HDPE土工膜施工技術(shù)

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1、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。該方法施工速度較快，成本較低。但其接縫強(qiáng)度過低，試驗(yàn)

2、測(cè)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(chǎng)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HDPE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

3、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(guó)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(guó)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接縫試驗(yàn)測(cè)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

4、2焊接縫合后測(cè)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(cè)得自身抗拉強(qiáng)度為19.5kN/m，按圖4焊接縫合后測(cè)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

5、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。2.2KS膠快速膠粘技術(shù)針對(duì)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)。2.2.1KS膠粘劑主要技術(shù)指標(biāo)1．粘接抗剪強(qiáng)度PE膜-PE膜：0.14MPa(母材斷)PE膜-無紡布：0.14MPa(母材斷)無紡布-無紡布：0.15MPa(母材斷)PE膜-砼：0.14MPa(母材斷)2.T剝離強(qiáng)度PE膜-PE膜：1.10kN/m(膠粘劑內(nèi)聚破壞)PE膜-無紡布：1.2kN/m(

6、膠粘劑內(nèi)聚破壞)無紡布-無紡布：1.2kN/m(膠粘劑內(nèi)聚破壞)3．180°剝離強(qiáng)度PE膜-砼：0.92kN/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0.12MPa(母材斷)2.2.2KS膠粘劑粘接接縫方法2.2.3KS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(cè)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/

7、m(母材斷)、17.0kN/m(母材斷)、15.8kN/m(接縫附近母材斷裂)、17.4kN/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(cè)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，造成此處母材強(qiáng)度降低，拉伸時(shí)發(fā)生斷裂，測(cè)得的試件抗拉強(qiáng)度低于對(duì)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