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浅析HDPE防渗膜在填埋场的施工应用

浅析HDPE防渗膜在填埋场的施工应用

作者:赵培宽

发表于《山西建筑》2008年20期

[摘要]HDPE防渗膜防渗处理在我国的填埋场建设中是主要防渗措施,目前得到了广泛的应用。这一道工序是整个防渗系统中一道最关键的工序,整个安卓版千赢国际的成败取决于人工防渗的施工质量,也就是说,一旦人工防渗膜发生渗漏,造成地下水污染,后果将无法弥补。因此,在施工中必须对每一个过程,每一个环节严密组织、精心施工。
  关键词:HDPE防渗膜铺设焊接
  1、概述
  近年来,吕梁市的城市建设和工业发展较快,人民生活水平不断提高,城市垃圾产量快速增加,而城市生活垃圾处置设施的建设相对滞后,没有一处正规的城市垃圾处理设施,垃圾的消纳和污染问题相当突出,随着城市的快速发展,城市规模的不断扩大,城市生活垃圾与日俱增,城市生活垃圾严重污染问题已经成为制约地方经济发展、影响人民生活的重要因素之一。
  为了建设一个清洁、文明、秀美的吕梁市,改善投资环境,促进经济建设,保证人民身体健康,兴建吕梁市城市生活垃圾处理场,彻底解决吕梁市的生活垃圾处理问题,是吕梁市目前城市发展建设中相当重要和必要的一件大事。吕梁市城市生活垃圾处理场在2005年9月30日开工,建设内容有:管理区、填埋区和渗沥液处理区三个功能区构成。其中填埋区主要包括:防渗系统、渗沥液导排系统、填埋气收集导排与处理系统、环境检测系统、截排水系统、垃圾坝及填埋机械等。
  防渗系统包括场底防渗结构和边坡防渗结构。场底人工防渗结构的做法是在平整压实后的库底土质基础上,先铺一层1.5mmHDPE土工膜,土工膜上再铺一层4000g/m2膨润土防水垫,这种一膜一垫的铺装构造组成场底防渗结构,可实现多种情况的防渗要求,经济而有效。
  边坡防渗结构的做法是对填埋区东西两侧的边坡清整完毕后,即可进行防渗系统的铺设,先铺设一层1.5mm厚HDPE土工膜,土工膜之上铺设一层4000g/m2膨润土防水垫,做为土工膜保护层,同时也起垃圾填埋以后侧向坡体的排水作用,这种一膜一垫的结构组成边坡复合衬垫防渗结构系统。
  本填埋场为山谷型,土质为湿限性黄土,其边坡坡度为1:0.3-1:0.5,在国内的填埋场建设中,由于土质和坡度的特殊性,在施工中难度很大,是具有特征性较大的一例。故此HDPE防渗膜这一道工序是整个防渗系统中一道最关键的工序,整个安卓版千赢国际的成败取决于人工防渗的施工质量,也就是说,一旦人工防渗膜发生渗漏,造成地下水污染,后果将无法弥补。因此,在施工中必须对每一个过程,每一个环节严密组织、精心施工。
  2、铺设安装前的施工准备工作
  1)、铺设、安装HDPE膜前,邀请业主、设计方、现场监理与相关单位,进行施工前的预备会议,会议最终确定防渗施工的各项施工细节以及解决工地现场出现的各种新的情况。
  2)、做好施工前的电源线路检修、畅通;施工机具的检修就位;劳动力安排就绪等一切准备工作。
  3)、在膜下安卓版千赢国际验收合格后,HDPE膜才能进行铺设。
  4)、必须按照已批准的文件和征得项目监理对我方的施工建议方案书面同意后,方可施工。施工中应做好记录,交业主归档备查。
  5)、施工设备、机具、HDPE土工膜材料其施工前应进行检查。HDPE土工膜材料合格证应保存备查,并打开包装检查HDPE土工膜外观质量,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。受损且修补困难的HDPE土工膜应剪除,HDPE土工膜材质在施工前须经监理安卓版千赢国际师认可。
  3、HDPE土工膜的铺设
  1)、HDPE土工膜施工工艺流程:见附图
  2)、裁膜及装运:
  先派测量人员准确丈量实际地形,把量好的尺寸详细记录在册,并根据量得的尺寸进行平面规划,再依平面规划图进行裁膜,编定好每片膜的序号(GX……GN),按顺序运至施工现场相对应的位置。
  3)、设备要求
  任何焊接设备在每班和每日工作之前,在连续使用期间最大使用间歇时间5小时的情况下,须对设备进行清洁、重新设置和测试,以保证焊缝质量。
  4)、特殊部位铺设
  在填埋区边坡坡脚、拐弯和调节池的边坡坡脚、边坡交汇处铺设时要求土基在拐弯时圆滑顺坡,不得出现负坡。铺设时尽量放松,不能使膜出现悬空状态。
  5)、HDPE特殊部位的处理:
  (1)在边坡交汇处,HDPE膜的铺设、焊接属特殊情况,对此应因地制宜采取相应处理措施,才能使膜片更加紧密地与基底贴切在一起。这种情况的施工要点为:在拐弯等不规则范围内的膜片应裁成上宽下小的“倒梯形”,其宽窄比例操作人员根据现场的实际情况和边坡的具体尺寸精确计算。若该比例掌握不准,则会导致坡上的膜面“起鼓”或“悬空”。
  (2)在填埋区整个边坡与场底衔接部位的坡脚处,同样需经特殊处理。这种情况的施工要点为:把边坡的HDPE膜顺着坡面铺设在距坡脚1.5米以外再与场底的HDPE膜进行焊接处理。
  (3)在填埋区渗滤液收集管穿坝处,管与膜的衔接焊接应采用“管穿膜”特殊工艺进行施工。
  其施工要点为:先用HDPE膜制作一个成喇叭状的管套,小半径与穿膜管口径一致,大半径在0.8米左右(其具体尺寸安装时再定)并分成6—8小片,然后把管套按由大到小的先后顺序套进穿坝管,根据现场实际情况调整好管套的位置并用热风枪进行临时稳固,此时应注意不能让管套有悬空的部位,最后分别把套管的大、小套口焊接在防渗层HDPE膜面和渗滤液收集管上,且在HDPE收集管另加不锈钢箍。
  (4)在整个施工过程中经取样后的修补部位及无法采用正常焊接施工的地方,需根据现场的实际情况制定因地制宜的施工细节,采用特殊工艺进行施工。如“T型”、“双T型”等焊缝的二次焊接属特殊部位焊接。
  6)、HDPE膜的铺设安装要求
  (1)铺设HDPE膜前,应会同有关部门对铺设基底进行全面检查,铺设基底应坚实、平整,垂直深度25mm内不得有树根、瓦砾、石子、混凝土颗粒、钢筋头、玻璃屑等有可能操作HDPE膜的杂物;
  (2)铺设于回填土上时,其回填土的压实度不应小于95%;
  (3)铺设基底应无渗水、淤泥、积水、有机物残渣和有可能造成环境污染的有害物质,基底拐弯处应圆滑,一般情况下,其圆弧半径不应小于500毫米。
  (4)铺设HDPE土工膜前应有土建安卓版千赢国际或土工布铺设安卓版千赢国际相应的合格验收证明文件。
  (5)HDPE土工膜室外铺设和焊接施工宜在气温5℃以上,风力4级以下并无雨、无雪天气进行;
  (6)HDPE土工膜裁切之前,应该先丈量其相关尺寸,然后按实际裁切,并逐片编号(GX……GN)并作记录;
  (7)膜与膜之间接缝的搭接宽度不小于100毫米,通常应使接缝排列方向平行于最大坡度线,即沿坡度方向排列;
  (8)通常在拐弯及畸形地段,应使接缝长度尽量减短。除特殊要求外,在坡度大于1:6的斜坡上距坡顶或应力集中区域1.5米范围内,不应有水平夹角小于45°的接缝;
  (9)HDPE土工膜在铺设中,应避免产生人为的褶皱。铺设HDPE土工膜时,应根据当地气温变化幅度和HDPE土工膜的性能要求,预留出温度变化引起的伸缩变形量;另外根据现场地形和土工膜铺设的情况应预留土工膜伸缩量;
  (10)HDPE土工膜铺设完后,应尽量减少在膜面上行走、搬运工具等,凡能对HDPE土工膜造成危害的物件,均不应放在土工膜上或携带在土工膜上行走,以免对HDPE膜造成意外损伤;
  (11)HDPE膜施工现场的所有人员都不能抽烟,不得穿带鞋钉的鞋或高跟硬底鞋到膜面上行走,不能从事有可能破坏防渗膜的一切活动;
  (12)HDOE土工膜铺设完毕、未覆盖保护层前,应在膜的边角每隔2—5m放一个30—40kg的砂袋,防止土工膜被风刮起;
  (13)HDPE土工膜应自然松弛,与支持层贴实,不应拆褶、悬空;
  (14)HDPE土工膜锚固须根据设计进行施工;安卓版千赢国际中地形较复杂的地方,施工单位提出采用其它的锚固方式,应争得设计单位和监理单位的同意后方可进行;
  (15)铺膜过程中应随时检查膜的外观有无破损、水纹、麻点、孔眼和折痕等缺陷,发现不合格产品应及时进行更换。
  7)、铺土工膜程序:
  (1)在一般边坡和场底,铺设组人员先检查铺设区域内的每片膜的编号与平面布置图的编号是否一致,确认无误后,按规定就位膜的位置立即用砂袋进行临时锚固,然后检查膜片的搭接宽度是否符合10cm~12cm的要求,需要调整时及时调整,为下道工序作好充分准备。
  (2)在垃圾场边坡铺土工膜时,先把土工膜从A点平行于最大坡度线进行铺设,并把此时的土工膜编上号G1。
  (3)顺次铺设边坡土工膜,编号分别为G2……GX。
  (4)相邻两片土工膜搭接10cm~12cm(根据所用焊接机不同,搭接宽度也就不一样,如:瑞士产的LEISTER热楔焊接机搭接为10cm,美国产的WEDGE热楔焊接机搭接为12cm,德国产的GEOWLDPLUS热楔焊接机搭接为12cm。)
  (5)土工膜放入锚固沟内后,用砂袋压牢(临时),在土工膜焊接完毕,调整合适了,再用夯实黏土把土工膜永久锚固上,在锚固时要离开两处的边部2m,以便下一次容易焊接。夯实黏土锚固与土工膜焊接要交叉进行,不得相互窝工,刚铺完的土工膜不要立即锚固上,调整好了再进行。
  (6)边坡土工膜在铺完之后,要迅速的铺底部的土工膜。
  (7)底部土工膜要尽快与坡上土工膜连接上,防止下雨时,雨水倒灌进土工膜成品的下面。
  (8)在底部铺土工膜是在边坡土工膜铺焊完成后,铺底部的土工膜。
  (9)土工膜按裁好的尺寸,一块一块铺,做好记录。两片土工膜之间搭接10~12cm。]
  (10)土工膜在铺设设计要边铺边焊,当天铺设当天焊完。
  4、HDPE土工膜的焊接
  1)、焊接准备:
  (1)启动发电机,接好电源线。
  (2)热楔焊接机插上电源,设定焊机的温度为420~450℃。
  (3)挤压焊接机插上电源,设定焊机的温度为420~450℃。
  (4)待温度达到设定温度时,等3分钟后方可进行试焊。
  (5)对热楔焊接机,取一0.9×0.3m的样条,在调整好压力、温度、速度的情况下进行试焊。
  (6)对焊样进行剥离和剪切试验,当母材被撕拉破坏而焊缝没被撕开时认为试焊合格。
  (7)用试焊时焊机调整好的温度、速度和压力进行正式焊接。
  (8)因为斜面坡比比较大,所以斜坡上要挂上软梯,施工人员戴上安全带,系上绳索。
  2)、焊接程序
  (1)焊接施工前,必须先做试验焊接,试焊合格后,方可开始正式焊接.焊接时,再一次检查膜片的搭接宽度,并保证搭接范围内洁净、无异物,或其它可能会影响焊接的任何东西。
  (2)在平面(坑底)焊接时,焊接安卓版千赢国际师不用进行安全保护措施直接进行焊接即可。但需要两个工人配合,一人在前边檫试待焊接的土工膜,檫膜人员不要离焊机太远,保持1m左右的距离为好,另一人提电源线。
  (3)边坡上焊接时,焊机自上而下进行,操作手需在安全绳梯的保护下,时刻跟随焊机的运行,及时对焊机的各项技术参数进行微调,调整好焊机的各项技术参数,按照一定的顺序进行焊接,以便使焊机全过程都处于最佳运行状态之中,保证焊缝质量。
  (4)焊机在焊接时自动爬行,焊接安卓版千赢国际师要注意在焊机行走时的突发事件,所以焊接安卓版千赢国际师要时刻跟随着焊接机。
  (5)对于热楔焊接机无法工作的部位,采用挤压焊接机进行施工。
  (6)挤压焊接机不是自动爬行,而是靠人手使焊机保持均匀朝一定方向前进,所以挤压焊接安卓版千赢国际师要专门培训,熟练工人去进行。
  (7)挤压焊接时,人要用力往下压挤压焊机,才能保证焊缝质量。
  (8)具体铺膜工艺:
  A、第一、二两卷土工膜G1、G2从基准点“A”处平行于最大线铺设,并压茬10cm。
  B、检查土工膜外观质量,对正搭齐,压膜定型,擦拭尘土等。
  C、进行焊接试验,对样条进行剥离和剪切试验,监理认可后开始大面积焊接。
  D、焊接从上向下进行,一人看管焊接设备,一人人擦拭待焊接处土工膜,另一人提电源线。
  E、此道焊缝G1、G2焊完后由专人来检查修补,做好记录。
  F、锚固组人员用砂袋把焊完的土工膜在沟内临时压载,防止下滑及大风把土工膜吹起。
  G、焊接人员继续焊接后面铺设的土工膜G3、G4……GN。
  H、在遇到土工膜长度不够时,需要长向拼接,应先把横向焊缝G、G、焊好,再焊纵缝,横向接缝G、G、相距大于等于500mm,应成“T”字型,不得成十字交叉。
  I、“T”字型处理:已焊接的焊缝应先把焊缝压茬去掉,再用热楔焊机焊接此处,此处修补也叫补强,用直径为30cm圆型补丁修补,也可削边后直接用挤压机顺缝“T”字型修补。
  J、底部铺设方法与“A”点所在处相同。
  3)、HDPE土工膜的试验性焊接要求:
  (1)焊接工作工展之前必须进行试焊。试焊应在提供的防渗材料样品上进行,样品长度不小于1m,宽不小于0.2m每天早、中开工分别要做一次试焊。试样用拉力机,进行现场检测试验,焊缝不被撕拉破坏,母材被撕裂开为合格,确保焊接性能,焊接方法,焊接温度等外界条件无误后,征得监理同意下用已调节好工作状态的热楔焊机逐幅进行正式焊接。试焊过程中试焊及其测试结果应记录,并有监理安卓版千赢国际师认可。必要时可把试样送到有关部门实验焊接设备。
  (2)试验性焊接在HDPE土工膜试样上进行,以检验焊接设备;
  (3)焊接设备和人员只有成功完成试验性焊接后,才能进行生产性焊接;
  (4)试验性焊接应当在与生产性焊接相同的膜面和环境条件下进行,也就是HDPE膜基础和周围环境温度相同;
  (5)试验性焊接完成后,割下3块2.5cm宽的试块,测试撕裂强度和焊接抗剪强度;
  (6)当任何一块没有通过撕裂和抗剪测试时,试验性焊接应全部重做.
  4)、HDPE膜的现场焊接要求:
  (1)外观检查,发现膜面有孔眼等缺陷损伤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30cm,并做好记录:
  (2)HDPE土工膜焊缝搭接面不得有污垢、砂土、积水(包括露水)等影响焊接质量的杂质存在,在焊接时应清理干净;
  (3)焊接开始时(清晨及午后)必须在现场进行试焊,并进行拉边试验,定量、定性测试撕裂强度和焊缝抗剪强度基监理安卓版千赢国际师认试件合格后,才准许正式焊接.试件需标明日期、时刻、环境温度;
  (4)焊接杨械可采用双轨热楔焊机和挤压焊机焊接机,焊接应按一定的工序进行。
  (5)HDPE土工膜的大面积焊接宜采用双轨热熔焊机焊接,挤压焊机仅用在修复、覆盖或热熔焊机达不到的地方;
  (6)根据气温和材料性能,随时调整和控制焊机工作温度速度;
  (7)边坡(主边坡)HDPE土工膜防渗层的铺设施工应由上向下放卷,焊缝沿渗液迳流方向搭接,膜间压茬10~12cm,焊好后将土工膜一端压入锚固槽内;
  (8)顺次铺设的土工膜应与铺设的土工膜平行,压茬10~12cm,随铺随焊,当天铺的膜当天焊完;
  (9)相邻土工膜焊缝应尽量错缝搭接,横向焊缝间错位尺寸应大于或等于500mm;膜块间形成的结点,应为T字型,不得成十字型,纵横向焊缝交点处应用挤压焊机加强,可以顺缝T字型焊接,也可以采用母材补疤尺寸可为300mm×300mm,疤的直径应修圆。
  (10)采用挤压焊机焊接时,应先用热风焊枪接间距2~5cm将HDPE土工膜两层间点焊好,以防挤压焊接时HDPE土工膜错位,再用手提砂轮(角磨机)将待焊处打毛,在整个厚度上倒角45℃,且可用砂纸垂直焊缝打毛,打毛要到位,打毛后表面要清洁,用棉纱掸灰,切忌用手擦,最后用挤压焊机焊接。
  (11)焊缝处HDPE膜应熔结为一个整体,不得出现虚焊、漏焊或过焊,联接的两层HDPE土工膜必须搭接平展、舒缓,HDPE土工膜焊好后,焊缝应整齐美观,大面积允许有不严重的凹凸不平。
  (12)焊条在焊接时,不得随意接触地面,不得用粘有油污的手套、棉纱、布块擦拭焊条,并应保持干净,不被任何物质污染。
  (13)用挤压焊枪焊接一条膜的接缝一次不能焊完,第二次焊接开始前,需将焊接搭接处打毛磨平,且搭接长度不小于75毫米,T字型二次焊接时,焊接处的搭接长度不小于100毫米。
  (14)试验性焊接应当在生产性焊接相同的表面和环境条件下进行,也就是HDPE膜温度和周围环境温度相同,当任何一试块没有通过撕裂和抗剪测试时,试验性焊接应全部重做。
  (15)焊条应采取与HDPE膜同种材质的焊条。
  (16)在焊接操作时,至少有一位专业安卓版千赢国际师,必须由他直接监督其他焊接人员的工作。
  5、结语
  通过上述HDPE防渗膜在本填埋场的经验介绍及其的具体应用,其防渗效果良好,是值得推广的一种施工工艺。


 

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