杜學(xué)能
(甘肅科瑞水電工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司,甘肅蘭州730046)
非織造復(fù)合土工膜、土工織物在水利工程中應(yīng)用十分廣泛,分別為不透水材料和透水材料,置于土體內(nèi)部、表面或各種土體之間,發(fā)揮加強(qiáng)和保護(hù)土體的作用。兩種材料都有制作簡(jiǎn)單、整體性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、造價(jià)低、施工速度快等優(yōu)點(diǎn),發(fā)展非常迅速,尤其在壩體及庫區(qū)、灌區(qū)渠道、河道治理、田間蓄水池等防滲工程中的大量應(yīng)用及其成效,引起了廣大工程技術(shù)人員的高度重視。
土工織物:由纖維紗或長(zhǎng)絲等按一定方向排列,經(jīng)機(jī)械織成的布狀土工織物,按加工工藝分為編織、機(jī)織和針織土工織物。
非織造型土工織物:由短纖維或長(zhǎng)絲按隨機(jī)或定向排列,經(jīng)機(jī)械纏合、熱黏或化黏而形成的絮狀或布狀土工織物。
水利工程常用非織造復(fù)合土工膜包括短纖針刺非織造復(fù)合土工膜,長(zhǎng)絲紡粘針刺非織造復(fù)合土工膜;非織造土工織物包括短纖針刺非織造土工布、長(zhǎng)絲紡粘針刺非織造土工布。
土工布與工作面形成整體進(jìn)行加固,減少沉降。土工布與砂墊層一起使用形成一墊層整體,在受到荷載的時(shí)候能夠?qū)⒑奢d向不同部位分散,減少應(yīng)力集中,從而減少不均勻沉降,提高工作面整體性,增加建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
壩體及庫區(qū)、灌區(qū)渠道、河道治理、田間蓄水池等建筑物都有防滲、防漏的要求。用于防滲的主要是非織造復(fù)合土工膜。
減少水流對(duì)土體的沖刷,有效地將集中應(yīng)力擴(kuò)散、傳遞或分解,防止土體受外力作用而破壞,保護(hù)土壤。
土工布可將不同的土質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分離,形成穩(wěn)定的分界面,使各層結(jié)構(gòu)分離,按照要求發(fā)揮各自的特性和整體作用,以避免相互混雜產(chǎn)生不良效果。在土石混合壩中用作隔離不同的筑壩材料。
當(dāng)水由細(xì)粒土層流入粗粒土層時(shí),可利用土工織物良好的透氣性和透水性,使水流通過,而保留細(xì)顆粒土等,從而保持水土工程的穩(wěn)定。
長(zhǎng)絲無紡?fù)凉げ伎梢栽谕馏w中形成排水通道,把土中水分匯集起來,沿著材料的平面排出體外,主要用于壩內(nèi)部垂直或水平排水,土壩或土堤中的防滲土工膜后面或混凝土護(hù)面下部的排水,擋土墻后面的排水以及各建筑物周圍的排水等。
材料選購依據(jù)設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)圖紙要求選擇規(guī)格型號(hào),進(jìn)行抽樣檢測(cè),各項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,經(jīng)業(yè)主同意方可進(jìn)場(chǎng)。材料進(jìn)場(chǎng)應(yīng)提交出廠合格證明和試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告。材料進(jìn)場(chǎng)后貯存中不得沾污、雨淋、破損、避免長(zhǎng)期暴曬和直立。進(jìn)場(chǎng)材料應(yīng)按設(shè)計(jì)要求和合同規(guī)定對(duì)產(chǎn)品按批量進(jìn)行檢測(cè),其力學(xué)指標(biāo)和水力學(xué)指標(biāo)應(yīng)委托有相應(yīng)資質(zhì)的檢測(cè)單位進(jìn)行檢測(cè)。它的工程特性需要依靠標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)確定,必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求。檢測(cè)內(nèi)容見表1、表2 和表3。
表2 長(zhǎng)絲紡粘針刺非織造土工布GB/T17639-2008 基本技術(shù)要求
施工中土工膜或布的接縫是不可避免的,而接縫往往是整個(gè)結(jié)構(gòu)中的薄弱點(diǎn),接縫處理是土工膜或布施工的一個(gè)關(guān)鍵程序,直接影響其工程的運(yùn)行時(shí)間。土工膜或布場(chǎng)內(nèi)拼接,為了施工方便,保障拼接質(zhì)量,膜或布盡量采用寬幅,減少壩坡現(xiàn)場(chǎng)拼接量。施工前根據(jù)膜或布的幅寬,現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)度需要在庫內(nèi)專用場(chǎng)地裁剪,并拼接成符合要求尺寸的塊體,卷到鋼管上,人工搬運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)。根據(jù)質(zhì)量檢測(cè)和相關(guān)數(shù)據(jù)表明,采用熱焊接方式來處理可以得到比較理想的效果,熱焊接方式先使土工膜表面熔化,然后通過施加一定的壓力使之融合成體。焊接前要調(diào)整好接縫處搭接寬度,且平整、無褶皺。焊接時(shí)要有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員完成,調(diào)整好溫度和速度。此焊接方式所得焊縫為雙道直縫,每道寬1 cm,間隔寬1 cm,焊縫處土工膜搭接寬度10 cm。膜焊接完成后進(jìn)行外觀檢測(cè),是否有表面缺陷,若焊縫透明、均勻、無褶皺、無空洞、無氣泡、手剝離堅(jiān)固等,可視為合格。外觀檢測(cè)合格后可進(jìn)行抽樣測(cè)試,根據(jù)規(guī)范要求隨機(jī)抽取試樣,做接縫拉伸強(qiáng)度試驗(yàn),要求接縫強(qiáng)度大于等于母材的80%,且試樣破壞位置在接縫外,則接縫質(zhì)量合格。反之,不合格。接縫搭接寬度處的布要進(jìn)行縫合,保護(hù)接縫和膜。接縫焊接不合格的可重新補(bǔ)焊,補(bǔ)焊大小為大于破洞周圍10 cm 為宜。
膜或布鋪設(shè)前要按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行場(chǎng)地平整,對(duì)尖石、樹根等雜質(zhì)清除,基面要平整,不可有凹凸現(xiàn)象,清理好的基面要夯緊,使膜或布鋪設(shè)后緊貼基面。但不能將膜或布拉得太緊,不得打皺,拼接要安穩(wěn),嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范施工。鋪設(shè)過程中不能有大量氣泡在膜下,所以一次鋪膜面積不能過大,邊鋪設(shè)邊蓋保護(hù)層土料,鋪設(shè)時(shí)場(chǎng)地人員穿平底鞋。
近年來,非織造復(fù)合土工膜、土工織物在國(guó)內(nèi)水利工程中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,尤其是在中小型水庫及農(nóng)田灌溉中取得了明顯的效果。今后需總結(jié)經(jīng)驗(yàn),不斷尋求和探索土工合成材料技術(shù)發(fā)展,更好地服務(wù)于水利工程建設(shè),提升水利工程質(zhì)量,促進(jìn)我國(guó)水利工程建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。