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1、. . HDPE 土工膜在污水处理厂工程中的施工技术方案 目前污水处理厂的水池通常采用钢筋混凝土和土池的结构型式， 但这些结构型式存在工程造价高、施工工艺复杂、工期长、易开裂等 缺陷，尤其是当应用于一些容积较大的水池（如调节池、曝气池）时， 这些缺陷更为突出。 同时，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继承了土池结构的优点，同时 具有成本低、防渗能力好、 化学稳定性好、抗紫外光老化性良好以及 抗啮齿动物和微生物侵袭等优点，同时规避了渗漏的风险， 适用于体 形较简单的各种类型污水池。 1 、HDPE 土工
2、膜介绍： 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 土工膜具有以下优势： 1）强度高。 2）延展性好：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 ， 5）宏祥新材料股份有限公司： 15965923098 夏 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。 . . 具有良好
3、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。 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： 2.1 设计方案 一般 HDPE 土工膜防渗体结构在水池边坡自上而下由基层、HDPE 土 工膜、保护层、块石（或混凝土）护坡共四层组成。HDPE 土工膜防 渗体结构在水池底处一般自上而下由基层、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，宽度易大于 1.2 米，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
4、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是电 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% ，材质应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 计方案（ GB 5007-2002）中的规定选取，一般不应小于1：1.5。 边坡坡度陡于 1：1.2 时，还应进行边坡称定性验算。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： FT f/T 式中 Tf为单宽土
5、工膜的极限抗拉强度，kN/m；T为单宽土工膜所受拉 力，kN/m；F为安全系数，在设计中建议该值应大于10。 由于一般污水处理池的深度在5m左右，经计算发现所需的土工 膜的厚度极薄。 但是在选择不同厚度规格的土工膜时，还要考滤耐久 性，因此建议选用1.23.0 的 HDPE 土工膜。 在实际使用中发现土工膜太薄容易出现穿刺损坏，土工膜太厚测 弯折困难不能与基层紧贴。 选用 1.2 3.0 的 HDPE 土工膜，只要在 施工期间注意保护，则即能保证膜的完整性，又方便安装。 在斜坡上铺设 HDPE 土工膜时，应特别注意 HDPE 土工膜与基层之 间的摩擦力大小。由于光面HDPE 土工膜与其他材料间
6、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土工膜在铺设完毕后， 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。 用做保护层的非织造土工布，其规格一般不得 小于 600g/。 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
7、较好而常被选用。混凝土和钢筋应符 合混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）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 , 内配钢筋网片， 保护层厚度不小于40 。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， 其宽度和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。 其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
8、 边缘不宜小于 800 , 沟断面应根据锚固形式、结合具体情况加以核 算，以不小于 800 800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， 管套和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，最好用不锈钢管箍固 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加紧的方 式连接。 3 HDPE土工膜的施工要点 3.1 施工前的准备工作 1）
9、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/T234-2006）的标准要求对外观进行严格的检查，具 体内容见表 1： 表 1 土工膜外观检查内容 序号项目要求 1切口平直，无明显锯齿现象 2穿孔修复点不允许 3机械（加工）划痕无或不明显 4僵块 每限于 10 个以内，直径 2.0 截面不 允许有贯穿膜厚度的僵块。 5气泡和杂质不允许 6 裂纹、分层、接头和断 头 不允许 7糙面膜外观均匀，不应有结块、破损等现象。 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
10、合格后方可用于施工。 . . 2）再次对已完成的基层进行检验，确保基层表面光滑平整、无 石块、树根、尖锐物等可能对土工膜造成伤害的杂物。土工膜弯折处 不得存在直角钢性结构，均应做弧形。 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。铺膜时不要拉的太紧，应 留一定的余幅，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 1.5m，相邻两幅的纵向接头不应在一条水平线上， 应互相错开 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，
11、同时注意天气、温度对膜的影响。 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 所选的 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。 池底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：在土工膜铺设之前，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。 边坡上的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。土工布的铺设方式应与土工膜相似
12、，两 . . 幅土工布对正、搭齐，搭接宽度按设计要求，一般为75 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左右，焊接部位要保持干净。 3.3 土工膜的接合焊接与测试 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 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：试验性焊接需在HDPE 土工膜试样上进行，并 且在与生产性相同的膜表面和环境下进行；试
13、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HDEP 土工膜表面油脂、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 不利天气条件严重影响焊接时，应停止作业，如果在晚上焊接时，应 保证有充足的照明。 . . 3）焊缝检测：焊
14、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型焊缝和十字型焊缝的处理、 基层有无杂笺等项进行仔细检查。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 1000m焊缝取一个 1000 350样品做焊缝 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，
15、不能立刻修补 的要做特种标记， 以防漏补。直径小于 5 的孔洞或针眼， 可有点焊。 当孔洞大于 5 时，应用 10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 上的滑移。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。位于坡面的土工膜水平接缝处受拉时会产生开裂， 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 为破坏，要找出破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。