目前污水處理廠的水池通常采用鋼筋混凝土和土池的結(jié)構(gòu)型式，但這些結(jié)構(gòu)型式存在工程造價(jià)高、施工工藝復(fù)雜、工期長(zhǎng)、易開裂等缺陷，尤其是當(dāng)應(yīng)用于一些容積較大的水池（如調(diào)節(jié)池、曝氣池）時(shí)，這些缺陷更為突出。同時(shí)，土池結(jié)構(gòu)型式自身防滲性能較差，而HDPE 土工膜具有良好的防滲性能，正好能彌補(bǔ)這一缺陷。

內(nèi)襯HDPE土工膜的土池結(jié)構(gòu)型式繼承了土池結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有成本低、防滲能力好、化學(xué)穩(wěn)定性好、抗紫外光老化性良好以及抗嚙齒動(dòng)物和微生物侵襲等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)規(guī)避了滲漏的風(fēng)險(xiǎn)，適用于體形較簡(jiǎn)單的各種類型污水池。

  1、HDPE土工膜介紹：

  HDPE土工膜是以高（中）密度聚乙烯樹脂為原料生產(chǎn)的密度大于0.94 g/cm3 的土工膜。它含有約97.5% 的聚乙烯、2.5%的碳黑以及微量的抗氧化劑和熱穩(wěn)定劑。

HDPE土工膜具有以下優(yōu)勢(shì)：

1）強(qiáng)度高。

2）延展性好：有較好的地表適從性和耐候性。

3）防滲能力好：滲透系數(shù)小于1×10-13 cm/s。

4）化學(xué)穩(wěn)定性好：HDPE 軟化點(diǎn)約121 ℃，冷脆化點(diǎn)約-120 ℃，對(duì)無機(jī)酸、有機(jī)酸、無機(jī)鹽、酒精類、醛類、胺類、酯類、油脂等都有較強(qiáng)的抵抗力，在污水環(huán)境下工作年限可達(dá)50 年以上。

具有良好的抗紫外光老化性：HDPE 土工膜配方中添加的炭黑具有抗紫外光的能力。

抗嚙齒動(dòng)物和微生物侵襲：各種試驗(yàn)證明，動(dòng)物和微生物只侵襲那些含有增塑劑的聚合物，而HDPE 土工膜因沒有添加增塑劑，一般不會(huì)受這些生物侵襲。

2、HDPE土工膜防滲體設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

2.1 設(shè)計(jì)方案

  一般HDPE土工膜防滲體結(jié)構(gòu)在水池邊坡自上而下由基層、HDPE土工膜、保護(hù)層、塊石（或混凝土）護(hù)坡共四層組成。HDPE土工膜防滲體結(jié)構(gòu)在水池底處一般自上而下由基層、HDPE土工膜兩層組成。局部地區(qū)如池底周圍宜設(shè)置混凝土走道板，寬度易大于1.2米，做法同邊坡處。其作用是防止施工期間因人員行走和設(shè)備運(yùn)輸而對(duì)池底土工膜可能產(chǎn)生的破壞，同時(shí)可以防止邊坡上滾落的一些尖銳物或是電焊渣等損傷土工膜。

2.2 基層設(shè)計(jì)

  基層應(yīng)壓實(shí)平整、無裂縫、無松土，表面無積水、無尖銳雜物，基層壓實(shí)系數(shù)不得小于93%，材質(zhì)應(yīng)為透水系數(shù)較小的黏性土。四周邊坡基層應(yīng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，邊坡允許值（高寬比）可按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案》（GB 5007-2002）中的規(guī)定選取，一般不應(yīng)小于1：1.5。邊坡坡度陡于1：1.2時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行邊坡稱定性驗(yàn)算。邊坡頂部應(yīng)向外側(cè)傾斜，方便排水，坡度宜采用2%～3%。

2.3 HDPE土工膜的選擇

HDPE土工膜的強(qiáng)度設(shè)計(jì)滿足下式：

        F＝T_f/T

式中T_f為單寬土工膜的極限抗拉強(qiáng)度，kN/m；T為單寬土工膜所受拉力，kN/m；F為安全系數(shù)，在設(shè)計(jì)中建議該值應(yīng)大于10。

 由于一般污水處理池的深度在5m左右，經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)所需的土工膜的厚度極薄。但是在選擇不同厚度規(guī)格的土工膜時(shí)，還要考濾耐久性，因此建議選用1.2～3.0㎜的HDPE土工膜。

在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)土工膜太薄容易出現(xiàn)穿刺損壞，土工膜太厚測(cè)彎折困難不能與基層緊貼。選用1.2～3.0㎜的HDPE土工膜，只要在施工期間注意保護(hù)，則即能保證膜的完整性，又方便安裝。

在斜坡上鋪設(shè)HDPE土工膜時(shí)，應(yīng)特別注意HDPE土工膜與基層之間的摩擦力大小。由于光面HDPE土工膜與其他材料間的摩擦系數(shù)較小，很容易沿界面產(chǎn)生滑動(dòng)。因此在水池設(shè)計(jì)中，斜坡上的HDPE土工膜一般選用糙面HDPE土工膜，以增加其抗滑能力。池底部分采用光面HDPE土工膜即可。

  2.4 保護(hù)層設(shè)計(jì)

  HDPE土工膜在鋪設(shè)完畢后，其上還需要進(jìn)行塊石（或混凝土）護(hù)坡的施工，為避免小石塊、樹根等硬物刺穿土工膜，一般需要鋪設(shè)非織造土工布作為保護(hù)層。用做保護(hù)層的非織造土工布，其規(guī)格一般不得小于600g/㎡。

  2.5 護(hù)坡設(shè)計(jì)

  為提高邊坡的穩(wěn)定性，應(yīng)避免陽光直射土工膜，同時(shí)防止污水處理廠施工和運(yùn)營期間對(duì)邊坡土工膜造成破壞，需在外表面設(shè)計(jì)塊石(或混凝土)護(hù)坡。

鋼筋混凝土護(hù)坡因整體性較好而常被選用。混凝土和鋼筋應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010-2002）和《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 500069-2002）中的相關(guān)規(guī)定。混凝土護(hù)坡厚度不應(yīng)小于100㎜,內(nèi)配鋼筋網(wǎng)片，保護(hù)層厚度不小于40㎜。護(hù)坡根部需設(shè)置護(hù)腳，防止護(hù)坡層沿土工膜向下滑動(dòng)。護(hù)坡、護(hù)腳以及池底周圈布置的混凝土走道板連接成一體以提高護(hù)坡的整體性 和穩(wěn)定性。護(hù)腳可采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其寬度和埋置深度需計(jì)算確定，配筋滿足構(gòu)造要求。

  2.6 錨固設(shè)計(jì)

土工膜的錨固方式主要有三種：錨固溝、壓條固定、預(yù)埋件熱焊。其錨固溝方式因其形式簡(jiǎn)單，施工方便，比較常用。錨固溝距離邊坡邊緣不宜小于800㎜,溝斷面應(yīng)根據(jù)錨固形式、結(jié)合具體情況加以核算，以不小于800㎜×800㎜為宜。

  2.7 連接部位設(shè)計(jì)

  1)土工膜與管道的連接，連接部位的管道宜選用聚乙烯管。首先把HDPE土工膜根據(jù)管道的直徑大小裁剪成圓形的管套，調(diào)整好管套的位置并用熱風(fēng)焊槍臨時(shí)固定，管套和管道間不能有空鼓的部位。然后把管套兩端分別焊接在HDPE土工膜和管道上，好用不銹鋼管箍固定管套。

2）土工膜與混凝土的連接：在混凝土中預(yù)埋鎖扣條，其材質(zhì)同為高密度聚乙烯。根據(jù)不同的鎖扣條，采取熱熔焊接或機(jī)械加緊的方式連接。

3 HDPE土工膜的施工要點(diǎn)

3.1 施工前的準(zhǔn)備工作

1）HDPE土工膜進(jìn)場(chǎng)后首先必須按照《垃圾填埋場(chǎng)用高密度聚乙烯土工膜》（CJ/T234-2006）的標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)外觀進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，具體內(nèi)容見表1：

表1 土工膜外觀檢查內(nèi)容

序號(hào)	項(xiàng)目	要求
1	切口	平直，無明顯鋸齒現(xiàn)象
2	穿孔修復(fù)點(diǎn)	不允許
3	機(jī)械（加工）劃痕	無或不明顯
4	僵塊	每㎡限于10個(gè)以內(nèi)，直徑≤2.0㎜截面不允許有貫穿膜厚度的僵塊。
5	氣泡和雜質(zhì)	不允許
6	裂紋、分層、接頭和斷頭	不允許
7	糙面膜外觀	均勻，不應(yīng)有結(jié)塊、破損等現(xiàn)象。

外觀檢查合格后，按規(guī)范要求的數(shù)量、尺寸進(jìn)行見證取樣，送有資質(zhì)的建筑材料測(cè)試中心對(duì)土工膜的各項(xiàng)指標(biāo)如密度、拉伸強(qiáng)度、延伸率、撕裂強(qiáng)度等進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后方可用于施工。

2）再次對(duì)已完成的基層進(jìn)行檢驗(yàn)，確保基層表面光滑平整、無石塊、樹根、尖銳物等可能對(duì)土工膜造成傷害的雜物。土工膜彎折處不得存在直角鋼性結(jié)構(gòu)，均應(yīng)做弧形。

3.2 HDPE土工膜及保護(hù)層的鋪設(shè)

土工膜鋪設(shè)采取先邊坡后池底的順序。鋪膜時(shí)不要拉的太緊，應(yīng)留一定的余幅，以備局部下沉拉伸之用。水平接縫不得在坡面上，且距坡腳不得小于1.5m，相鄰兩幅的縱向接頭不應(yīng)在一條水平線上，應(yīng)互相錯(cuò)開1 m以上。在土工膜運(yùn)輸過程中不要拖拉、硬拽，避免尖銳物刺傷。膜下應(yīng)預(yù)先敷設(shè)一些臨時(shí)導(dǎo)氣管以排除膜下空氣，使土工膜與基層緊貼。施工人員在進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)需穿著軟底膠鞋或布鞋，同時(shí)注意天氣、溫度對(duì)膜的影響。

 具體施工步驟如下：

1)裁剪土工膜：應(yīng)對(duì)鋪設(shè)面進(jìn)行實(shí)際丈量得到準(zhǔn)確尺寸，再按所選的HDPE土工膜的幅寬和長(zhǎng)度及鋪設(shè)方案進(jìn)行裁剪，考慮搭接寬度以便焊接。池底轉(zhuǎn)角扇形區(qū)應(yīng)合理裁剪，使上下端都得到牢固的錨固。

2）細(xì)部增強(qiáng)處理：在土工膜鋪設(shè)之前，應(yīng)先對(duì)陰陽角、變形縫等細(xì)部進(jìn)行增強(qiáng)處理，必要時(shí)可增焊雙層HDPE土工膜。

3）邊坡鋪設(shè)：展膜方向應(yīng)基本平行于坡線，展膜應(yīng)平整順直，避免出現(xiàn)褶皺、波紋。土工膜在池頂位置要做好錨固，防止向下墜滑。

邊坡上的保護(hù)層為非織造土工布，其鋪設(shè)速度應(yīng)與鋪膜速度一致，以避免人為破壞土工膜。土工布的鋪設(shè)方式應(yīng)與土工膜相似，兩幅土工布對(duì)正、搭齊，搭接寬度按設(shè)計(jì)要求，一般為75㎜左右，采用手提式縫紉機(jī)縫合連接。

4）池底鋪設(shè)：將HDPE土工膜放在平整的基層上，平順、松緊適度，與土面密貼，避免出現(xiàn)褶皺、波紋。兩幅土工膜對(duì)正、搭齊，搭接寬度按設(shè)計(jì)要求，一般為100㎜左右，焊接部位要保持干凈。

3.3 土工膜的接合焊接與測(cè)試

土工膜的接合焊接是防止?jié)B漏的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，常采用熱熔焊接（雙軌熔焊），要求焊接前兩幅土工膜必須搭接100㎜以上，通過預(yù)先設(shè)置的壓力齒輪使兩幅土工膜焊接在一起，具體操作步驟如下：

1）試驗(yàn)性焊接：試驗(yàn)性焊接需在HDPE土工膜試樣上進(jìn)行，并且在與生產(chǎn)性相同的膜表面和環(huán)境下進(jìn)行；試驗(yàn)性焊接要求檢驗(yàn)和調(diào)節(jié)焊接設(shè)備；焊接設(shè)備和焊接人員只有成功完成試驗(yàn)性焊接后，才能進(jìn)行生產(chǎn)性焊接。

2）生產(chǎn)性焊接：首先應(yīng)清除HDEP土工膜表面油脂、水分 、灰塵、垃圾等雜物。如果膜表面存在雜物，會(huì)使上下膜無法熱合到一起，對(duì)施工質(zhì)量有較大影響。然后把焊機(jī)調(diào)整到試驗(yàn)性焊接時(shí)得到的佳參數(shù)，在設(shè)計(jì)要求的搭接寬度條件下，自動(dòng)焊接，焊縫做到“平整、牢固、美觀”。保持焊接的溫度、速度及夾持棍的壓力，使焊接達(dá)到佳效果。

焊接時(shí)應(yīng)注意：盡量減少邊腳和零星膜的焊接；當(dāng)環(huán)境溫度和不利天氣條件嚴(yán)重影響焊接時(shí)，應(yīng)停止作業(yè)，如果在晚上焊接時(shí)，應(yīng)保證有充足的照明。

3）焊縫檢測(cè)：焊縫的檢測(cè)分為目測(cè)、氣壓檢測(cè)（非破壞性）和破壞性檢測(cè)，對(duì)每一條焊縫都要進(jìn)行目測(cè)和氣壓檢測(cè)，且要求合格率為。

目測(cè)主要是對(duì)焊縫的外觀質(zhì)量、T型焊縫和十字型焊縫的處理、基層有無雜箋等項(xiàng)進(jìn)行仔細(xì)檢查。焊縫表面應(yīng)光滑平順，厚度均勻，焊縫處不得有雜物及多余散碎焊料，不得使周圍母材出現(xiàn)損傷。

氣壓檢測(cè)是通過檢查焊縫的氣密性來判斷其焊接質(zhì)量好壞的非破壞性檢測(cè)手段。在氣腔內(nèi)封閉一定壓力的氣體，通過檢測(cè)針上附帶壓力表的變化來檢查其氣密性。

破壞性檢測(cè)是按每1000m焊縫取一個(gè)1000㎜×350㎜樣品做焊縫強(qiáng)度測(cè)試，要求合格率為。

對(duì)在目測(cè)、氣壓檢測(cè)中所發(fā)現(xiàn)的缺陷應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)，不能立刻修補(bǔ)的要做特種標(biāo)記，以防漏補(bǔ)。直徑小于5㎜的孔洞或針眼，可有點(diǎn)焊。當(dāng)孔洞大于5㎜時(shí)，應(yīng)用10㎝圓形或橢圓形的襯墊修補(bǔ)。

3.4 施工注意事項(xiàng)：

3.4.1 邊坡上土工膜的施工注意點(diǎn)：邊坡上的HDPE土工膜在施工時(shí)可能會(huì)遭遇以下幾種破壞模式：

1）從錨固溝中脫出向下滑動(dòng)。這種破壞常發(fā)生在HDPE土工膜鋪設(shè)階段，可以通過增大土工膜與坡面之間的摩擦力來阻止其在坡面上的滑移。另外增大HDPE土工膜與錨固溝溝壁的摩擦力及錨固溝的錨固作用也可阻止HDPE土工膜的滑動(dòng)。

2）在連接處脫開。土質(zhì)邊坡不均勻沉降使斜坡上的HDPE土工膜與管道或混凝土間的連接產(chǎn)生較大張力，導(dǎo)致HDPE土工膜在連接處脫開。因此需在土工膜鋪裝時(shí)預(yù)留一定的變形量。

3）受拉開裂。位于坡面的土工膜水平接縫處受拉時(shí)會(huì)產(chǎn)生開裂，為避免此情況要求土工膜在坡面上不得有水平接縫。

3.4.2 護(hù)坡施工注意點(diǎn)

 塊石（或混凝土）護(hù)坡按照現(xiàn)行的施工規(guī)范進(jìn)行施工驗(yàn)收即可。需要強(qiáng)調(diào)的是需注意在此期間對(duì)土工膜的保護(hù)，一旦土工膜被人為破壞，要找出破壞之處是比較困難的。因此在此期間要對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底并嚴(yán)格監(jiān)控施工操作。

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