复合土工膜防渗施工工艺原理及施工工艺流程

复合土工膜防渗施工工艺原理及施工工艺流程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。混凝土由于自身的特殊性能在现代土建工程上发挥着重要作用。其特殊性能体现在：具有较高的强度及耐久性；混凝土拌制物具有可塑性；能与钢筋牢固的结合成坚固、耐久、抗震且经济的钢筋混凝土结构。但是混凝土材料品质及配合比质量的波动以及混凝土输送、浇筑、养护等施工工艺对混凝土质量有较大的影响，施工过程中需要严格的质量控制。一、混凝土材料质量控制（一）

水的质量要求

凡可以饮用的水均可用于拌制和养护混凝土。未经处理的工业废水，污水及沼泽水不能使用，对钢筋混凝土及预应力混凝土工程不允许使用海水。拌制混凝土用水还应符合下表要求。

拌制混凝土用水的质量控制项目

指标含有影响水泥正常凝结和硬化的油类，糖类或其他有害杂质不允许PH值不小于

4硫酸盐，折成SO4，其含量不大于

1%（二）

水泥的质量控制水泥品种较多，按用途和性能分为通用水泥、专用水泥及特种水泥。通用水泥主要用于一般土建工程。包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤硅酸盐水泥以及复合硅酸盐水泥。在使用水泥的时候必须区分水泥的品种及强度等级掌握其性能和使用方法，根据工程的具体情况合理选择与使用水泥，这样既可提高工程质量又能节约水泥。在施工过程中还应注意以下几点：（1）

优先使用散装水泥。（2）

运到工地的水泥，应按标明的品种、强度等级、生产厂家和出厂批号，分别储存到有明显标志的仓库中，不得混装。（3）

水泥在运输和储存过程中应防水防潮，已受潮结块的水泥应经处理并检验合格方可使用。（4）

水泥库房应有排水、通风措施，保持干燥。堆放袋装水泥时，应设防潮层，距地面、边墙至少30CM，堆放高度不得超过15袋，并留出运输通道。（5）

先出厂的水泥先用。（6）

应避免水泥的散失浪费，作好环境保护。

（三）

骨料的质量控制砂石骨料是混凝土最基本的组成成分。通常1立方米的混凝土需要1.5立方米的松散砂石骨料。所以对混凝土用量很大的水利水电工程，砂石骨料的需求量是很大的，骨料的质量好坏直接影响混凝土强度、水泥用量和混凝土要求，从而影响水工建筑物的质量和造价。为此，在水利水电工程施工中应统筹规划，认真研究砂石骨料储量、物理力学指标、杂质含量及开采、储存和加工等各个环节。使用的骨料应根据优质、经济、就地取材的原则进行选择。可以选用天然骨料、人工骨料，或者互相补充。选用人工骨料时，有条件的地方宜选用石灰岩质的料源。1骨料料场规划骨料料场的合理规划是骨料生产系统的设计基础，是保证骨料质量、促进工程进展的有力保障。骨料料场规划的原则（1）

满足水工混凝土对骨料的各项质量要求，其储量力求满足各设计级配的需要，并有必要的富裕量。（2）

选用的料场，特别是主要料场应场地开阔，高程适宜，储量大，质量好，开采季节长，主辅料场应能兼顾洪枯季节互为备用的要求。（3）

选择可采率高，天然级配与设计级配较为接近，用人工骨料调整级配数量少的料场。（4）

料场附近有足够的回车和堆料场地，且占用农田少。（5）

选择开采准备量小，施工简便的料场。2

骨料的质量要求包括：强度、抗冻、化学成分、颗粒形状、级配和杂质含量。骨料分为粗骨料和细骨料。粗骨料质量要求：（1）

粗骨料最大粒径：不应超过钢筋净距的2/3、构件断面最小边长的1/4、素混凝土板厚的1/2。对少筋或无筋的混凝土结构，应选用较大的粗骨料粒径。（2）

在施工中，宜将粗骨料按粒径分成下列几种粒径组合：当最大粒径为40mm时，分成D20、D40两级；当最大粒径为80mm时，分成D20、D40、D80三级；当最大粒径为150（120）mm时，分成D20、D40、D80、D150（D120）四级；（3）

应控制各级骨料的超、逊径含量。（4）

采用连续级配或间断级配，应由实验确定。（5）

粗骨料表面应洁净，如有裹粉、裹泥或被污染等应清除。（6）

粗骨料的其它品质要求见下表：粗骨料的品质要求

项目指标备注含泥量%D20

D40粒径级≤1

D80，D150（D120）粒径级≤0.5

泥块含量不允许

坚固性%有抗冻要求的混凝土≤5

无抗冻要求的混凝土≤12

硫化物及硫酸盐含量%≤0.5折算成SO3,按质量计有机质含量浅于标准色如深于标准色，应进行混凝土强度对比实验，抗压强度比不应低于0.95表观密度kg/m3≥2550

吸水率%≤2.5

针片状颗粒含量%≤15经实验论证，可以放宽至25%细骨料质量要求：（1）

细骨料应质地坚硬、清洁、继配良好；人工砂的细度模数宜在2.4-2.8范围内，天然砂的细度模数宜在2.2-3.0范围内。使用山砂、粗砂、特细砂应经实验论证。（2）

细骨料的含水率应保持稳定，人工砂饱和面干的含水率不宜超过6%，必要时应采取加速脱水措施。（3）

细骨料的其它品质要求见下表：细骨料的品质要求

项目指标备注天然砂人工砂含泥量%≥

和抗冻要求的≤3

く

≤5

泥块含量不允许不允许

坚固性%有抗冻要求的混凝土≤8≤8

无抗冻要求的混凝土≤10≤10

硫化物及硫酸盐含量%≤1≤1折算成SO3,按质量计有机质含量浅于标准色不允许

表观密度kg/m3≥2500≥2500

云母含量%≤2≤2

轻物质含量%≤1

经实验论证，可以放宽至25%石粉含量%

6---18

二、混凝土配合比

混凝土施工配合比必须通过实验，满足设计技术指标和施工要求，并经审批后方可使用。混凝土施工配料必须经审核后签发，并严格按签发的混凝土施工配料单进行配料，严禁擅自更改。在施工配料中一旦出现漏配、少配或者错配，混凝土将不允许进仓。三、混凝土的搅拌及输送质量控制

根据工程量的大小并结合施工单位自身设备条件选取相应的拌和设备和运输设备。提前预测拌和设备和运输设备可能出现的故障和问题，并及时安排机修人员作好设备的检查和修理工作。不能因为设备故障而停止混凝土的浇筑，确保在施工过程中及时提供工程所许混凝土，促进工程有序向前推进，保证施工进度。

1混凝土拌和质量控制要点（1）

混凝土最小拌和时间拌和容量Q(立方米)最大骨料粒径(mm)最少拌和时间（s）自落式拌和机强制式0.8≤Q≤18090601<Q≤315012075Q>315015090

注：①入机拌和量应在拌和机额定容量的110%以内。②加冰混凝土拌和时间应延长30s(强制式15s)（2）

在混凝土拌和中应定时检测骨料含水量。（3）

混凝土掺和料在现场宜用干掺法，且必须拌和均匀。（4）

混凝土拌和物出现下列情况之一，按不合格处理。①

错用配合比。②

混凝土配料时，任意一种材料计量失控或漏配。③

拌和不均匀或夹带生料。④

出口混凝土坍落度超过最大允许质。2混凝土运输过程注意事项（1）

运输中不致发生分离、漏浆、严重泌水、过多温度回升和坍落度损失。（2）

混凝土运输时间：运输时段平均气温混凝土运输时间（min）20—304510—2060（3）

5—10（4）

90（4）

低温天气应避免天气、气温等因素的影响，采取遮盖或保温设施。（5）

混凝土的自由下落度不宜大于1.5m否者应设缓降措施，防止骨料分离。（6）

混凝土在运输过程中如果出现故障，必须及时处理。在混凝土初凝前想办法将混凝土运送到浇筑仓位否者以不合格处理。四、混凝土浇筑、养护及拆模质量控制（一）混凝土的浇筑

混凝土浇筑前作业包括：基础处理、施工缝处理、立模钢筋及预埋件的安设。（其质量要求参见《水工混凝土施工规范》）其次必须经监理人员验仓合格，并取得准浇许可证方能进仓作业。

1入仓铺料

混凝土入仓铺料多采用平浇法，它是由仓面某一边逐层有序连续铺填。铺料层的厚度与振动设备的性能、混凝土粘稠度、骨料强度和气温高低有关。其具体要求参见下表：

振动设备浇筑层厚度插入式振捣机振捣棒头长度1.0倍

电/风振捣器0.8倍软轴式振捣器1.25倍平板式单层钢筋250mm双层钢筋200mm

混凝土层间间歇超过混凝土初凝时间，会出现冷缝，使层间抗渗、抗剪能力明显下降，在施工过程中，其允许间歇时间：混凝土浇筑气温

允许间歇时间（min）中热、硅酸、普通硅酸盐水泥低热、矿渣、火山灰质硅酸盐水泥20—309012010—20135180（5）

5—10195----2平仓与振捣卸入仓内成堆的混凝土料，应平仓后再振捣，严禁以振捣代平仓。振捣时间以混凝土粗骨料不在显著下沉，并开始泛浆为准。应避免欠振、过振使混凝土振捣均匀密实。其振捣具体要求参见《水工混凝土施工规范》3浇筑中仓面出现下列情况之一应停止浇筑。