HDPE土工膜施工技術(shù)

1、考試學(xué)資學(xué)習(xí)網(wǎng)押題HDPE 土工膜施工技術(shù)1 前言HDPE 土工膜作為一種新型結(jié)構(gòu)的防滲型土工合成材料， 由于其抗拉 強(qiáng)度高、防滲性能好、變形能力強(qiáng)、質(zhì)量輕、施工方便、造價(jià)低等優(yōu) 點(diǎn)，被廣泛用于庫區(qū)、壩體、圍堰、渠道、人工湖、蓄水池等水利建 筑物的整體與局部防滲加固中。同時(shí)在電力、冶金、環(huán)保、城建、 鐵路、公路、軍工、農(nóng)業(yè)及礦業(yè)等領(lǐng)域防滲加固工程中亦具有廣泛的 用途。HDPE 土工膜中 PE 膜系熱塑性非極性材料，在施工中邊角連接及其 與建筑物的連接等采用一般的膠粘劑粘接法很難達(dá)到理想的效果。 目 前施工中， 邊角連接通常是在膜布分離狀態(tài)下采用膜與膜焊接， 無紡 布與無紡布縫合的接邊方法。該方

2、法施工速度較快，成本較低。但其 接縫強(qiáng)度過低，試驗(yàn)測得的接縫強(qiáng)度僅為復(fù)合母材強(qiáng)度的 40%左右。 當(dāng)遇到復(fù)雜形狀的防滲結(jié)構(gòu)如人工湖、 煤灰廠等， 由于復(fù)合土工膜的 工廠預(yù)留接邊是有限的， 鋪設(shè)中局部卷材有的過量皺褶， 有的張拉過 緊，這樣不僅會(huì)造成材料的大量浪費(fèi)， 同時(shí)皺褶處也不利于土的密實(shí) 回填。卷材過于張拉，容易造成懸空，易被水壓和土體變形所張破。 焊接法的焊接質(zhì)量受施工現(xiàn)場條件如膜的厚度、氣溫、風(fēng)力、濕度、 電壓、墊層平整度等諸多因素的影響，且焊接寬度過窄，其強(qiáng)度和止水效果也很難保證，而且 HDPE 土工膜與建筑物之間也不能用焊接 法連接。因此 HDPE 土工膜施工連接技術(shù)直接影響著 H

3、DPE 土工膜 這一新型土工合成材料的推廣應(yīng)用和應(yīng)用效果。鑒于目前 HDPE 土工膜施工中的連接技術(shù)問題， 我所結(jié)合工程實(shí)例， 開展了 HDPE 土工膜施工快速粘接技術(shù)的研究。經(jīng)過五年的不斷探 索，開發(fā)了 HDPE 土工膜施工專用膠粘劑 （KS 膠）及快速粘接技術(shù)， 該技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利及河南省水利科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)， 并在全國 各類 HDPE 土工膜防滲工程中推廣應(yīng)用，取得了較理想的效果。為 HDPE 土工膜的應(yīng)用和推廣提供了可靠的連接技術(shù)。2 HDPE 土工膜粘接技術(shù)2.1焊接法接縫HDPE 土工膜及焊接縫連接方式如圖 1、圖 2 所示：圖1 一布一膜焊接縫合法接縫圖2 兩布一膜焊接縫合法

4、接縫試驗(yàn)測得由 0.5mm厚PE膜與 300g/m2無紡布復(fù)合而成的一布一膜型 HDPE 土工膜（圖 1）自身抗拉強(qiáng)度為 17.5kN/m ，按圖 2焊接縫合后測 得其接縫抗拉強(qiáng)度為 7.0kN/m ，接縫強(qiáng)度僅為復(fù)合母材的 40%。由上 述同樣的膜和無紡布復(fù)合而成的兩布一膜型 HDPE 土工膜（圖 3）測得 自身抗拉強(qiáng)度為 19.5kN/m ，按圖 4 焊接縫合后測得其接縫抗拉強(qiáng)度 為 7.9kN/m ，接縫強(qiáng)度僅為復(fù)合母材的 41%。由此可以看出， HDPE 土工膜采用焊接縫合法， 接縫抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低 于復(fù)合母材的抗拉強(qiáng)度，不能達(dá)到母材強(qiáng)度 80%的設(shè)計(jì)要求。其原因一方面是 PE 膜在焊接

5、的過程中膜被加熱熔化、加壓粘合，膜變 薄甚至老化， 會(huì)造成膜焊接處抗拉強(qiáng)度降低； 另一方面為了滿足焊接 的需要，接縫處的膜與無紡布分離，接縫焊接縫合后，膜布分離，膜 緊布松，拉伸時(shí)膜布變形不一致。接縫處的強(qiáng)度較低，因此接縫成為 復(fù)合土工膜防滲系統(tǒng)中的一個(gè)薄弱部位。2.2 KS膠快速膠粘技術(shù) 針對目前接縫焊接法存在的問題，我所經(jīng)多年的努力研制出 HDPE 土工膜施工專用 KS 膠粘劑。適用于膜與膜、膜與無紡布、無紡布與 無紡布、膜與砼、石、金屬等之間的粘接， 具有粘接速度快， 強(qiáng)度高， 抗?jié)B性能好，施工成本低等優(yōu)點(diǎn)。2.2.1 KS膠粘劑主要技術(shù)指標(biāo)1粘接抗剪強(qiáng)度PE膜-PE膜： 0.14 MP

6、a（母材斷）PE膜-無紡布： 0.14 MPa（母材斷） 無紡布 -無紡布： 0.15 MPa 母（ 材斷 ）PE 膜-砼： 0.14 MPa母（ 材斷 ）2. T剝離強(qiáng)度PE膜-PE膜： 1.10 kN/m（膠粘劑內(nèi)聚破壞 ） PE膜-無紡布： 1.2 kN/m（膠粘劑內(nèi)聚破壞 ） 無紡布 -無紡布： 1.2 kN/m（ 膠粘劑內(nèi)聚破壞 ） 3180°剝離強(qiáng)度PE膜-砼： 0.92 kN/m （膠粘劑內(nèi)聚破壞 ）4抗?jié)B壓力：0.8MPa （PE膜、粘寬 5cm）5滲透系數(shù)： 3.5× 10-12cm/sec （PE膜、粘寬 5cm）6耐水性：水中浸泡 168h粘接抗剪強(qiáng)度

7、 0.12MPa（母材斷 ） 2.2.2KS膠粘劑粘接接縫方法2.2.3 KS膠接縫試驗(yàn)結(jié)果采用上述由 0.5mm厚PE膜與 300g/m2無紡布復(fù)合而成的一布一膜型 和兩布一膜型 HDPE 土工膜按圖 3至圖 8 的粘接方法進(jìn)行粘接試驗(yàn)， 測得的粘接抗拉強(qiáng)度依次是 17.5kN/m（母材斷）、16.6kN/m（ 母材斷 ）、 16.5kN/m（母材斷 ）、17.0kN/m（母材斷）、15.8kN/m（接縫附近母材斷裂 ）、 17.4 kN/m（ 接縫附近母材斷裂 ）。由于一布一膜存在強(qiáng)度的不均勻性， 所以測出的數(shù)據(jù)波動(dòng)較大， 但拉 伸斷裂處均發(fā)生在母材上。 兩布一膜接邊附近膜布復(fù)合強(qiáng)度過低，

8、 造 成此處母材強(qiáng)度降低， 拉伸時(shí)發(fā)生斷裂， 測得的試件抗拉強(qiáng)度低于對比試件母材的強(qiáng)度 從圖 3、4、5、7接縫試驗(yàn)結(jié)果看出，用 KS 膠粘接接縫的方法，拉伸 時(shí)斷裂均發(fā)生在接縫附近的母材上，接縫的強(qiáng)度均達(dá)到母材強(qiáng)度的 80%以上。從圖 1和圖 6，圖 2 和圖 8所示的接縫方法強(qiáng)度測得的結(jié)果來看，復(fù) 合土工膜施工時(shí)可采用焊接和粘接相結(jié)合的方法。試件中膜與膜粘接寬度 5cm，測得 0.8MPa水頭壓力下 24 小時(shí)無滲漏， 滲透系數(shù)為 3.5× 10-12cm/sec，與母材基本相同，說明接縫止水效果 比較理想，主要原因是 KS 膠無揮發(fā)性溶劑，粘接層密實(shí)。2.2.4 接縫粘接施工工

9、藝2.2.5 KS膠用于 HDPE 土工膜與砼、石、金屬之間的粘接技術(shù)在應(yīng)用 HDPE 土工膜防滲的工程中，往往遇到復(fù)合土工膜與砼、石頭、金屬 管道等之間的連接問題， 如 HDPE 土工膜與防滲墻的連接； 地下室、 屋面、渠道、蓄水池等砼 （包括磚、漿砌石等 ）墻、面板粘貼 PE 土工 膜及 HDPE 土工膜；柱、墩、管道穿過 HDPE 土工膜防滲層后的連 接密封等問題。不能用焊接法，目前大都采用砼包裹、錨固的方法， 施工麻煩，止水效果差。 KS膠的研制成功，為 PE 土工膜及 HDPE 土工膜與砼、石、 金屬管道等的連接提供較理想的方法，該方法施工 快捷，節(jié)省費(fèi)用，效果好。2.2.5.1 主

10、要粘接形式2.2.5.2 HDPE 土工膜與砼粘結(jié)工藝HDPE 土工膜與砼干濕面粘結(jié)可采用以下三種施工工藝：工藝 1：用鋼刷清除砼表面浮漿，涂刷打底料 （干面用 30%KS 膠甲苯 液或 EF 膠液打底；濕面用 EF 水泥膠液打底 ），打底液表干后，用 KS膠將 PE膜面粘合于砼上。工藝 2：用鋼刷清除砼表面的浮漿，預(yù)先在 PE 膜表面涂一道 KS 膠， 用 EF325水泥膠液將涂膠 PE 膜粘合于干濕砼面上。工藝 3：預(yù)先在 PE膜表面涂一道 KS膠，邊涂邊撒干凈砂， 使表面粘 合一層砂，用 107膠拌水泥或砂漿將 PE 膜面粘合于干濕砼面上，也 可以用快凝水泥砂漿快速粘合。HDPE 土工膜

11、與砼之間采用 KS 膠粘結(jié)的優(yōu)點(diǎn)是：由于 KS 膠中沒有 溶劑，粘結(jié)密封效果好；并且 KS膠具有較大的斷裂伸長率 （達(dá)到 800% 以上），彈性模量較低，當(dāng)砼基層表面產(chǎn)生裂縫時(shí)，可以保護(hù)表面的 HDPE 土工膜不被拉破。3 HDPE 土工膜粘接技術(shù)部分應(yīng)用工程實(shí)例3.1 人工湖、蓄水池建造工程鄭州世紀(jì)游樂園人工湖， 面積 4000平米，湖深 1.2 米，基礎(chǔ)為黃色粉 土和細(xì)砂，采用一布一膜型 HDPE 土工膜（膜厚 0.5mm，無防布 200g/m2）整體防滲。由于湖形復(fù)雜，且湖中有三個(gè)島嶼，湖上有兩座 曲橋，一座直橋，橋墩及進(jìn)排水管均要穿過 HDPE 土工膜防滲層， 采用焊接法顯然鋪設(shè)困難。

12、 本工程施工中復(fù)合土工膜的接邊、 與橋墩 及管道連接，均采用了 KS 膠粘劑進(jìn)行粘接，施工速度快，材料無邊 角余料，蓄水后， 防滲效果理想。與此施工方法相似的還有鄭州陽光 四季園人工湖、 金色港灣人工湖、 焦作修武山區(qū)集雨蓄水池等建設(shè)工 程。3.2 漿砌石結(jié)構(gòu)防滲處理工程 武當(dāng)山水電站引水渠，部分采用漿砌石面板，砂漿抹面防滲。正常運(yùn) 行水深 4米，滲漏嚴(yán)重，危及到渠道的安全。采用 KS 膠粘劑滿粘 HDPE 土工膜（表面砂漿保護(hù) ）的防滲措施，達(dá)到了預(yù)期的效果。我省 一些山區(qū)建有大量的漿砌石結(jié)構(gòu)蓄水池， 由于滲漏，基本廢棄。焦作、 鞏義等地部分蓄水池采用了 HDPE 土工膜及 KS 膠粘劑粘接

13、防滲技術(shù) 進(jìn)行處理，運(yùn)行效果良好。3.3 屋面防水工程2000年 8月，采用 KS膠粘劑滿粘 HDPE 土工膜（膜厚 0.5mm，無防 布 200g/m2）法對我所新建辦公樓約 1000 平方米的屋面實(shí)施防水施工 處理。屋面上有各種管道、落水口等，由于 KS膠粘劑延伸率可達(dá) 1000% 以上，當(dāng)基層開裂時(shí)，確保 HDPE 土工膜不被拉壞，形成兩道防水 層，上面有 3cm 砂漿保護(hù)。該方法最大的優(yōu)點(diǎn)是接縫少，鋪設(shè)快， 防 滲效果好，經(jīng)三年的運(yùn)行無滲漏。3.4 地下室防水工程我省水利廳 1#、2#兩棟小高層住宅樓地下室采用 KS 膠粘劑粘接HDPE 土工膜（膜厚 0.5mm，無防布 200g/m2

14、）方案進(jìn)行防水處理。樓 為樁基筏板基礎(chǔ)，基坑深度 5 米，設(shè)有 590根樁，施工條件復(fù)雜，其 中 HDPE 土工膜與樁頭連接是防滲技術(shù)關(guān)鍵之一。我們采用“ V ”槽 KS 膠連接并灌注密封法處理。地下室外墻面復(fù)雜，每棟樓都有 50余 根過墻管，分兩期防水施工。 通過運(yùn)行，無任何滲漏，防水效果理想。 該方法的優(yōu)點(diǎn)是施工快，接縫少，在防水層上施工及基坑回填土?xí)r， 無紡布保護(hù)著 PE 膜防水層，確保防水質(zhì)量。該方法已在我省中醫(yī)學(xué) 院家屬樓地下室防水及偃師市居民住宅地下室防水工程中推廣應(yīng)用。3.5 其它方面HDPE 土工膜及 KS 膠粘接技術(shù)還用于倒虹吸砼接口處理、渠道砼伸 縮縫的處理、金屬管道防腐襯

15、砌處理、工業(yè)酸堿池防腐處理等方面， 均取得了成功。4 結(jié)語4.1 HDPE 土工膜施工時(shí)，接縫可采用 KS膠粘接或膜間焊接和膜布間、 布布間膠粘結(jié)相結(jié)合的兩種快速施工方法。 后者方法膜布間的粘結(jié)， 彌補(bǔ)了膜焊接可能存在 的滲漏缺陷，提高了接縫強(qiáng)度和抗?jié)B能力，確保了施工質(zhì)量。 KS 膠 粘接成本低于復(fù)合土工膜應(yīng)用成本的 5%，但使用 KS 膠粘接，復(fù)合 土工膜可以任意拼接，既保證復(fù)雜結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)要求，節(jié)省了材料，又 降低了應(yīng)用成本。4.2 KS膠粘劑的研制解決了 HDPE 土工膜與砼、金屬等之間的粘結(jié)技 術(shù)問題。當(dāng) HDPE 土工膜與建筑物砼連接時(shí)，膠粘法比錨固法，施 工簡便，造價(jià)低，止水效果更好。用 KS膠及 EF325膠液可將 HDPE 土工膜粘附于干、潮濕砼、漿砌石等基面上，提高其防滲能力。另外 KS膠及 HN-2 膠相配合適用于 HDPE 土工膜與 PVC復(fù)合土工膜之間 的膠接。4