垂直鋪塑截滲技術(shù)在工程中的應(yīng)用

“垂直鋪塑”截滲技術(shù)在我國是自90年代興起的新工藝、新技術(shù)。在土質(zhì)地層的平原水庫、湖泊、江河堤防截滲中得到了廣泛應(yīng)用。

一、垂直鋪塑工藝技術(shù)

1 工藝特點(diǎn)

利用裝備水力沖割和刀具破碎土體的專用機(jī)械，在壩基、壩體中順壩軸線方向形成一條連續(xù)的寬18~30 mm厚的槽孔，并鋪設(shè)塑膜，形成防滲體系，阻止壩基、壩體的滲流以確保滲透穩(wěn)定。最后回填松散干凈的粉質(zhì)壤土而完成作業(yè)。

2  垂直鋪塑設(shè)計(jì)

塑膜材質(zhì)選擇：總的原則：選擇對水質(zhì)無污染、抗老化、滿足防水性、抗變形能力強(qiáng)及耐久性強(qiáng)的土工膜，一般用PE（聚乙烯），膜厚0.2~0.3mm。

鋪塑深度及防滲型式：般根據(jù)壩基地層構(gòu)造、各土層的滲透系數(shù)，結(jié)合鋪塑機(jī)械的開槽深度能力，以滿足滲透穩(wěn)定、防止土壤鹽堿化為基準(zhǔn)，可設(shè)計(jì)成懸掛式和封閉式兩種防滲體系。

3  鋪塑的位置

1）在同一垂直平面上，對壩體與壩基全部實(shí)施垂直鋪塑時(shí)。應(yīng)該在壩頂中心線上游、距離壩頂中心線向上游1/3~2/5處為宜。

2）當(dāng)壩基為垂直鋪塑，壩體上游坡面復(fù)合土工膜兩者連結(jié)成防滲體系時(shí)，垂直鋪塑距壩內(nèi)腳必須有一定的安全距離。

二  垂直鋪塑施工工藝、方法

1、工藝流程

 2、施工方法

2.1  造槽機(jī)械

在工程實(shí)踐中，根據(jù)土質(zhì)地質(zhì)條件及施工條件的不同，目前有兩種造槽機(jī)。兩種機(jī)械的共同特點(diǎn)都是泥漿固槽壁、都是開槽與鋪塑同步作業(yè)；不同的是切割地層的機(jī)具不同，一種叫往復(fù)式水沖鋸割鋪塑機(jī)，另一種是鏈條式循環(huán)刮刀鋪塑機(jī)。

2.1.1  往復(fù)鋸刀鋪塑機(jī)：靠開槽機(jī)桿臂的往復(fù)運(yùn)動(dòng)、利用水力沖割和刀具切割破壞土體成槽，通過聯(lián)動(dòng)裝置卷簾鋪塑，這種機(jī)械使用于粉土、粉質(zhì)壤土，效率高、施工快。遇粘性土困難，鋪塑深度一般在10m以下，造槽寬18~30cm，機(jī)械動(dòng)力90~120KW左右。

2.1.2  鏈條循環(huán)刮刀式鋪塑機(jī)：靠鏈條循環(huán)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)幾排刮刀切割土體成槽，專制泥漿液護(hù)壁，槽寬為30cm，通過聯(lián)動(dòng)裝置卷簾鋪塑。目前最大鋪塑深度在15m以內(nèi)，適用于不含較大石塊及樹根的任何土層，但槽口外移土方量大，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、機(jī)械動(dòng)力120~160KW左右。

2.2  施工用水及排水

垂直鋪塑開槽造溝用水量較大，可根據(jù)需要在適當(dāng)位置臨時(shí)打井取水。施工產(chǎn)生的廢水通過水泵抽排至合適位置。

2.3  開溝鋪塑

根據(jù)工程情況，采用合適的水壓動(dòng)力、水量和泥漿濃度，由開槽機(jī)開槽，泥漿固壁，在槽深達(dá)到設(shè)計(jì)高程時(shí)采用卷揚(yáng)機(jī)牽引機(jī)械前進(jìn)，在監(jiān)理工程師驗(yàn)槽后用下膜器沿迎水側(cè)鋪設(shè)PE膜，膜體至少外露0.4～0.6m，并作頂部保護(hù)處理。并通過反循環(huán)將槽內(nèi)沉淀物送到鋪完P(guān)E膜的槽內(nèi)進(jìn)行沉淀，結(jié)合人工回填土方固定塑模直到溝槽填滿后。連續(xù)循環(huán)上述過程直到完成全部鋪塑工程施工。

PE膜的鋪設(shè)應(yīng)盡量放在干燥和暖天氣進(jìn)行，將PE膜卷材裝在開槽機(jī)的下膜器上,自然徐徐放至坡底,鋪放時(shí)不應(yīng)過緊，應(yīng)留足夠余副（大約1.5%），以便拼接和務(wù)使妥帖適應(yīng)氣溫變化，鋪放時(shí)隨鋪隨壓，以防風(fēng)吹。在彎曲處特別注意裁剪尺寸，施工時(shí)發(fā)現(xiàn)損傷，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。應(yīng)密切注意防火，不得抽煙，施工人員應(yīng)穿無釘鞋或膠底鞋。

2.4  PE膜的接合

在鋪塑過程中，當(dāng)一卷膜用完后，可用熱沾法、膠粘法、縫接法、搭接法進(jìn)行后續(xù)膜聯(lián)結(jié)。聯(lián)結(jié)后將后續(xù)膜卷卷起吊入槽內(nèi)，同時(shí)注意確保被抽出的部分入槽后能沉入槽底，達(dá)到設(shè)計(jì)深度。

2.4.1  接縫質(zhì)量檢測

方法有目測法、現(xiàn)場檢漏法和抽樣測試法。

①目測法：觀察有無漏接，接縫是否無燙損、無褶皺，是否拼接均勻等。

②現(xiàn)場檢漏法：常用的有真空法和充氣法。

真空法：利用包括吸盤、真空泵和真空機(jī)的一套設(shè)備，檢測時(shí)將待測部位刷凈，涂肥皂水，放上吸盤，壓緊，抽真空至負(fù)壓0.02MPa—0.03MPa,關(guān)閉氣泵。靜觀約30s,看吸盤頂部透明罩內(nèi)有無肥皂氣泡產(chǎn)生，和真空度有無下降。如有，表示漏氣，應(yīng)予補(bǔ)救。

充氣法：焊縫為雙條，兩條之間留有約10mm的空腔。將待測兩端封死，插入氣針，充氣至0.05MPa—0.20MPa(視膜厚選擇)，靜觀0.5min,觀察真空表，如氣壓不下降，表明不漏，接縫合格，否則應(yīng)及時(shí)補(bǔ)修。

③抽樣測試法： 約1000㎡取一試樣，做拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)，要求強(qiáng)度不低于母材的80%，且試樣斷裂不得在接縫處，否則接縫質(zhì)量不合格。

三  垂直鋪塑的施工質(zhì)量控制

主要是成槽質(zhì)量控制、鋪塑質(zhì)量控制、槽孔回填料質(zhì)量控制三個(gè)環(huán)節(jié)。

1  在成槽質(zhì)量控制方面，主要做好

1.1  孔槽縱向平面軸線偏差不超過10cm，槽孔寬度控制在20~40cm。

1.2  槽也實(shí)際挖深超出設(shè)計(jì)深度10cm左右，一是靠繩量探測，另一方法是測量造槽機(jī)桿臂的傾角。

1.3  槽孔的固壁。為防止坍壁，應(yīng)控制槽內(nèi)泥漿比重，一般為1.1~1.5g/cm3。比重太大，無法鋪塑。

1.4  施工準(zhǔn)備期間、注意清除場地的樹根、石塊等障礙物，以減少對設(shè)備及PE膜的損壞；

1.5  開槽機(jī)前進(jìn)時(shí)應(yīng)定時(shí)測量深度，保證達(dá)到設(shè)計(jì)高程，要經(jīng)常校核軸線位置；

1.6  施工接頭要認(rèn)真處理，在地質(zhì)允許的情況下兩機(jī)組軸線可錯(cuò)開30cm，以防破壞早鋪塑膜，后機(jī)組開槽達(dá)到設(shè)計(jì)深度及搭接長度后，消除槽內(nèi)沉碴，鋪設(shè)塑膜，如地質(zhì)不允許時(shí)將后機(jī)組偏移軸線2m，延長搭接長度，延伸滲徑以保證鋪塑的整體效果。

1.7  施工過程中要盡量避免發(fā)生槽壁坍塌現(xiàn)象，確保泥漿比重，并要保證排水能力大于抽水能力，確保溝槽內(nèi)泥漿不外溢且不低于槽口以下10cm.；

1.8  每30分鐘檢查一次槽口兩側(cè)地面，如發(fā)現(xiàn)裂縫要及時(shí)采取回填或木板加固等補(bǔ)救措施；

2  塑膜鋪置控制方面

2.1  塑膜質(zhì)量的控制。一是檢查厚度是否夠，二是檢查幅寬是否夠，三是檢查其抗折、抗沖破強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.2  塑膜插入深度控制。每隔50m探測一次。

2.3  塑膜搭接控制。最好選用熱粘法，搭接寬10cm；若粘接，搭接寬30cm；若縫合，搭接寬50cm，縫合兩道線；若搭接，至少搭接2m；

2.4  塑膜上端超出槽口平面，至少40~60cm，以便固定或與復(fù)合膜搭接。

2.5  膜鋪入槽內(nèi)后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行膜兩側(cè)的填土，最長不得延遲24h，溝槽回填土不得含有樹枝、石塊等雜物，注意保護(hù)PE膜不受損壞；

3  在孔槽回填方面

3.1  回填的土料選用干凈的粉質(zhì)土。

3.2  回填土要及時(shí)，當(dāng)塑膜鋪入后及時(shí)先回填1m左右，以固定塑膜下端，防止塑膜上浮。

3.3  應(yīng)逐步用干凈的粉質(zhì)土自然落槽，不得振搗�；靥畹骄嗖垌�50cm左右時(shí)，灌水分解密實(shí)。

3.4  排沙泵出水范圍以外槽孔要及時(shí)回填，確保已成槽孔安全。