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HDPE土工膜在填埋场中的应用技术与施工工艺

作者:云南展鹏土工材料制造有限公司 浏览: 发表时间:2021-02-27 14:36:24

填埋场对于环境的污染与破坏之严重,众所周知,随着科技技术的进步,目前多数填埋场通过构建防渗层将垃圾与外界隔开,最大化地保护外界环境,避免受其污染与破坏。其中,防渗层主要是通过使用渗透系数较小的材料进行铺设,材料主要分为粘土与土工膜。而防渗层结构是否安全、可靠、耐久,这与其所使用的材料紧密相关。下面就HDPE土工膜在填埋场中的应用技术与施工工艺展开分析。

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18MPa,断裂抗拉强度可达35MPa,剥离强度31kN/m,剪切强度33kN/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1×10-13cm/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。

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。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1.5m。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10~15cm,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7.5cm,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2mm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15cm厚的石粉层与35cm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仲。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。

该文章转自《城市建筑》,作者罗辉全。


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