钢筋网片,保护层厚度不小于40 mm。护坡根部需设置护脚,防止护坡层沿土工膜向下滑动。护坡、护脚以及池底周圈布置的混凝土走道板连接成一体以提高护坡的整体性和稳定性。护脚可采用现浇钢筋混凝土结构,其宽度及埋置深度需计算确定,配筋满足构造要求。

2.6 锚固设计

土工膜的锚固方式主要有三种:锚固沟、压条固定、预埋件热焊。

锚固沟方式因其形式简单、施工方便,比较常用。锚固沟距离边坡边缘不宜小于800 mm,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×800 mm为宜。

2.7 连接部位设计

1)土工膜与管道的连接:连接部位的管道宜选用聚乙烯管。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。

2)土工膜与混凝土的连接:在混凝土中预埋锁扣条,其材质同为高密度聚乙烯。根据不同的锁扣条,采取热熔焊接或机械夹紧的方式连接。

3 HDPE土工膜的施工要点

3.1 施工前的准备工作

1)HDPE土工膜进场后首先必须按照《垃圾填埋场用高密度聚乙烯土工膜》(CJ/T 234—2006)的标准要求对外观进行严格的检查,具体内容见表1。

外观检查合格后,按规范要求的数量、尺寸进行见证取样,送有资质的建筑材料测试中心对土工膜的各项指标如密度、拉伸强度、延伸率、撕裂强度等进行检验。检验合格后方可用于施工。

2)再次对已完成的基层进行检验,确保基层表面平整光滑,无石块、树根、尖锐物等可能对土工膜产生破坏的杂物。土工膜弯折处不得存在直角刚性结构,均应做成弧形。

3.2 HDPE土工膜及保护层的铺设

土工膜铺设采取先边坡后池底的顺序。铺膜时不要拉得太紧,应留有一定的余幅,以备局部下沉拉伸之用。水平接缝不得在坡面上,且距坡脚不得小于1.5 m。相邻两幅的纵向接头不应在一条水平线上,应相互错开1 m以上。在土工膜运输过程中不要拖拉、硬拽,避免尖锐物刺伤。膜下应预先敷设一些临时导气管以排除膜下空气,使土工膜与基层紧贴。施工人员在进行施工作业时需穿着软底胶鞋或布鞋,同时注意天气、温度等对膜的影响。

具体施工步骤如下:

1)裁剪土工膜:应对铺设面进行实际丈量得到准确尺寸,再按所选HDPE土工膜的幅宽和长度及铺设方案进行裁剪,考虑搭接宽度以便焊接。池体转角扇形区应合理裁剪,使上下端都得到牢固的锚固。

2)细部增强处理:在土工膜铺设前,应先对阴阳角、变形缝等细部进行增强处理,必要时可增焊双层HDPE土工膜。

3)边坡铺设:展膜方向应基本平行于坡线,展膜应平整顺直,避免出现褶皱、波纹。土工膜在池顶位置要做好锚固,防止向下坠滑。

边坡上保护层为非织造土工布,其铺设速度应与铺膜速度一致,以避免人为破坏土工膜。土工布的铺设方式与土工膜相似,两幅土工布对正、搭齐,搭接宽度按设计要求,一般为75 mm左右,采用手提式缝纫机缝合连接。

4)池底铺设:将HDPE土工膜放在平整的基层上,平顺、松紧适度,与土面密贴,避免出现褶皱、波纹。两幅土工膜对正、搭齐,搭接宽度按设计要求,一般为100 mm左右,焊接部位要保持干净。

3.3 土工膜的接合焊接和测试

土工膜的接合焊接是防止渗漏的关键环节,常采用热熔焊接(双轨熔焊),要求焊接前两幅土工膜必须搭接100 mm以上,通过预先设置的压力齿轮使两幅土工膜焊接在一起。具体操作步骤如下:

1)试验性焊接。试验性焊接须在HDPE土工膜试样上进行,并且在与生产性焊接相同的膜表面和环境条件下进行;试验性焊接要求检验和调节焊接设备;焊接设备和焊接人员只有成功完成试验性焊接后,才能进行生产性焊接。

2)生产性焊接。首先应清除HDPE土工膜表面的油脂、水分、灰尘、垃圾等杂物。如果膜表面存在杂物,会使上下膜无法热合到一起,对施工质量有较大的影响。然后把焊机调整到试验性焊接时得到的最佳参数,在设计要求的搭接宽度条件下,自动焊接,焊缝做到“平整、牢固、美观”。保持焊接的温度、速度及夹持棍的压力,使焊接达到最佳效果。

焊接时应注意:尽量减少边脚和零星膜的焊接;当环境温度和不利的天气条件严重影响焊接时,应停止作业;如果在晚上焊接,应保证有充足的照明。

3)焊缝检测。焊缝的检测分为目测、气压检测(非破坏性)和破坏性检测,对每一条焊缝都要求进行目测和气压检测,且要求合格率为100%。

目测主要是对焊缝的外观质量、T型焊缝及十字型焊缝的处理、基层有无杂物等项进行仔细检查。焊缝表面应光滑平顺,厚度均匀,焊缝处不得有杂物及多余散碎焊料,不得使周围母材出现损伤。

气压检测是通过检查焊缝的气密性来判断其焊接质量好坏的非破坏性检测手段。在气腔内封闭一定压力的气体,通过检测针上附带压力表的变化来检查其气密性。

破坏性检测是按每1 000 m焊缝取一个1 000mm×350 mm样品做强度测试,要求合格率为100%。

对在目测、气压检测中所发现的缺陷应及时修补,不能立刻修补的要做特种标记,以防漏补。直径小于5 mm的孔洞或针眼,可用点焊。当孔洞大于5mm时,应用10 cm圆形或椭圆形的衬垫修补。

3.4 施工注意事项

3.4.1 边坡上土工膜的施工注意点

边坡上的HDPE土工膜在施工时可能会遭遇以下几种破坏模式:

1)从锚固沟中脱出向下滑动。这种破坏常发生在HDPE土工膜铺设阶段,可以通过增大土工膜与坡面之间的摩擦力来阻止其在坡面上滑移。另外增大HDPE土工膜与锚固沟沟壁的摩擦力及锚固沟的锚固作用也可阻止HDPE土工膜的滑动。

2)在连接处脱开。土质边坡不均匀沉降使斜坡上的HDPE土工膜与管道或混凝土间的连接产生较大的张力,导致HDPE土工膜在连接处脱开。因此需在土工膜铺装时预留一定的变形量。

3)受拉开裂。位于坡面上的土工膜水平接缝处受拉会产生开裂,为避免此情况要求土工膜在坡面上不得有水平接缝。

3.4.2 护坡施工注意点

块石(或混凝土)护坡按照国家现行的施工规范进行施工及验收即可。需要强调的是需注意在此期间对土工膜的保护,一旦土工膜被人为损坏,要找出损坏之处是比较困难的。因此在此期间要对施工人员进行技术交底并严格监控施工操作。

4 结语

HDPE土工膜具有强度高、延展性好、防渗能力强、化学稳定性好等优点,作为防渗层、隔离层、衬层等,逐渐应用于防渗、防污结构的各类工程中。通过对已建成使用的污水处理厂地下水质的监测,发现厂区地下水未受到污染,表明HDPE土工膜作为防渗结构层是科学合理、安全可靠的。

摘要：结合工程实例,介绍了HDPE土工膜的性能特征,以及其在污水处理厂防渗工程应用中的设计和施工要点。

关键词：HDPE土工膜,防渗,污水处理厂

参考文献

[1]CJJ113—2007生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范[S].

[2]CJ/T234—2006垃圾填埋场用高密度聚乙烯土工膜[S].

[3]GB5007—2002建筑地基基础设计规范[S].

[4]潘洪涛.HDPE土工膜在垃圾填埋场工程中的应用[J].建材技术与应用,2007(4):24-26.

[5]杨一清.高密度聚乙烯(HDPE)膜在垃圾填埋场基底防渗层的应用[J].环境卫生工程,2001,9(3):116-119.

[6]张耀钧.城市生活垃圾卫生填埋场HDPE土工膜防渗技术[J].中国建筑防水,2003(3):20-23.

[7]曾越祥,张耀钧.聚乙烯土工膜工程应用探讨[J].中国建筑防水,2004(7):20-23.

[8]刘瑞林,周利珍.HDPE土工膜在Tendaho灌区渠道防渗工程中的应用[J].江西水利科技,2008,34(1):20-23.

篇4：HDPE土工膜在水景观中的应用

【关键词】灌区；渠道防渗；土工膜

在我国的渠道防渗节水改造工程中，目前使用最为广泛的加固技术便是土工膜，该技术在与其他大量防渗修复技术进行对比之后，可以明显发现该技术所带来的效果以及经济效果远比其他防渗改造方式要高。因此，土工膜防渗节水加固修复方式能够充分的满足渠道节水、防渗、加固、修复等多个方面的要求，有着极为广泛的使用途径，应当大力推广。

1.灌区渠道节水防渗加固修复发展现状及趋势

我国绝大部分渠道其水资源综合利用系数非常低，据不完全统计我国渠系渠道水利资源利用系数在0.45～0.50的渠道约占全国所有渠道总长的80%左右，有的渠道由于长期使用缺乏相应完善的检修维护制度措施，出现水资源利用系数在0.3以下，甚至出现长期失修不能使用等恶性现象。据一些统计文献数据资料可知，我国绝大部分土渠其平均灌溉水利用系数仅为42.89%～45.31%，水资源浪费现象十分严重。若灌区田间水资源综合利用效率采用0.80，而输配水综合利用效率才只能达到52.35%。土工膜防渗材料不仅可以取得很好的防渗效果，同时其具有结构简单、施工方便、工程整体造价经济性高等优点，只要在设计方案正确、施工技术先进、施工质量可靠，其所取得的防渗加固经济效益十分可观，在灌区渠道防渗加固工程中具有非常大的推广使用意义。

2.北方某灌区渠道运营基本概况

北方某灌区属于水库引水重力自流明渠灌溉灌区，其规划设计控灌面积高达39000公顷（ha），由于实际运营过程中缺乏有效的管理措施，没有形成一个完善的供配水方案，加上水资源来水量的不断减少，而从多年实际运营资料数据发现，该灌区的实际平均年灌溉面积仅为18700公顷（ha），其渠系水利用系数只有0.479。由于渠道在日常运行过程中缺乏有效完善的检修维护制度体系，在几十年的散漫式运营管理中，造成渠道及相应水工建筑物遭受到严重破坏，其中干渠、分干渠、以及支渠的破坏率分别高达22.12%、31.87%、45.19%，闸门损毁率则高达81.2%，灌区中88%以上的机电设备存在丢失或失修等不利情况。相应灌区自动化观测和监控控制装置基础自动化水平相当低甚至没有。灌区渠道老损破坏引起实际灌溉面积逐年大幅度减少，同时还引起周围居民日常灌溉田块抢水、不服从供水管理乱开挖引水槽等不利现象出现，不仅影响到灌区渠道灌溉水资源综合调度管理水平，同时还破坏了渠道应有的灌溉性能水平，恶化了灌区渠道水资源运行环境和渠道沿线种植农作物的生长环境。因此，在结合灌区渠道的实际情况的基础上，采用有效的防渗节能修复方案，对提高灌区水资源利用系数，实现节水节能目的已成为整个灌区可持续运营发展研究的重要内容。

3.灌区渠道复合土工膜防渗节水加固修复方案

3.1节水加固修复方案比选

在实际渠道工程进行修复的过程中，其渠道自身的节水防渗修复方案中所主要涉及到的处理工作包括了渠道重建、原渠道基础上现浇翻新、直接在原衬砌板之上铺上有着良好效果的土工膜来达到了节水修复加固的目的。在对渠道进行修复的过程中，还应当与渠道自身的实际情况以及当地天气环境进行勘查，尤其是气候条件要特别加以重视，例如北方区域的地处严格的冰冻环境之下，在这种环境下进行渠道修复的过程中，还要与经济、技术等两个方面来进行比较，最终可以得到如下结果：采用渠道重建方案时，其综合造价远远高过其他两种修复加固方案，因此，重建方案的经济效益不高，并且从整个渠道的技术经济角度上来进行观察，也可以明显看出，渠道并没有必要采取重建这种成本较高的方式；另外，其渠道如果是地处北方寒冷区域，该地区常年处在较低的气候环境之下，导致渠道出现渗漏问题的主要原因便在于渠道受到冻胀影响而出现裂缝，因此，如果在这种情况下采用渠道基础翻新的方式来对渠道进行节水防渗加固的方式，并没有从本质上来解决由于冻胀等因素而导致的渗漏现象。所以，北方等寒冷地区的渠道在选择修复方案的过程中，应当根据渠道当前的实际问题，来选择具有较强防渗能力以及抗冻胀性能的土工膜来作为节水防渗加固的主要防渗材料。

3.2渠道复合土工膜防渗加固修复方案

依据大量灌区多年运行的实际情况，也就是其灌溉面积等数据进行统计之后，便能够统计出渠道在一定周期之内的过流能力，通过该数据才能够设计出完善的渠道防渗节水加固修复方案，以此来使得渠道能够较低成本的修复之后，极大的延长其使用寿命。

例如某案例工程在进行修复的过程中，其渠道修复土工膜选择的是具有较高密度的聚乙烯膜HDPE防渗土工膜，该型号防渗膜能够帮助渠道获得更好的应力开裂、抗老化、寒冷低温冻胀等方面的低温效应，并且该土工膜还有着较大的温度应用范围，其温度适应范围达到了-60℃-60℃，所以，将这类材料应用到渠道之中，能够极大的提升渠道自身的土工膜防渗性能；其渠道的进行修复的过程中，过渡层应当使用敷设的方式利用土工布来作为防渗膜的防护层，利用这一方式能够最大限度的避免土工膜在进行施工的过程中受到损害。支持层选用灌区渠道原有的混凝土衬砌板作为主要的受力体，其平均强度可以达到11kPa，能够支撑渠道中土工膜、水压力等，从而确保灌区渠道安全稳定、节能经济高效运营发展，这样不仅可以减少渠道在防渗节水加固修复工程中的综合投资成本，同时还可以有效提高渠道综合防渗性能水平，增加其运营社会经济效益。

4.防渗土工膜改性建议

（1）开发一种加糙土工膜，可以在其成型过程中，利用模具将土工膜表面压制出规则的纹理，制造凹凸面，使最凹处厚度满足工程要求的厚度，那么，突出的部分就相当于土工膜上同材质的“筋”。这样，不但增大了糙率，而且提高了膜料的抗拉、抗撕裂、抗顶破的能力。这种加糙土工膜可以单独使用，也可以制作为一布一膜的复合土工膜，其工程效果一定比光膜好。两布一膜的复合土工膜中膜材被土工布盖严，不需使用加糙膜材。

（2）将土工膜的防渗性能与聚苯乙烯泡沫板的防冻胀性能结合起来做成一种复合材料，此材料仍为高分子聚合物，共分为三层，上、下两层为平实的防渗层，中间为保温层，呈多孔隙泡沫状。此材料的价格低廉，可以用于寒冷地区渠道防渗防冻胀工程中。

（3）为了防止土工膜及复合土工膜老化过快，在产品的生产过程中，添加适量的抗氧剂，光稳定剂，据有关资料显示，可直接暴露于大气中保持10 年。在生产土工膜时，可以尝试添加适量的无机材料，如高度细化的粉煤灰，不但可以增加其抗老化性能，还可以为环保事业作出贡献。

5.结语

综上所述，在灌区渠道进行防渗节能修复加固方案进行设计的过程中，必须要充分的对该渠道历年来的实际运行情况进行翻阅，此外，还要对当地常年的天气气候规律进行调查，其地质因素也要考虑到修复加固方案之中，通过这种方式所设计出的渠道才能够保持极为良好的性能。土工膜这类修复材料尤其适合北方等地区的渠道防渗节水修复加固施工，能够使得工程能长久的保持自身性能，该修复材料有着极为深远的发展前景。

【参考文献】

[1]水利部建设与管理司·水利工程土工合成材料技术和应用[M].北京：科学普及出版社，2000.

[2]凌刚.广东省三大灌区供水成本水价初探[J].中山大学学报（自然科学版），2001（S2）.

篇5：HDPE土工膜在水景观中的应用

一、HDPE土工膜防渗材料

1. HDPE土工膜简介

高密度聚乙烯, 即HDPE土工膜, 近几年来广泛应用于填埋场的防渗层建设之中。这主要是由于HDPE土工膜是通过吹塑或平挤高分子聚乙烯, 将其制成具备高度耐久的防渗材料, 其防水、防渗性能极好。

2. HDPE土工膜的特征

(1) 强度较高

屈服抗拉强度可达18 MPa, 断裂抗拉强度可达35 MPa, 剥离强度31 k N/m, 剪切强度33 k N/m;延展性良好。有较好的地表适从性、耐候性, 其真正破坏时, 应变大约高达1000%。

(2) 防渗能力好

防渗系数小于1×10-13 cm/s, 可以确保渗滤液不因衬垫而泄漏、污染土地, 雨水不会透过封场的覆盖层, 增加渗滤液量, 填埋气体不会透过衬垫而泄出。

(3) 化学稳定性好

HDPE土工膜是所有土工膜材料中化学稳定性最好的材料, 城市生活垃圾卫生填埋场的渗滤液化学成分对HDPE衬垫不构成威胁, HDPE土工膜具有良好的防腐蚀性。

3. 防渗材料的选用

由于普通PE土工膜抵抗表面活性的能力极差, 不能用于污水池、垃圾填埋场等防渗漏工程, GB/T17643-1998《土工合成材料——聚乙烯土工膜》中规定, 环保用高 (中) 密度聚乙烯土工膜的耐环境应力开裂性 (ESCR) F20≥1 500 h, 用于垃圾填埋场防渗系统工程的土工膜除应符合国家现行标准CJ/T234-200《垃圾填埋场用高密度聚乙烯土工膜》的有关规定外, 还应符合下列要求:

其一, 确保HDPE土工膜的厚度大于或等于1.5 mm, 并与GM、GCL构成复合衬垫;其二, 确保HDPE土工膜的幅宽大于等于6.5 m, 以便减少其拼接缝, 提高防渗工程的防渗性能, 而且有助于提高土工膜施工工作的效率。

二、HDPE土工膜的应用技术与施工工艺分析

1. HDPE土工膜施工前的准备事项

众所周知, 当前世界各国都致力于保护地球环境, 确保经济增长与地球环境和谐发展, 而HDPE土工膜对于改善填埋场与周边环境关系具有重要作用。

在其施工前必须做好相应的准备事项, 首先, 必须提前检测土工膜的各项指标, 包括其拉伸强度、密度、延伸率、撕裂强度等, 并做好其外观的检测工作。其次, 将第一步检测后符合规范的土工膜根据其实际的尺寸、数量进行取样检测, 并将样品送至国家建筑材料测试中心开展检验工作。最后, 只有满足检验要求的土工膜才可以进入到施工场地的材料准备区, 然后进行填埋场基层处理、膜体接合焊接、试验焊接、缺陷修复、破坏性测试和回填保护等工序。

2. 基层处理

在进行土工膜铺设工序之前, 必须保证其表面光滑、无杂物, 因此必须提前彻底清除其表面残留的树根、废渣及岩石等;并严格保证填料的质量, 确保其中的各材料都具备良好的级配, 避免其中存在粘土块、垃圾、有机物等其他有害物质, 避免破坏HDPE土工膜。此外, 应当做好各焊接设备与各通行车辆的管理工作, 避免由于车辆行驶而导致其表面出现压痕或其他的破坏现象, 严格按照施工设计要求压实其表面, 确保其密实度符合施工规定。

3. 土工膜接合焊接和测试

土工膜的接合焊接是阻止渗漏的关键环节。通常情况下接缝应与斜坡平行, 沿斜坡并尽可能使水平接缝放在单元底部, 距坡脚不得小于1.5 m。土工膜的焊接有两种方式:一种是熔化焊接 (双轨熔焊) , 要求膜块焊前必须重叠10~15 cm, 并调整好膜块以减少褶皱, 通过预先设置的压力齿轮使两个弯起的膜块被焊接在一起;另一种为热压角焊接 (单焊缝焊接) , 要求膜块焊前至少重叠7.5 cm, 然后在两层土工膜弯曲的边缘插入熔化树脂焊条, 用热空气熔化材料使薄层表面均匀粘结。

4. HDPE土工膜的铺设

(1) 细部增强处理

在卷材铺设前, 对阴阳角、变形缝等细部应先进行增强处理, 必要时可增焊双层HDPE卷材。

(2) 裁剪卷材

应根据铺设面的形状进行实际丈量得到准确尺寸, 再按所选HDPE土工膜的幅度和长度以及铺设方案计算裁剪尺寸, 注意考虑搭接宽度, 以便卷材的焊接。

(3) 场地铺设

将HDPE土工膜放在已铺设并通过验收的土工布上, 并按规定留出膜之间的焊接缝, 卷材的焊接部位要保持干净, 使用半自动化温控热熔焊机焊接HDPE土工膜, 最后再在上面铺土工布。

(4) 斜坡铺设

因斜坡过高, 采取自下而上分段固定, 分段铺设卷材, 同时分段设置保护层。

5. HDPE土工膜收头处理

防渗层结构中的防水性能是否符合施工标准, HDPE土工膜的收头处理起着关键作用。只有做好土工膜周边的各收头工作, 加强其固定与密封工作质量控制, 才能保证其防渗性能。

其一, 在铺设HDPE土工膜时, 当铺设至其周边建筑物的拐角时, 应当将土工膜与周边建筑物连接妥善, 确保土工膜的裁剪符合周边环境的铺设要求, 确保其具备良好的防渗性能。其二, HDPE土工膜铺设至周边片石挡土墙与混凝土面层时, 应当使用膨胀螺栓与钢板压条铆固, 并使用混凝土浇筑于其之上。其三, 为了提高HDPE土工膜与各建筑结构连接的密实度, 必须彻底冲洗干净HDPE土工膜与建筑物的连接部位, 并及时使用水泥砂浆将其部分出现不平整的地方找平。其四, 为了避免土工膜与各建筑结构连接处的防渗性能降低, 必须使用2 mm厚的乳化沥青在其连接的部位、螺栓头、钢板条处涂刷, 可以有效地提高螺栓孔周边的防渗性能。

6. 防护层施工

在开展防护层的施工过程中, 为了避免由于人为因素而破坏防护层, 应当将防护层与铺膜施工工序的施工速度保持一致。在选择填埋场的防护层材料时, 应根据填埋场的实际厚度进行选择:若填埋场的厚度较大, 其实际压力也随之提高, 则应当选择土工织物作为防护层材料, 确保防护层的排水性能与保护土工膜性能较好。

此外, 为了避免由于啮齿类动物及植物根系生长破坏土工膜防渗层, 应当在土工布上面设置封盖防护层, 可以采用15 cm厚的石粉层与35 cm厚的碎石层作为封盖层场的底面, 并将内装有粘土的编织袋铺设于边坡之处。

7. HDPE土工膜施工注意事项

垃圾填埋场边壁的坡度应<1B1.5, 以便于土工膜的铺设。铺设土工膜时, 应从最低部位开始向高位延伸。湿度过大、气温过高或过低、风速过大 (>30 km/h) 或经过滞水区时, 均应暂停土工膜的施工并临时遮盖作业面。土工膜的铺设应尽量减少焊缝, 特别是交叉焊缝, 以减少渗漏隐患。在展膜过程中禁止强力拉扯土工膜, 不许压出死折。

三、结语

综上所述, 为了保证填埋场在使用过程中具备良好的效果, 在完成垃圾填埋工作的同时, 要保护好我们赖以生存的环境。HDPE土工膜属于新型的人工合成材料, 不仅具备良好的防渗性能, 而且其施工技术操作较为简便。在应用HDPE土工膜防渗材料时, 应当加强对其施工工艺的质量控制, 不断研究、改进HDPE土工膜, 使其更好地应用于填埋场之中, 促进填埋场与环境的和谐、发展。

参考文献

[1]刘瑞强, 熊振湖, 郭淼, 等.垃圾卫生填埋场防渗层的设计[J].环境卫生工程, 2002 (2) .

[2]张宁, 李亚峰, 蒋白懿.高密度聚乙烯膜在城市生活垃圾填埋场中的应用[J].当代化工, 2002 (2) .

[3]王晓东.HDPE防渗层的碎石施工及检测方法[J].环境卫生工程, 2006 (4) .

篇6：HDPE土工膜在水景观中的应用

【关键词】复合土工膜；渠道；防渗；节水

1、前言

水资源污染和能用水紧缺已成为世界性问题之一，在我国也同样面临着水资源短缺问题，因此在目前社会发展中，节约用水已成为关乎国计民生的重大事件，与此同时节水、节能的农业灌溉技术也成为工作人员研究和关注的热点话题之一。我国存在着人多、地少、水资源短缺的现状，同时更是面临着众多自然灾害的影响与威胁。经过多方统计数据总结得出，当前，我国人均水资源总量仅仅为2300m3，仅占世界人均水平的1/4，被列为世界主要贫水国家之一。然而我国又是一个农业大国，农业发展与生产离不开水资源，干旱缺水现象已成为目前影响我国农业发展的关键。近年来，国家政府与相关人员对于节水概念相当重视，发展节水农业也成为新世纪农业发展的新方向。渠道防渗工程技术作为节水农业的重要组成部分，其在工作中节水灌溉的应用有着重要作用与意义。

2、节水渠道概述

节水渠道是我国目前农业生产的核心，也是主要的农业基础设施建设项目之一。目前我国社会发展中，已建成节水防渗渠道为55万km，仅仅占据农业灌溉渠道综述的1/5，其中有80%以上的渠道仍然是以传统的渠道为主，未曾在上面设置任何防渗和节水措施。经过多年数据的统计与总结，我国目前每年农业灌溉渠道中所造成的水量损失高达1734.62亿m3，占据我国总用水量的45%左右，不但造成严重的水资源浪费，同时也给农业生产和人们生活带来了极大的影响。渠道防渗工程技术作为一项新兴的技术方式和措施，在工作中是通过杜绝和减少渠道深入渠床而造成大量的水资源浪费与流失的新技术，在工作中力求以最低的经费投入来保证最佳的经济效益和工作流程。渠道防渗节水工程改造主要目的在于长期保持将水量尽可能的全部输送到所需要灌输的田间，进而达到高收入、低投入的目的。当前常见的节水防渗渠道主要有土料防渗、水泥土防渗、砌石防渗和膜料防渗等。

3、灌区渠道节水防渗改造工程现状

由于我国在地形和气候因素的影响，使得我国在目前的渠道建设中还存在着诸多的问题与不足，大部分地区的水资源综合应用还存在着不足和差额较大的隐患。这种社会现状的存在造成了严重的水资源浪费和隐患，同时也制约着我国农业生产和发展。在我国在当前的渠道建设中，大部分地区的水资源综合利用非常低，造成我国渠道水资源的短缺，因此在其施工的利用的过程中对渠道工程施工利用的不够，有的渠道由于长期使用缺乏相应完善的检修维护制度措施，出现了其在水资源利用中的各种渗透问题严重，甚至是出现长期不维修和不处理的现象，因此在这些水渠应用中其各种问题不断的涌现而出。我国绝大部分土渠其平均灌溉水利用系数仅为42.89%～45.31%，这个数据体现出了当前我国水资源的利用情况和利用分析现象，在当前的水资源利用过程中是主要的分析和利用措施以及现象因素。土工膜防渗材料不仅可以取得很好的防渗效果，更是在当前施工的过程中施工结构简单，方便，其工程造价的整体性高，经济性能活跃的优势，能够保证解决水渠渗透问题的良好及时解决方法和方式。

4、节水防渗方案的选择与标胶

在工程实践中，灌区渠道防渗节水加固修复方案通常包括将破损渠道拆除重建、在原渠道混凝土衬砌板上采取现浇混凝土套衬的节水防渗加固方案、以及直接在原衬砌板上明铺防渗性能非常良好的复合土工膜进行防渗节水节能加固修复。在结合该灌区渠道现在的破坏情况、地质条件、以及寒冷冰冻等气象条件，从技术经济角度来对上述三种方案进行定性比较后，认为：采取拆除重建方案其工程量和综合造价较其他两种方案高，经济效益比另外两种方案要低，考虑到灌区中有些水工建筑物和绝大部分渠道现存主要是渗漏较为严重的问题，因此从技术经济性比较来看，认为没有必要采取高代价的拆除重建方案；另外该灌区位于北方寒冷冰冻地区，渠道发生主要渗漏问题是由于渠道外部寒冷冻胀等气象条件所致，因此，如果采用现浇混凝土套衬的节水防渗加固方案，其没有根据解决渠道现存的冻胀引起的渗漏问题，结合工程实际情况，决定选用防渗、抗冻胀性能等均较为优越的复合土工膜作为该灌区渠道节水防渗加固修复的主要防渗材料。

5、土工复合膜的应用

20世纪以来，随着高分子化学工业的不断发展，相继出现了多种不同类型的土工合成材料。复合土工膜料便是其中的一种，它是以土工膜与土工织物热粘后形成的一种土工合成材料。土工膜一般是由聚乙烯（PE）或聚氯乙烯（PVC）为原材料，采用吹塑法、挤塑法、辊轧制成的，由于聚合物分子之间的空间非常小，一定压力下穿透膜料的水分子较以往任何一种渠道防渗材料都要少，它还具有适应变形能力强、质量轻、运输量小，施工简便、工期短，耐腐蚀性强等优点，因而近年来被广泛应用于水库大坝及渠道防渗工程中。

但是土工膜表面光滑，与接触面的摩擦系数较小，造成施工不便，且易刺破损坏。因此，为提高土工膜的性能，将针刺无纺织物用热粘或胶粘的方法单面或双面复合其上，制成复合土工膜，有一布一膜与两布一膜之分。复合土工膜将单膜的拉伸强度、抗刺破、抗顶破强度提高了2～3倍，具有竖向防渗、水平导水的功能，带布的一面还能增大与渠基土或过渡层、保护层之间的摩擦系数，对保护渠体稳定，以及抗冻胀均起到一定的作用。

6、防渗土工膜改性建议

针对以上问题，可以试图从以下几个方面入手进行解决：开发一种加糙土工膜，可以在其成型过程中，利用模具将土工膜表面压制出规则的纹理，制造凹凸面，使最凹处厚度满足工程要求的厚度，那么，突出的部分就相当于土工膜上同材质的“筋”。这样，不但增大了糙率，而且提高了膜料的抗拉、抗撕裂、抗顶破的能力。这种加糙土工膜可以单独使用，也可以制作为一布一膜的复合土工膜，其工程效果一定比光膜好。两布一膜的复合土工膜中膜材被土工布盖严，不需使用加糙膜材。

7、结束语

篇7：土工膜在防渗工程中的应用

1 工程概况分析

本工程所在区域地质较为复杂, 既有单一的沙性土壤结构, 也存在粘性土与砂性土共生的双层结构。这样的地质条件决定堤身土质较为复杂, 且渗透问题多集中在地基上。众所周知, 粉砂层土壤抗渗透变形能力较弱, 为了防止渗透带来水资源的浪费和出现安全隐患, 必须通过防渗工程稳固堤身。在该工程中, 设计使用复合土工膜铺设于迎水面, 上层铺设8厘米厚石子, 表层为砼板。

2 复合土工膜在防渗工程中的具体应用

2.1 土工膜的科学选择

对于防渗工程中使用的土工膜, 应该以科学的方式进行选择。一方面是要考虑到土工膜的耐久性、隔水性与适应变形能力, 这是土工膜的优点。正是如此土工膜才成为优质的防渗材料。但是土工膜的使用年限却有所限制, 在阳光、氧气等作用下寿命会大大折损。考虑到土工膜作为防渗材料时深埋地下, 因而受到阳光紫外线以及氧气作用较小, 其寿命得以延长, 因而作为防渗材料可以满足需求。另一方面, 在选用土工膜时, 还应该考虑到工程规模、地质条件、水文条件以及工程造价等, 然后根据《土工合成材料应用技术规范》的规定, 选择合适的土工膜材料。综合以上两点, 本工程中使用的土工膜材料最终确定为PE复合土工膜, 其规格为576g/m2, 土工膜幅宽4m, 厚度为0.3m m。

2.2 施工机具的对应选择

复合土工膜的施工工艺流程较为繁复, 不论是土工膜铺设、土工膜拼接以及后来的检测等环节等, 都需要大量的专业设备。同时专业设备的选择也是保证防渗工程质量, 提高施工效率的重要措施。一般来说, 施工机具的选择应该结合工程实际情况, 选择合理、高效的设备。在本工程中使用的施工机具包括土工膜焊接机 (TH-1双驱动) 、压出式焊枪、热风式焊枪、手提式封包机、吹风机、充气以及针孔检测等众多设备。

2.3 土工膜在防渗工程中的施工工艺分析

1) 前期施工准备。施工前所要准备的工作包括对土工膜材料的质量检测、对土工膜的剪裁以及对基坡的清整。在质量检测环节, 应该检查采购土工膜的出厂合格证书、性能以及使用说明。为了确保土工膜能够达到施工的质量标准, 需要工作人员根据相关技术标准, 采取随机抽样的形式检测各项技术指标。只有检测结果符合国家相关规定标准, 才能允许使用。对土工膜进行剪裁的目的是便于施工, 为后来的拼接环节做好前期准备。因此, 土工膜的剪裁应该按照适宜施工的长度进行, 随后再卷到钢管之上, 并搬运至施工处准备施工。在施工前还应该对将要施工的地点进行清整, 扫除草皮、树根等杂物, 并按照设计要求削坡。此时应当注意, 为了不将土工膜损伤, 需要清楚所以的硬物。2) 土工膜的科学铺设。在防渗工程中, 土工膜的铺设具有一定的技巧, 其铺设工艺决定了防渗工程的质量。所以说, 土工膜的科学铺设必须讲究铺设方法。在该防渗工程中, 铺设方法可以细分为渠底铺设、坡面铺设以及沿渠道轴线方向水平铺设。当坡面铺设完成之后, 就可以甚者坡面轴线的方向进行水平铺设。防水施工工序较为复杂, 对于铺设要求也较为严格。一般来说, 在进行复合土工膜铺设时, 应该选择较为温暖且干燥的天气, 这样可以保障复合土工膜拼接的连续性。在铺设时, 如果采用波浪形松弛方式的话, 那么它的富余度可高达1.5%。复合式土工膜在铺设时需要及时拉开、拉平, 确保与坡面完全吻合, 无凸起褶皱。除此以外, 为了避免人为施工对土工膜造成难以避免的伤害, 施工时必须避免用任何尖锐的物体移动土工膜。除此以外, 施工人员还必须在着装上有所注意, 应该穿戴软胶鞋或者布鞋, 切忌穿钉鞋。如果在施工过程中发现土工膜有损坏的地方, 需要及时进行修补。3) 土工膜的妥善拼接。一般来说, 复合土工膜的拼接作业分为两个部分, 即土工布缝接以及土工膜焊接。尤其是土工膜焊接, 在保障复合土工膜防渗性能上具有重要作用。所以, 施工人员必须采取措施, 从多方面来保障土工膜焊接的质量。为此, 土工膜生产厂商需要委派专门的技术人员在施工前对土工膜焊接进行相关培训, 并在随后的焊接作业中随时给予工人以指导。鉴于防渗工程中对于土工膜的高标准和高要求, 焊接时所使用的设备也必须符合工程的实际情况, 以便满足当前形势下的工艺要求。本工程中, 所使用的土工膜为两布一膜, 因而使用热熔焊法的拼接工艺。对于土工膜互相衔接的地方, 使用的焊接设备为前文提到的TH-1双驱动自行式土工膜焊接机, 预留的焊缝搭接长度为10厘米, 而焊缝则为两条, 每条宽度为10毫米。在每两条焊缝之间, 预留10毫米的空腔, 以便检查焊缝的质量。通过手提式封包机采用涤纶线丁字形的方式进行布与布之间的焊接。

为了保证土工膜面的干净、整洁, 在焊接之前可以通过电吹风除去粘在其上的泥土、沙子等杂物, 如果是雨天的焊接需要在室内进行。要想焊接的质量得以保障, 就要保证焊机在作业时保持平整, 因此可以在焊机下面垫上一层长木板。一般来说, 焊接的温度需要保持在220摄氏度到300摄氏度之间, 因此为了确保焊接的高质量, 需要根据气温进行试焊。毕竟复合土工膜的焊接是一项复杂的工程, 因此在焊接时要注意, 避免出现熔焊、漏焊等现象, 为了避免这样的状况, 就需要在每道焊缝完成之后, 仔细检查其焊接质量。

3 结语

实践证明, 复合土工膜在防渗工程效果显著, 发挥的作用不言而喻。再加上我国水利建设方兴未艾, 相信在今后复合土工膜在防渗工程中的使用范围和层面将会越来越大。需要注意的是, 在今后的防渗工作中, 水利工作者必须潜心研究, 结合工程的实际情况确定合理的施工工艺, 保证防渗工程的质量。

参考文献

[1]王艳.复合土工膜在防渗工程中的应用[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2012.

[2]康建荣, 张彬, 王德霞.复合土工膜在渠道防渗工程中的应用[J].河北水利, 2013.

[3]全铎.土工膜在渠道防渗节水改造工程中的应用[J].黑龙江科技信息, 2014.

篇8：HDPE土工膜在水景观中的应用

【关键词】土工膜；特性；防渗设计

【Abstract】Currently our region more small reservoir of new construction， embankment dam seepage geomembrane material as compared to other building materials impermeable， with construction convenient， low cost， short construction period， the impact is not the rainy season and winter， saving project amount， etc. This paper mainly finishing existing projects available， setting out the required engineering design parameters， elaborated engineering properties of geomembrane， impermeable geomembrane design and some of the design should pay attention to some problems.

【Key words】Geomembrane； properties； seepage design

1. 前言

（1）目前，本区中小型土石坝六七十年代多采用当地材料新建均质土石坝、施工质量差，密实度不足、坝体现状单薄，且未设置防渗体，坝基未彻底清理，由于不均匀沉降局部出现剪切缝和缺乏管理维护等原因，现状多出现出逸比降大，出逸点位置高，坝后积水严重，危及坝体安全，需要采取必要的防渗措施，对坝体坝基进行防渗处理。

（2）为节约投资，现在水库防渗多采用混凝土防渗、沥青混凝土防渗，钢筋混凝土防渗、土工膜防渗、坝前斜墙防渗和其他人工材料防渗等。土工膜及人工复合材料防渗可节省工程量，施工方便、造价低、工期短、不受降雨和冬季影响，是一种很好的防渗材料，目前土工膜防渗已应用到坝高90余米高度。

2. 土工膜的特性

（1）土工膜是土工合成材料的一种，包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚化聚乙烯等。土工膜具有很好的物理、化学和水力学特性，其渗透系数一般在10-12～10-18cm/s，高密度聚乙烯薄板的渗透系数可以小于10-13 cm/s，在土工膜的单侧或两侧热合织物的复合材料称为复合土工膜。复合土工膜既可防止膜在受力时被石块棱角刺穿，也可替代砂砾石等材料起反滤和排水作用。复合土工膜适应坝体变形能力较强，作为坝体防渗材料，它可设于坝体上游面，也可设在坝体中央充当坝的防渗体。

（2）在连续均匀的地基上，土工膜均匀受压时，其厚度可等于或小于土壤平均粒径的1/5；在中砂垫层上铺设0.1～0.2mm厚的土工膜，在200～300m水头作用下，可长期运用。

（3）土工膜就其分子结构和制造工艺来说，应该说是不透水和不透气的，但是试验研究和工程实践证明，由于制造工艺上的种种原因，常用的土工膜不是绝对不透水的，或者只能说是相对不透水的。如果沿用达西渗透定律的概念，在水利工程中认为渗透系数K<10-10cm/s的粘土为不透水，则可以称为不透水的土工膜的渗透系数应为K<10-14cm/s，这是因为土工膜防渗体的厚度比粘土防渗体的厚度薄很多，在相同水头差作用下其水力梯度比后者大很多。

（4）在于界面土体（或混凝土等其他材料）共同工作时，由于接触面的不平整，土体颗粒粗糙以及土体局部变形较大等方面的原因，在高水头作用下土工膜有可能被顶破、撕裂，从而失去或减弱其防渗性能，因而有必要进行相应的防渗漏试验。

（5）根据有关对铺在不同及配的砂卵石支持层上的聚乙烯薄膜试验击穿水头，其成果列于表1，可以看出：颗粒级配愈好，耐水压性能愈强；颗粒愈细，耐水压力也愈强；厚度为0.25mm的聚乙烯土工膜在级配较好的砂卵石层上可承受200m水头。

（6）一般情况下压力愈大、土粒愈粗，土工膜也愈容易被顶破。试验表明，同样的PE膜分别与细砂、中砂和粗砂相接触，其结果是：顶破的水压力分别为0.5MPa、0.4MPa和0.3MPa。当与粗砂接触，采用两层PE膜时其顶破水压力增加到0.6MPa。由此看出，土工膜不宜与较粗的土粒相接触，必要时应当用复合土工膜，以土工织物保护土工膜不被损害。

（7）当在斜坡上铺设土工膜时，土工膜与其他材料（包括土类）之间的摩擦特性，是设计上一个很重要的控制指标。土工膜表面较为光滑，它与其他材料之间的摩擦角较土的摩擦角小，很容易沿斜面滑动，土工膜、土工织物、编织袋与其他建筑材料摩擦特性见表2。

3.土工膜的防渗设计

3.1 土工膜防渗层结构包括：上游面防护层、上垫层、防渗土工膜、下垫层和支持层。有时也将下垫层和支持层和合在一起，统称为支承层，防护层和上垫层又统称为保护层。如图1 所示。

3.2 支承层是保证防渗土工膜安全、稳定的重要组成结构，在设计时应尽量颗粒较细的材料构成下垫层，以确保防渗土工膜不会遭到穿刺或顶破破坏，形成渗漏通道。同时要求支持层与下垫层间必须满足渗透稳定的层间关系，以确保在防渗土工膜破坏时垫层的渗透稳定性。

3.3 防渗土工膜层是隔水防渗的主体结构。

3.3.1 保护层起到保护防渗土工膜的作用，由上游防护层（即护坡）和上垫层共同组成，作为土石坝的上游护坡，防止日晒雨淋、坝坡径流、水库风浪和人为活动对防渗土工膜的破坏。为保证其稳定性，设计时应强调保护层的透水性，已达到在库水位下降时（包括风浪作用时水位的下降），保护层内的水位达到同步下降，消除反向的渗透压力对保护层稳定性所带来的不利影响。近年来我一些除险加固工程普遍采用混凝土防浪护坡，因对其透水性要求认识不足，甚至将护坡板间缝用止水材料封堵，不允许其排水，易造成护坡失稳破坏。同时设排水孔的面板更能防止风浪掏涮引起的坝坡失稳。

3.3.2 低水头水库土工膜厚度一般取0.5mm，土工织物200g/m2。也可按照经验公式计算：

3.4 土工膜作为防渗斜墙时稳定分析采用下式计算：

3.4.1 土工膜防渗土石坝抗滑稳定分析除考虑坝体稳定外还要考虑土工膜与上面保护层，土工膜与下面垫层的平面抗滑稳定性，水库水位降落时，滞留在膜下的水会反压土工膜，使土工膜发生隆起而滑动，因此，土工膜与下游粘土接触面必须设置排水，土工膜上游面也不能用粘土作为保护层。

3.4.2 土工膜作为坝前防渗斜墙时，可采用直接铺设和强力胶粘连，前者适用于坝坡平缓的土石坝，采用推土机整平坝上游面，人工铺设复合土工膜和垫层，最后浇注混凝土护坡，应注意预留复合土工膜光膜边（10～15cm）浇筑在混凝土阻滑墙内。当保护层透水性良好时，其稳定安全系数可按下式计算；

3.4.3 渗流计算时，复合土工膜由于厚度薄，有限元分析时应按当量渗透系数处理，如薄膜实际厚度0.2mm，即取薄膜厚2m，当量渗透系数1×10-6cm/s，有限单元法分析结果表明，水头为10m的均质粉土坝，防渗塑膜可消杀水头30%，出逸比降减小1/4，渗流量可缩减1/2，因此铺设防渗土工膜后，改善了渗流情况，提高了蓄水能力。