HDPE土工膜污水处理综合项目工程中的综合项目施工专项方案.docx

HDPE土工膜在污水处理厂工程中施工技术方案
现在污水处理厂水池通常采取钢筋混凝土和土池结构型式，但这些结构型式存在工程造价高、施工工艺复杂、工期长、易开裂等缺点，尤其是当应用于部分容积较大水池（如调整池、曝气池）时，这些缺点更为突出。同时，土池结构型式本身防渗性能较差，而HDPE 土工膜含有良好防渗性能，恰好能填补这一缺点。
内衬HDPE土工膜土池结构型式继承了土池结构优点，同时含有成本低、防渗能力好、化学稳定性好、抗紫外光老化性良好和抗啮齿动物和微生物侵袭等优点，同时规避了渗漏风险，适适用于体形较简单多种类型污水池。
  1、HDPE土工膜介绍：
  HDPE土工膜是以高（中）密度聚乙烯树脂为原料生产密度大于0.94 g/cm3 土工膜。它含有约97.5% 聚乙烯、2.5%碳黑和微量抗氧化剂和热稳定剂。
HDPE土工膜含有以下优势：
1）强度高。
2）延展性好：有很好地表适从性和耐候性。
3）防渗能力好：渗透系数小于1×10-13 cm/s。
4）化学稳定性好：HDPE 软化点约121 ℃，冷脆化点约-120 ℃，
5）宏祥新材料股份：夏
对无机酸、有机酸、无机盐、酒精类、醛类、胺类、酯类、油脂等全部有较强抵御力，在污水环境下工作年限可达50 年以上。
含有良好抗紫外光老化性：HDPE 土工膜配方中添加炭黑含有抗紫外光能力。
抗啮齿动物和微生物侵袭：多种试验证实，动物和微生物只侵袭那些含有增塑剂聚合物，而HDPE 土工膜因没有添加增塑剂，通常不会受这些生物侵袭。
2、HDPE土工膜防渗体设计关键点：
2.1 设计方案
  通常HDPE土工膜防渗体结构在水池边坡自上而下由基层、HDPE土工膜、保护层、块石（或混凝土）护坡共四层组成。HDPE土工膜防渗体结构在水池底处通常自上而下由基层、HDPE土工膜两层组成。局部地域如池底周围宜设置混凝土走道板，宽度易大于1.2米，做法同边坡处。其作用是预防施工期间因人员行走和设备运输而对池底土工膜可能产生破坏，同时能够预防边坡上滚落部分尖锐物或是电焊渣等损伤土工膜。
2.2 基层设计
  基层应压实平整、无裂缝、无松土，表面无积水、无尖锐杂物，基层压实系数不得小于93%，材质应为透水系数较小黏性土。四面围坡基层应结构稳定，边坡许可值（高宽比）可根据《建筑地基基础设计方案》（GB 5007-）中要求选择，通常不应小于1：1.5。边坡坡度陡于1：1.2时，还应进行边坡称定性验算。边坡顶部应向外侧倾斜，方便排水，坡度宜采取2%～3%。
2.3 HDPE土工膜选择
HDPE土工膜强度设计满足下式：
        F＝Tf/T
式中Tf为单宽土工膜极限抗拉强度，kN/m；T为单宽土工膜所受拉力，kN/m；F为安全系数，在设计中提议该值应大于10。
 因为通常污水处理池深度在5m左右，经计算发觉所需土工膜厚度极薄。不过在选择不一样厚度规格土工膜时，还要考滤耐久性，所以提议选择1.2～3.0㎜HDPE土工膜。
在实际使用中发觉土工膜太薄轻易出现穿刺损坏，土工膜太厚测弯折困难不能和基层紧贴。选择1.2～3.0㎜HDPE土工膜，只要在施工期间注意保护，则即能确保膜完整性，又方便安装。
在斜坡上铺设HDPE土工膜时，应尤其注意HDPE土工膜和基层之间摩擦力大小。因为光面HDPE土工膜和其它材料间摩擦系数较小，很轻易沿界面产生滑动。所以在水池设计中，斜坡上HDPE土工膜通常选择糙面HDPE土工膜，以增加其抗滑能力。池底部分采取光面HDPE土工膜即可。
  2.4 保护层设计
  HDPE土工膜在铺设完成后，其上还需要进行块石（或混凝土）护坡施工，为避免小石块、树根等硬物刺穿土工膜，通常需要铺设非织造土工布作为保护层。用做保护层非织造土工布，其规格通常不得小于600g/㎡。
  2.5 护坡设计
  为提升边坡稳定性，应避免阳光直射土工膜，同时预防污水处理厂施工和运行期间对边坡土工膜造成破坏，需在外表面设计块石(或混凝土)护坡。
钢筋混凝土护坡因整体性很好而常被选择。混凝土和钢筋应符合《混凝土结构设计规范》（GB 50010-）和《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB 500069-）中相关要求。混凝土护坡厚度不应小于100㎜,内配钢筋网片，保护层厚度大于40㎜。护坡根部需设置护脚，预防护坡层沿土工膜向下滑动。护坡、护脚和池底周圈部署混凝土走道板连接成一体以提升护坡整体性 和稳定性。护脚可采取现浇钢筋混凝土结构，其宽度和埋置深度需计算确定，配筋满足结构要求。
  2.6 锚固设计
土工膜锚固方法关键有三种：锚固沟、压条固定、预埋件热焊。其锚固沟方法因其形式简单，施工方便，比较常见。锚固沟距离边坡边缘不宜小于800㎜,沟断面应依据锚固形式、结合具体情况加以核实，以大于800㎜×800㎜为宜。
  2.7 连接部位设计
  1)土工膜和管道连接，连接部位管道宜选择聚乙烯管。首先把HDPE土工膜依据管道直径大小裁剪成圆形管套，调整好管套位置并用热风焊枪临时固定，管套和管道间不能有空鼓部位。然后把管套两端分别焊接在HDPE土工膜和管道上，最好用不锈钢管箍固定管套。
2）土工膜和混凝土连接：在混凝土中预埋锁扣条，其材质同为高密度聚乙烯。依据不一样锁扣条，采取热熔焊接或机械加紧方法连接。
3 HDPE土工膜施工关键点
3.1 施工前准备工作
1）HDPE土工膜进场后首先必需根据《垃圾填埋场用高密度聚乙烯土工膜》（CJ/T234-）标准要求对外观进行严格检验，具体内容见表1：
表1 土工膜外观检验内容
序号
项目
要求
1
切口
平直，无显著锯齿现象
2
穿孔修复点
不许可
3
机械（加工）划痕
无或不显著
4
僵块
每㎡限于10个以内，直径≤2.0㎜截面不许可有贯穿膜厚度僵块。
5
气泡和杂质
不许可
6
裂纹、分层、接头和断头
不许可
7
糙面膜外观
均匀，不应有结块、破损等现象。
外观检验合格后，按规范要求数量、尺寸进行见证取样，送有资质建筑材料测试中心对土工膜各项指标如密度、拉伸强度、延伸率、撕裂强度等进行检验，检验合格后方可用于施工。
2）再次对已完成基层进行检验，确保基层表面光滑平整、无石块、树根、尖锐物等可能对土工膜造成伤害杂物。土工膜弯折处不得存在直角钢性结构，均应做弧形。
3.2 HDPE土工膜及保护层铺设
土工膜铺设采取先边坡后池底次序。铺膜时不要拉太紧，应留一定余幅，以备局部下沉拉伸之用。水平接缝不得在坡面上，且距坡脚不得小于1.5m，相邻两幅纵向接头不应在一条水平线上，应相互错开1 m以上。在土工膜运输过程中不要拖拉、硬拽，避免尖锐物刺伤。膜下应预先敷设部分临时导气管以排除膜下空气，使土工膜和基层紧贴。施工人员在进行施工作业时需穿着软底胶鞋或布鞋，同时注意天气、温度对膜影响。
 具体施工步骤以下：
1)裁剪土工膜：应对铺设面进行实际丈量得到正确尺寸，再按所选HDPE土工膜幅宽和长度及铺设方案进行裁剪，考虑搭接宽度方便焊接。池底转角扇形区应合理裁剪，使上下端全部得到牢靠锚固。
2）细部增强处理：在土工膜铺设之前，应先对阴阳角、变形缝等细部进行增强处理，必需时可增焊双层HDPE土工膜。
3）边坡铺设：展膜方向应基础平行于坡线，展膜应平整顺直，避免出现褶皱、波纹。土工膜在池顶位置要做好锚固，预防向下坠滑。
边坡上保护层为非织造土工布，其铺设速度应和铺膜速度一致，以避免人为破坏土工膜。土工布铺设方法应和土工膜相同，两幅土工布对正、搭齐，搭接宽度按设计要求，通常为75㎜左右，采取手提式缝纫机缝合连接。
4）池底铺设：将HDPE土工膜放在平整基层上，平顺、松紧适度，和土面密贴，避免出现褶皱、波纹。两幅土工膜对正、搭齐，搭接宽度按设计要求，通常为100㎜左右，焊接部位要保持洁净。
3.3 土工膜接合焊接和测试
土工膜接合焊接是预防渗漏关键步骤，常采取热熔焊接（双轨熔焊），要求焊接前两幅土工膜必需搭接100㎜以上，经过预先设置压力齿轮使两幅土工膜焊接在一起，具体操作步骤以下：
1）试验性焊接：试验性焊接需在HDPE土工膜试样上进行，而且在和生产性相同膜表面和环境下进行；试验性焊接要求检验和调整焊接设备；焊接设备和焊接人员只有成功完成试验性焊接后，才能进行生产性焊接。
2）生产性焊接：首先应清除HDEP土工膜表面油脂、水分 、灰尘、垃圾等杂物。假如膜表面存在杂物，会使上下膜无法热合到一起，对施工质量有较大影响。然后把焊机调整到试验性焊接时得到最好参数，在设计要求搭接宽度条件下，自动焊接，焊缝做到“平整、牢靠、美观”。保持焊接温度、速度及夹持棍压力，使焊接达成最好效果。
焊接时应注意：尽可能降低边脚和零星膜焊接；当环境温度和不利天气条件严重影响焊接时，应停止作业，假如在晚上焊接时，应确保有充足照明。
3）焊缝检测：焊缝检测分为目测、气压检测（非破坏性）和破坏性检测，对每一条焊缝全部要进行目测和气压检测，且要求合格率为100%。
目测关键是对焊缝外观质量、T型焊缝和十字型焊缝处理、基层有没有杂笺等项进行仔细检验。焊缝表面应光滑平顺，厚度均匀，焊缝处不得有杂物及多出散碎焊料，不得使周围母材出现损伤。
气压检测是经过检验焊缝气密性来判定其焊接质量好坏非破坏性检测手段。在气腔内封闭一定压力气体，经过检测针上附带压力表改变来检验其气密性。
破坏性检测是按每1000m焊缝取一个1000㎜×350㎜样品做焊缝强度测试，要求合格率为100%。
对在目测、气压检测中所发觉缺点应立即修补，不能立即修补要做特种标识，以防漏补。直径小于5㎜孔洞或针眼，可有点焊。当孔洞大于5㎜时，应用10㎝圆形或椭圆形衬垫修补。
3.4 施工注意事项：
3.4.1 边坡上土工膜施工注意点：边坡上HDPE土工膜在施工时可能会遭遇以下多个破坏模式：
1）从锚固沟中脱出向下滑动。这种破坏常发生在HDPE土工膜铺设阶段，能够经过增大土工膜和坡面之间摩擦力来阻止其在坡面上滑移。另外增大HDPE土工膜和锚固沟沟壁摩擦力及锚固沟锚固作用也可阻止HDPE土工膜滑动。
2）在连接处脱开。土质边坡不均匀沉降使斜坡上HDPE土工膜和管道或混凝土间连接产生较大张力，造成HDPE土工膜在连接处脱开。所以需在土工膜铺装时预留一定变形量。
3）受拉开裂。在坡面土工膜水平接缝处受拉时会产生开裂，为避免此情况要求土工膜在坡面上不得有水平接缝。
3.4.2 护坡施工注意点
 块石（或混凝土）护坡根据国家现行施工规范进行施工验收即可。需要强调是需注意在此期间对土工膜保护，一旦土工膜被人为破坏，要找出破坏之处是比较困难。所以在此期间要对施工人员进行技术交底并严格监控施工操作。