复合土工膜施工组织设计

复合土工膜是用聚乙烯或聚氯乙烯的增强改性，压延成膜与涤纶针刺土工布热合而成，具有抗拉、抗顶破、抗撕强度高，延伸性能好，变形模量大，耐老化，防渗性能好，使用期长等特点。复合土工膜防渗技术在水利水电工程、铁路、公路工程、隧道工程、垃圾处理厂、建筑工程等现代建设工程中广泛运用。98洪水以后国家加大了对全国大江大河的治理力度，复合土工膜由于具有上述特点，在堤防防渗处理中推广采用，取得了良好的经济效益和社会效益。结合江西省赣抚大堤加固配套工程丰城A标段复合土工膜施工情况，阐述复合土工膜在堤防防渗处理中的应用。一、工程概况赣抚大堤加固配套工程是江西十五重点建设工程，赣抚大堤由赣东大堤和抚西大堤等组成，其中赣东大堤位于赣江东岸，南起新干县牛皮山，经樟树、丰城、南昌县，北止南昌市新洲闸，全长137.14km。赣抚大堤保护江西省赣抚平原1344km2范围内的116万亩耕地，260万人口。赣东大堤的丰城堤段为二级堤防。赣抚大堤整治除险加固工程丰城A标段总长5.2km，桩号为61+000~66+200，其中61+394~61+979，64+581~65+605段堤身高8~9m，工程区内堤基地质分两种：一是单一的砂性土结构；二是上部是粘性土（1~13m），下部是砂性土，为双层结构，老堤身填筑不均一，土质成分混杂，整体上质量较差，堤段坡脚外滩宽度在30m以上，为了防止堤基渗漏，在临水坡前的滩地上距堤脚2m处，设一道塑性砼射水造墙垂直防渗墙，堤坡面采用复合土工膜防渗，复合土工膜上下部分别与堤顶路肩梁和滩地射水造墙墙顶锚固，射水造墙与迎水坡复合土工膜连接在一起，形成一道防渗帷幕。本工程设计复合土工膜直接铺在堤坡面上，上部铺5cm厚卵石垫层，表层为10cm厚砼预制块保护层。防渗帷幕结构示意图见下图1。二、复合土工膜防渗施工工艺原理及施工工艺流程1、复合土工膜施工工艺原理复合土工膜是一种土工合成材料，具有较好的防渗效果，一方面将复合土工膜铺设在需要进行防渗处理堤段坡面上，利用自身的连接形成一整体坡面防渗体，另一方面使坡面铺设的复合土工膜的下部与坡脚垂直防渗墙进行连接，使复合土工膜与坡脚防渗墙形成一整体，另外，复合土工膜上部与压顶路肩梁相接，使堤基垂直防渗墙，坡面复合土工膜，堤顶压顶砼形成一个整体完全封闭的防渗体系。2、复合土工膜施工工艺流程在复合土工膜铺设前，大堤迎水面土方填筑及坡面修整完毕，坡面平整度、压实度均达到设计要求并经监理工程师验收合格后方可进行复合土工膜的铺设，本工程复合土工膜铺设的工艺流程如下图2：三、复合土工膜施工方法1、施工准备1）复合土工膜材料质量检测本工程所用复合土工膜为两布一膜针刺复合土工膜，是国家经贸委公布重点土工合成材料生产企业，湖南湘维有限公司生产产品，使用前委托南京水利科学研究院实验中心对产品的各项技术指标进行检测，各项指标均符合标准规定和设计要求。2）堤坡的清理、平整场地，清除一切尖角杂物，欠坡回填夯实、富坡削坡挖平后经监理验收合格，为复合土工膜铺设提供工作面。3）土工膜场内拼接为了施工方便，保证拼接质量，复合土工膜应尽量采用宽幅，减少现场拼接量，施工前应根据复合土工膜幅宽、现场长度需要，在厂内剪裁，并拼接成合符要求尺寸的块体，卷在钢管上，人工搬运到工作面铺设。2、复合土工膜的铺设1）复合土工膜的铺设方法复合土工膜铺设分齿槽坡脚平台铺设、坡面铺设两个部分，齿槽坡脚平台铺设结构形式见大样图A，该项工程应在堤基垂直防渗墙施工结束，齿槽开挖符合要求，坡脚平台验收合格后进行。铺设方法：沿防渗墙轴线方向水平滚铺。坡面铺设在坡面验收合格后，从堤顶向堤脚沿垂直于堤轴线方向缓慢展铺到坡脚处与坡脚平台铺设丁字形相接。2）复合土工膜的铺设技术要求铺设应在干燥和暖天气进行，为了便于拼接，防止应力集中，复合土工膜铺设采用波浪形松驰方式，富余度约为1.5%，摊开后及时拉平，拉开，要求复合土工膜与坡面吻合平整，无突起褶皱，施工人员应穿平底布鞋或软胶鞋，严禁穿钉鞋，以免踩坏土工膜，施工时如发现土工膜损坏，应及时修补。3、复合土工膜的拼接1）本项目采用两布一膜复合土工膜，焊接采用热熔焊法施工，拼接包括土工布的缝接、土工膜的焊接，为了确保焊接质量，焊接应尽量在厂内进行，但为了施工方便，复合土工膜幅宽又不应太宽，必须在施工现场拼接。2）复合土工膜焊接质量的好坏是复合土工膜防渗性能成败的关键，所以务必做好土工膜的焊接，确保焊接质量，因此，土工膜焊接应由生产厂家派专业技术人员到现场操作，指导，培训，采用土工膜专用焊接设备进行。本工程土工膜焊接采用ZPR—210V型热合土工膜焊接机，土工布采用手提式封包机缝接，3）本项目两布一膜复合土工膜焊接流程：4）焊接工艺：第一幅土工膜铺好后，将需焊接的边翻叠（约60cm宽），第二幅反向铺在第一幅膜上，调整两幅膜焊接边缘走向，使之搭接10cm。5）焊接前用电吹风吹去膜面上的砂子、泥土等脏物，保证膜面干净，在焊接部分的底下垫一条长木板，以便焊机在平整的基面上行走，保证焊接质量，正式焊接前，根据施工气温进行试焊，确定行走速度和施焊温度，一般掌握行走速度1.5~2.5m/s，施焊温度为220~3000C。拼接焊缝两条，每条宽10mm，两条焊缝间留有10mm的空腔，用此空腔检查其焊缝质量。4、复合土工膜的锚固1）复合土工膜的锚固分上部与路肩梁的锚固，下部与垂直防渗墙的锚固，复合土工膜上部锚固采用在路肩梁基础底部嵌固足够长度复合土工膜，现浇砼压盖形式，其结构形式见大样图B。复合土工膜下部锚固与垂直防渗墙外侧，在射水造墙施工结束后向墙顶修整到设计高程，然后在防渗墙临河侧沿轴线方向挖宽×深20cm×30cm的一条沟槽，使射水造墙外壁形成一个30cm深垂直平面，铺设复合土工膜时将复合土工膜锚固在该垂直平面上，在沟槽内防渗顶及坡脚平台浇砼盖板，其结构形式见大样图A。2）锚固的技术要求锚固好坏，关系到能不能组成一个封闭防渗体，下部锚固应待此段防渗墙施工完毕，并经监理验收批准后方能进行。上部锚固待下部锚固，坡面复合土工膜铺设，拼接，保护层施工后浇砼完成。5、上垫层及预制块铺设复合土工膜的上面均匀铺设5cm卵石垫层，找平拍实后铺设10cm砼预制块。坡面复合土工膜铺设合格后应及时铺上垫层压盖，防止风吹及复合土工膜暴晒老化，同时做好砼预制块铺砌，加强复合土工膜的保护。四、复合土工膜施工质量控制复合土工膜施工质量控制包括进场原材料质量控制、施工操作过程控制、施工完质量检测。1、原材料质量控制进场的复合土工膜必须有厂家提供的合格证书，性能及特性指标和使用说明书。否则不能用于工程施工，本工程所用的是两布一膜针刺复合土工膜，设计复合土工膜技术参数为：设计克重900g/m2，膜厚0.5mm，垂直渗透系数≤10-12cm/s。复合土工膜进场后，随机抽取复合土工膜对其性能指标委托南京水利科学研究院实验中心进行复测，复测结果全部合格。2、施工操作过程控制复合土工膜铺设前编好施工组织设计，说明铺设方法和技术措施，经监理批准后方使用，施工人员均应穿平底布鞋或软胶底鞋进行铺设，严禁穿钉鞋以防踩坏土工膜，做到随铺随压，复合土工膜铺设要与保护层铺设相协调。拼接中复合土工膜焊缝质量是拼接关键，施工中尤其要加强接缝检测，检测方法有一目测法、二现场检漏。目测法：复合土工膜焊接好后，观察有无漏接，接缝是否烫损，有无褶皱，是否拼接均匀等。现场检漏采用充气法对全部焊缝进行检测，焊缝为双条，两条之间留有约10mm的空腔，将待测段两端封死，插入气针，充气至0.05mpa~0.20mpa，静观0.5min，观察真空表，如气压无下降，表明不漏，焊缝合格，否则要查找原因及时修补。复合土工膜上下部锚固是重要的环节，严格按施工图纸并经监理验收后施工。3、施工完质量检测。施工完质量检测主要是抽样检测，施工每约1000m2取一试件，做拉伸强度试验，要求强度不低于母材的80%，且试样断裂不得在接缝处，否则接缝质量不合格。整个工程共使用复合土工膜45000m2左右，现场共抽取焊缝试样43组，作拉伸强度试验，经检测合格率100%，焊缝质量合格。五、结语该工程在施工过程中严格按复合土工膜施工技术要求，严格现场焊接的质量控制，且经过室内试验结果表明，复合土工膜各项性能指标均能满足设计要求，质量得到保证，经过2002年、2003年洪水期的实践检验证明，取得了效好的防渗效果。