HDPE土工膜施工工法

HDPE土工膜施工工法1、序言HDPE土工膜全称“高密度聚乙烯土工膜”，又称为HDPE防渗膜，是采用聚乙烯原生树脂（以高密度聚乙烯为重要成分）加以一定比例的碳黑黑色母料、抗老化剂、抗氧化剂、紫外线吸取剂、稳定剂等，经单层、双层、三层共挤技术吹塑而成，具有优良的耐环境应力开裂性能，抗低温、抗老化、耐腐蚀性能，以及较大的使用温度范围和较长的使用寿命，无毒无害，经济效益好，被广泛运用到多种工程中。我单位承建的湖北大峪口化工有限责任企业扩产改造项目磷酸贮存内，HDPE土工膜得到大量使用。二、工法特点HDPE土工膜是一种柔性防水材料，连接采用热熔焊接，焊缝强度高，焊接性能好，具有很高的防渗系数（1×10～17cm／s）；具有良好的耐热性和耐寒性，其使用环境温度为高温110℃、低温-70℃；具有很好的化学稳定性能，能耐80余种强酸、碱等化学腐蚀；具有很高的抗张力强度，具有很高的抗拉强度，能满足高原则工程项目需要；具有很强的耐候性，有很强的抗老化性能，能长时间裸露使用而保持本来的性能；整体性能好，具有很强的抗拉强度与断裂伸长率，可以在多种不一样的恶劣地质与气候条件下使用，地质不均匀沉降应变力强。三、合用范围本工法可广泛用于如下工程：1、环境保护，环卫工程（如生活垃圾填埋场，污水处理厂，电厂调整池，工业、医院固体废弃物场，有毒有害物处理场，危险品仓库，厂房等等）2、水利土木工程（河\湖\水库\堤坝防渗，堵漏，加固，水渠的防渗，垂直心墙，护坡等）3、市政工程（地铁，建筑物的地下工程和屋顶蓄水池，屋顶花园防渗，污水管道内衬等）4、园林绿化（人工湖，河道，蓄水池，高尔夫球场的水塘底衬、护坡，绿化草坪防水防潮等）5、石化（化工厂，炼油厂，加油站的储油罐防渗，化学反应池，沉淀池的内衬，二次衬层等）6、矿业（洗选池、堆浸池、堆灰场、溶解池、沉淀池、堆场、尾矿的底衬防渗等）7、水产养殖业（集约化、工厂化养殖池，鱼塘、虾池的内衬等）8、交通设施工程（公路的基础加固，涵洞的防渗）9、农业（水库，饮用水池，蓄水塘，浇灌系统的防渗）10、盐业（盐场结晶池，卤池苫盖，盐膜，盐池塑苫膜）11、HDPE已被我国用来取代PVC作为食品包装袋和保鲜膜原料。四、工艺原理HDPE土工膜连接采用热熔焊接方式，运用自身的连接形成一种完全封闭的整体防渗体，焊缝强度高，焊接性能好。其原理是运用焊机内电烙铁加热土工膜两面，使土工膜表面熔化，上下滚轴互相挤压两层土工膜，使之互相连接在一起。连接的特点：热熔焊接技术施工以便、迅速、效果好。五、施工工艺流程及制作要点施工准备→支持层处理→HDPE膜铺设、剪裁→HDPE膜对正、搭齐、压膜定型→焊接→检测、修补→验收→保护层施工。1、施工准备1.1、认真看懂图纸，对图纸进行自审、各专业互审，充足理解设计意图和技术难点，将技术关口前移，做好各专业接口及预留预埋的专业检查，在工程动工之前做好施工方案和技术交底记录。1.2、专业施工人员进场，所需的多种机具进场，电源接通，做好施工准备。1.3、组织质量管理小组对本工程技术、质量、进度严格控制，并结合工程特点，作好职工进场安全教育及培训工作，劳动保护和安全措施应遵照国家或部颁发的有关规定的规定。1.4、检查并确认基础支持层已具有铺设HDPE膜的条件，做下料分析，画出HDPE膜铺设次序和裁剪图，进行现场铺设试验，确定焊接温度、速度等施工工艺参数。2、材料验收、寄存、搬运2.1、材料进场必须有出厂合格证和检查汇报，其技术指标符合设计规定；进场后检查HDPE膜的外观质量，记录并修补已发现的机械损伤和生产创伤、孔洞、折损等缺陷；对进场HDPE膜进行取样、复检（材料进行复检，根据设计及《聚乙烯(PE)土工膜防渗工程技术规范SL/T231-98》的规定），材料复检合格后进行大面积施工。2.2、材料进库时，应按其类别、型号、规格、使用次序分别堆放，材料堆放于平整不积水的地方，堆高不超过四卷，并能看到卷的识别牌，在存储过程中，要保持标签完整和清晰，防止混淆。2.3、每个区、块旁边应按设计规定的规格和数量备足过筛砂料等保护层用料，并在各区、块之间留出运送道路，受到物理损坏的HDPE土工膜必须要修复，受严重损坏的HDPE土工膜（整卷或部分）不能使用，HDPE土工膜卷在安装展开前要防止受到损环，运送过程应轻拿、轻放，严禁野蛮装卸，运送时备有防雨设施,同步也应当及时对HDPE土工膜进行覆盖，防止阳光长时间照射。3、地基支持层施工3.1、按照设计图纸进行土方开挖，开挖时按设计规定找出坡度，土方开挖完毕组织有关单位共同验槽，经检查合格，填写基坑验收、隐蔽工程记录，办理交接手续，支持层一般采用细砂150mm厚作垫层，人工平整，施工过程中保持砂土层不受破坏。3.2、支持层表面应平整顺直，平整度控制在±2cm/㎡以内,扎实系数必须到达94%，经碾压后方可在其上铺设土工膜。3.3、纵、横坡度：纵、横向坡度宜在2%以上，填埋场底部的轮廊边界和构造必须有助于渗沥液的导流。3.4、垂直深度25㎜内不得有树根、瓦砾、石子、砼颗粒等尖棱杂物。3.5、支持层施工完毕后，对支持层进行保养，除了HDPE膜铺设工作人员外，其他任何人员不得入内。4、HDPE土工膜裁剪、铺设及压膜定型4.1、铺设施工气候规定:气温5～40℃为宜。考虑到土工膜的热胀冷缩性，根据经验，天冷时，土工膜的铺设应紧某些，天热时应松弛，但要注意，在夏天应防止中午时的高温。风力超过4级或雨天应停止施工，风小时，宜每隔2～5m放一种20～40kg的4.2、HDPE土工膜在铺设前，先对铺设区域进行实际检查、丈量精确尺寸，根据丈量的尺寸由专业技术人员做下料分析，力争焊缝至少，画出HDPE土工膜铺设次序和裁剪图。根据裁剪图将HDPE土工膜下料，下料要与裁剪图编号一致，然后将尺寸相匹配的HDPE土工膜运至对应的位置按规定次序和方向分辨别块进行HDPE膜的铺设。4.3、铺设者应当按照裁剪图标定的位置来铺设现场模块。假如模块不是按裁剪图上标明的地方施工，应在实际现场施工图上注明位置。铺设时，用人工按一定的方向，进行“推铺”，铺设HDPE土工膜时，应合适放松，预留出温度变化引起的伸缩变形量,并防止人为硬折和损伤。4.4、铺设HDPE土工膜时，膜块间形成的接点，应为T字形，不得作成十字形，拐角处，应注意合适裁剪土工膜，保证与周围妥善联接。4.5、HDPE膜焊缝搭接面不得有污垢、砂土、积水（包括露珠）等影响焊接质量的杂质存在。4.6、HDPE土工膜的铺设不管是边坡还是场底，应平整、顺直，防止出现褶皱、波纹，以使两幅HDPE土工膜对正、搭齐，搭接宽度按设计规定，一般为30cm左右。4.7、坡面上HDPE土工膜的铺设，其接缝排列方向应平行或垂直最大坡度线，且应按由下而上的次序铺设。4.8、HDPE土工膜铺设完毕、未覆盖保护层前，应在膜的边角处每隔2～5m放1个20～40kg重的砂袋。4.9、HDPE土工膜应自然松弛与支持层贴实，不适宜褶皱、悬空、不致形成“鱼嘴”。4.10、铺膜过程中应随时检查膜的外观有无破损、麻点、孔眼等缺陷。发现膜面有孔眼等缺陷或损伤，应及时用新鲜母材修补，补疤每边应超过破损部位10～20cm。4.11、细部增强处理：HDPE土工膜铺设时碰到阴阳角时应做加强处理，阳角在底部划开，用一块半径不不不小于0.5m土工膜搭接焊接；阴角底部划开处将划开的两部分重叠焊接，然后用另一块半径不不不小于0.5m土工膜加强。假如碰到变形缝等其他细部也要进行增强处理，必要时可增焊双层HDPE土工膜。4.12、土工膜与管道的连接：连接部位的管道宜优先选用聚乙烯管。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，管套与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，最终用不锈钢管箍固定管套。4.13、土工膜的锚固方式重要有三种：锚固形式、压条固定、预埋件热焊。a、与土联接时一般用锚固沟，把HDPE土工膜埋入土内50～100cm并扎实，在锚固沟顶部，应按设计规定预留一定量的HDPE土工膜，以备局部下沉拉伸，HDPE土工膜在锚固处不得渗水或被拔出，锚固沟距离边坡边缘不适宜不不小于800mm，沟断面应根据锚固形式、结合详细状况加以计算，以不不不小于800mm×800mm为宜；HDPE土工膜也可锚固到混凝土内，锚固长度应不小于等于800mm。b、压条联接一般用于与刚性构造联接，可用扁钢或角钢条用螺栓固定在混凝土构造上，外加热熔胶封口。如下图：c、预埋件热焊。在混凝土中预埋专用埋件，其材质同为高密度聚乙烯。根据不一样的埋件，采用热熔焊接或机械夹紧的方式连接。5、焊接5.1、HDPE土工膜焊接时基地表面应干燥，含水率宜在15%如下。膜表面要用洁净纱布擦拭焊缝搭接处200mm左右范围内的膜面，用湿抹布擦掉灰尘、污物，使这部分保持清洁、干燥、平整、坚实，HDPE土工膜应平行对正，适量搭接。5.2、HDPE土工膜的拼接采用热熔焊法，焊接工具宜采用自动调温（调速）电热楔式双道塑料热合机、热熔挤压焊接机，也可采用高温热风焊机，塑料热风焊枪可做局部修补用辅助工具。焊接时，随时观测焊接质量，根据当时当地气候条件和实际施工状况，随时调整焊接设备至最佳工作状态。5.3、在正式焊接操作之前，应根据经验先设定设备参数，取300×600mm的小块膜进行试焊。然后在拉伸机上进行焊缝的剪切和剥离试验，假如不低于规定数值，则锁定参数，并以此为据开始正式焊接。否则，要重新确定参数，直到试验合格为止。当温度、风速有较大变化时，亦应及时调整参数，重做试验，以保证施工的焊机性能、现场条件、产品质量符合规范规定，一般每天每台不少于两次，一次在正式作业前，一次在中班，试验性焊接是与生产性焊接相似的表面和环境条件下进行的。5.4、现场撕拉试验合格后，用已调整好工作状态进行正式焊接。只有通过试验性焊接，才能进行生产性焊接，焊接时要将机头对正接缝，不得焊偏，不容许滑焊、、漏焊、跳焊、超量焊。5.5、开机后，仔细观测指示仪表显示的温升状况，使设备充足预热，在焊接中，司焊人员要亲密注视焊缝的状况，及时调整焊接速度，以保证焊接质量，在焊接中要保持焊缝的平直整洁，应及早对膜下不平整部分采用应对措施，防止影响焊机顺利自行。遇害到特殊故障时，应及时停机，防止将膜烫坏。5.6、补修的措施：修补的材料应由同样的HDPE土工膜构成，所有补丁都应当具有与原HDPE土工膜相似的厚度。对材料上不不小于5㎜的孔洞及局部焊缝的修补完善，可用挤压熔焊机进行点焊；对不够厚度或不够严密的挤出焊缝，可用挤压熔焊机补焊加盖一层。对大的孔洞、刺破处、膜面严重损伤处、取样处、十字缝交叉处以及其他多种原因导致的缺损部位，均可用加盖补丁措施来修补。a、在HDPE土工膜搭接处，应去掉皱折，当皱折不小于10厘米时或破损处，采用圆形或椭圆补丁，补丁大小应超过切口周围15厘米。b、实在无法避开十字形接缝的状况下，在接缝处要加一块切角的方形300×300㎜，或D=300㎜补丁，补丁边距缺陷处不不不小于80㎜。c、对安装中发现的孔洞，要加盖不不不小于D=300mm或300mm×300mm的补丁。6、检测HDPE土工膜铺设完毕后应对焊缝进行检测，测试分为非破坏持续检测和破坏性检测。对所有的接缝和修补的整个长度进行非破坏持续测试，被许可的非破坏持续测试措施包括：双轨热熔接缝空气压力测试法和挤压接缝的真空或火花测试法。6.1、非破坏持续测试：非破坏测试必须在天气条件容许的状况下，按照接缝的焊接程序来进行，必须在有监理工程师在场的状况下进行非破坏测试。必须记录如下资料：a、压力测试：日期、开始测试时间、结束测试时间、开始测试压力、结束测试压力、技术人员名字、测试开始位置、测试结束位置和测试成果（通过或不通过）。b、真空测试：日期、技术人员名字和测试成果（通过或不通过）。c、火花测试：日期、技术人员名字和测试成果（通过或不通过）。必须在进行测试的HDPE土工膜的表面或在接缝测试的地方永久的记录以上内容，非破坏测试不合格的地方应根据技术阐明中的详细环节来修补和重新测试。6.1．1、压力测试热合双焊缝非破坏性压力测试流程示意图a、双轨热熔接缝必须用非破坏压力测试法。压力测试设备必须包括一种能产生400kPa的空气压力泵、压力管、压力表和压力输入设备；必须密封测试缝的两边，并在双轨热熔接缝设备产生的空气通道插入一种针头或者一种压力输入设备；空气泵应连接空气输入设备，空气通道必须要有200kPa的压力；空气输入阀应保持关闭，使空气泵不能与这连接；空气通道中的压力必须维持在一种稳定的水平并持续2分钟；在这个期间，假如在针头或其他的地方漏气，处理问题后必须重新进行测试；抵达稳定状态后，空气通道的压力要观测5分钟，并记录最终成果，假如气压下降不不小于20kPa，位于压力表另一端的接缝口应打开，从而减少压力和检测空气通道的堵塞状况，假如压力不能归零，阐明接缝被堵塞，接缝没有能通过非破坏测试。b、任何没有能通过非破坏测试的接缝，要重新进行测试，或整个接缝提成几种部分分别进行测试。双轨热熔接缝的任何一部分不能通过非破坏测试将是不合格的，并必须根据技术阐明进行修补。c、完毕了压力测试后，任何在空气通道中暴露的针孔、切割和断面必须进行必要的修补。6.1．2、真空测试堆焊单焊缝非破坏性真空测试流程示意图a、挤压焊接包括挤压接缝、补片修补和盖帽的修补等可用真空测试措施作非破坏测试。任何不能用真空测试的挤压焊接（例如复杂有角的连接或者管道穿透）必须用下述的火花测试进行测试。b、真空箱必须是一种坚硬的盒子，并在顶上带有透明测窗，在底部有一种舷窗和阀门，连接至泵和其他所有必需的压力控制、管道持续、压力管和配件。c、要进行测试的接缝不能有任何泥块或水珠。要测试的接缝必须要用软毛的（没有钢丝的）毛刷、布或喷射器涂上肥皂水湿润。必须防止在接缝完毕后过早涂上肥皂水来人为把温度降底。d、真空箱必须放置在挤压接缝的中央湿润的地方。真空泵连接电源，真空箱里的空气里由真空泵抽走，直到真空压力35kPa并在HDPE土工膜和真空箱之间慢慢地产生一种防漏密封。观测窗应保持清洁，以保证对挤出焊接的观测没有障碍。假如在接缝中没看见气泡，那么这个部分的接缝通过测试。然后可打开排出阀门，清除真空状态，真空箱可移到下一部分的接缝做测试。两个真空测试位置之间要大概有75mm的重叠交叉。e、在接缝处出现的任何气泡表明有泄漏和这个部分的接缝不合格应当要重新修补和检测。f、把肥皂溶液涂在HDPE土工膜上，把真空箱放在湿润的焊缝表面；保证封口不漏气；保持真空箱内的压力不不不小于0.025Mpa；通过透明窗口检查HDPE土工膜上与否有肥皂泡出现，时间不得不不小于30秒；若肥皂泡出现，则在其处标上记号，并按照规范的规定进行修补。6.1．3、火花测试a、挤压焊接包括挤压接缝、补片修补、盖帽的修补等可用火花测试进行非破坏测试。火花测试的电极必须包括一种便携式的移动高压发动机及刷型电极。在挤压焊接之彰，必须在接缝的连接处插入一根裸露持续的铜线。任何没有插入裸露铜丝的接缝不能用火花测试措施来进行非破坏测试。b、在测试之前，必须打扫所有在测试地方碎块，例如HDPE土工膜碎片、金属丝、金属物和污物。c、如埋在HDPE土工膜下面的铜丝和电极发出火花，表明接缝有缺陷。在有缺陷的地方，可观测到火花和听到火花的碰击声，这代表接缝未能通过非破坏测试，必须要修补和重新进行测试。6.2、破坏性试验：双缝热合焊机试焊焊件质量评判示意图挤压熔焊机试焊焊件质量评判示意图a、测试频率和位置如下：测试频率为每一定长度（以设计规定为准）的焊缝取一种样；测试位置在焊接时确定，过热、被污染、焊缝偏移或值得怀疑的位置作为测试位置，监测人员有责任选择测试位置。b、取样程序：焊接时，在监理指定的位置取样，以便在HDPE土工膜被覆盖前得到试验成果；现场监理给每个试样编号，并在HDPE土工膜铺设平面图上标明试样的编码和位置。c、修复HDPE膜上所有由于破坏性取样而留下的孔洞，应根据规定进行修补和测试修补的气密性。d、测试：取6块2.5厘米宽的试块进行上面所规定的扯破和抗剪强度（各3块）测试；被测试的HDPE膜块应满足抗扯破和抗剪规定。6.3、修补：a、对焊接检查切除样件部位、铺焊后发现的材料破损与缺陷、焊接缺陷以及检查时发现的不合格部位等，均应进行修补。b、修补的程序是：对随时发现的缺陷部位用特制的白笔标注，并加编号记入工作日志，以免修补时遗漏。c、用于修复的所有材料和焊接缝合装备都必须得到现场监理和业主的同意。且所有的修复环节、技术都应当事先得到现场监理和业主的同意。对每一种修复位置都应当进行非破坏性测试，且做好记录。7、验收7.1、工程竣工后应及时组织验收，工程验收应包括业主单位、施工单位、监理单位、设计单位、质量监督管理单位。7.2、工程验收资料包括设计文献、材料出厂文献、材料检测汇报、施工记录、铺膜和焊接施工记录、检测和检查记录、阶段性验收汇报、竣工图纸、监理汇报等7.3、HDPE土工膜的材质执行国家质量技术监督局公布的聚乙烯土工膜产品物理力学性能GB17643-的规定。7.4、施工质量应满足《聚乙烯防渗工程技术规范》（SL/T231-98）规定，分为施工单位自检、监理单位和业主单位抽检等内容。7.5、焊接质量检查，须经第三方检测机构抽检，焊缝强度必须不小于母材强度。8、保护层施工8.1、保护层厚度应满足设计规定，保护层材料可采用能满足设计规定的任何一种材料，保护层施工应按国家现行的有关原则规定执行。8.2、在HDPE土工膜铺设及焊接验收合格后，应及时填筑保护层，填筑保护层的速度，应与铺膜速度相配合，防止土工膜在烈日下长期暴晒。8.3、保护层施工工作面不应上重型机械和车辆，宜铺放木板，用手推车搬运保护层材料。8.4、保护层的土料应不含石头、树根、草根等杂物。六、材料与设备1、HDPE土工膜规格尺寸2、HDPE土工膜偏差规定（厚度偏差）项目指标厚度mm0.500.751.001.502.00极限偏差mm±0.06±0.09±0.12±0.18±0.24平均偏差％±63、HDPE土工膜偏差规定（宽度偏差）项目指标宽度mm3000350040006000以上偏差mm±50±60±80±1004、HDPE膜外观质量规定：序号项目指标1切口平直，无明显锯齿现象2穿孔修复点每卷不超过2个3水纹、云雾和机械划痕不明显4接头和断头不容许5杂质和僵块直径0.2～2.0mm，每平方米20个以内直径2.0mm以上，无5、HDPE物理力学性能规定：6、施工机具计划序号设备机具名称规格型号单位数量1动调温（调速）电热楔式双道塑料热合机台22热熔挤压焊接机台23热风焊枪台24裁纸刀把105剪刀把4七、质量控制1、建立以技术负责人为首，各管理部门负责人、质检员、施工员、工长构成的项目质量管理小组，对项目工程质量进行全方位的组织、计划及监督管理，并定期进行质量检查总结评比。建立质量管理体系，负责本工程的质量规划、布置、检查、贯彻和监督指导工作。2、建立以HDPE膜施工工程为主的质量保证体系，对不一样的施工工序分为A、B、C三级检查，配置专职检查员，执行三检一评制度，贯彻岗位责任制，奖惩分明，实行原则化管理，做到施工上规范、操作上规程、检查上原则。3、施工管理人员轮番值班坚守施工现场，监督指导各班组的施工质量，及时处理施工中存在的问题，严格制定并执行岗位质量责任制。4、质量工程师随时深入各施工班组进行质量检查、监控、指导，同步将收到的多种质量资料进行汇总，随时向技术负责人汇报。5、严格做好原材料、半成品、成品的进场试验及抽检工作，杜绝不合格品和原材料投入工程中使用。施工中要做好质量跟踪检查和见证取样送检工作。6、施工前对施工班组进行技术、安全交底，让参与施工每一种人都懂得自己的工作内容，做到心中有数，减少不必要的损失。7、施工的操作者，在施工过程中，必须进行质量自检，并填写自检记录，经专责工程师检查认证签字。8、在铺焊完的HDPE土工膜上行走时，不得穿硬底鞋，鞋上不得有铁钉、铁掌之类能伤害HDPE土工膜的东西，使用的措施和设备必须不损坏复合HDPE土工膜或其下基底。9、在HDPE土工膜上运送时，人力车的金属支腿要用胶皮类柔软材料包覆；汽车运料时，尽量车