不透水土工膜在处理不良地质路基中的实践研究

时间:2021-03-26 12:50:19 工程力学毕业论文 我要投稿

不透水土工膜在处理不良地质路基中的实践研究

  摘要:不透水土工膜在处理不良地质路基中的应用十分广泛,本文基于低液限粉土段落和盐渍土段落两种段落对不透水土工膜的应用加以阐述,并对其在施工过程中的要点进行总结。

不透水土工膜在处理不良地质路基中的实践研究

  关键词:不透水土工膜;地质;路基;实践

  随着我国社会经济的快速发展,我国的基础设施逐渐完善,大部分城市开始兴建地下工程――地铁,水利水电工程作为惠民工程也在热火朝天的建设当中,在建设这些工程项目的时候,往往会应用到不透水土工膜,作为一种防渗材料,不透水土工膜在实际工程项目施工中的使用率越来越高,其作用越加突出,特别是在不良地质路基的使用中,更能充分体现不透水土工膜的利用价值。

  一、土工膜概述

  土工膜是一种塑料薄膜和无纺布复合而成的防渗材料,由于土工膜延伸性强,使用寿命长,耐腐蚀、耐高温与严寒,因此,土工膜在处理不良地质路基中的应用十分广泛。塑料具有不透水的特性,能够适应不良地质路基的形状,无纺布成形后,具有相当高的延伸性和抗拉强度,二者在结合之后,薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力得到了弥补,加之无纺布本身粗糙,因此增加了接触面的摩擦系数,有利于不良地质路基的稳定,同时能够避免化学元素的腐蚀。土工膜在实际生活中的应用也十分普遍,如公路的基础加固,水库堤坝的防水防渗,高尔夫球场的水塘底,土工膜都在发挥着不可小觑的作用。

  二、项目工程案例――以王甫洲水利枢纽工程为例

  位于湖北省老河口市的王甫洲水利枢纽,是汉江干流16个梯级开发中的第10个梯级,该水利枢纽以发电为主,兼顾灌溉、养殖、旅游等综合项目。王甫洲工程采用砂砾料作为围堤,1 ~ 2 a 后对斜墙防渗复合土工膜进行铺设,围堤变形工作基本完成,防渗土工膜受堤体的变形影响较小。为了对断面进行观测,共放置了30支应变计,图1为围堤右岸1 + 624 . 0m 断面的3 支应变计(ST - 1、ST - 3、ST - 5)纵向应变计实测过程线。从3 支应变计测值过程可以看出,复合土工膜有3 个明显的变化时段:① 填盖中细砂保护层期间,其应变值上升约为1 .7% ~ 2 . 3%;② 混凝土保护层浇筑完成时,应变值上升约0 . 5%;③ 水库蓄水初期应变值上升约0 . 07% ~0 .13%。在这3 个时段之间出现两个应变相对稳定的阶段;在整个测值过程中,各组应变计的测值变化虽略有差别,但其变化规律基本一致。

  在此之前,我国将不透水土工膜运用到工程项目的实例非常多,但是对不透水土工膜的变形监测缺乏监督,大多属于试验性质工程,为此,王甫洲水利枢纽工程在不改变以老河道作为两岸围堤时,为监测防渗复合土工膜在施工过程中和水库蓄水初期受力变形情况,组织专门技术人员对不透水土工膜的应变监测进行了深入研究,选择左岸0 + 293 .0 m 和右岸1 + 624 .0 m 处作为典型观测断面,作为监测不透水土工膜的检测对象,在该检测断面一共布设30 支土工膜应变计,以此保证检测数据的全面性,其中左岸共布设了18支土工膜应变计在0 + 293 . 0 m 处,用于监测纵向应变的有12支,用于检测横向应变的应变计为6支;右岸共布设了12支应变计在1 + 624 .0 m 处,用于监测纵向应变的有8支,用于检测横向应变的应变计为4支,所谓纵向检测就是顺坡向检测,横向检测即顺水流向检测。与此同时,为了监测土体空隙中随地下水位上升而被挤出的空气、铺设复合土工膜时被锁闭的气囊以及土工膜漏水使下层土体中可能引起的化学作用而产生的气体对土工膜的顶托力,在两个断面附近共布设6支气压传感器,该工程的检测中铺设不透水土工膜一直持续到整个工程的蓄水试运行,在整个检测过程中,仪器的工作状态正常,没有出现任何问题,在此方面取得了瞩目的成绩。

  三、针对不良地质路基的处理――以湖北福银高速为例

  1、低液限粉土段落的路基处理

  粉土区别于粘性土和砂土,其粉粒含量相对较多,粘粒和粗粒含量非常少。在该高等级公路特殊路段施工过程中,对于低液限粉土采用的处理方案是:在路基施工位置距离路面顶标高12m位置处,在经过精细整修,横坡为3%的路拱,在这个断面上铺设不透水土工膜,除此之外,为了防止地表水下渗以及大量农田灌溉用水对断面造成破坏,在此基础上,在路基的.坡角处按照1:1的比例向外挖出1.5m的深度,然后在挖出的这个深度上,竖向覆盖不透水土工膜,与路基横断面的不透水土工膜进行连接,形成了半封闭的防水体系,不仅能够防止地表水的侵入,还能防止农田灌溉用水的渗透。

  2、盐渍土段落的路基处理

  盐渍土是土壤不同程度的盐碱化土壤的总称,福银高速某路段存在着大量的盐渍土壤,盐渍土壤影响着路基的稳定性,因此,必须对盐渍土壤采取科学合理的处理,才能保质路基的稳定性。在该路段施工时,采取的处理方法是:原设计采用透水性土工布+40cm砾土隔断层,这种方法存在着一定的弊端,经过多次探讨后,决定采用铺设不透水土工膜的方法进行施工。在路基施工位置到路面顶高位置1.2m处,在经过精细整修,横坡为3%的路拱,铺设同路基一样宽度的不透水土工膜。

  四、不透水土工膜在处理不良地质路基的施工方法

  1、施工准备

  在进行不透水土工膜铺设时,要对需要施工的路面进行清理和平整,不透水土工膜对于施工面的要求较为严格,对于需要铺设不透水土工膜的路基,应进行精细平整,对于局部无法进行精细平整的路基,要通过补撒细料的方式进行平整,要清除所有的尖锐石块,路基进行补平之后,要对路劲进行压实,保证横坡度、表面质量满足施工要求,经过相关施工人员,对铺设进行验收,验收合格后,方可进行不透水土工膜的铺设工作。

  2、不透水土工膜的铺设

  大部分不透水土工膜铺设工程采用的是宽幅为6m的不透水土工膜,宽幅6m的不透水土工膜较其它土工膜相比,施工较为方便,拼接质量也得得到一定的保障。在铺设过程中,由路基中间线向路基两侧展开铺设,先铺的不透水土工膜一定要在后铺的不透水土工膜之上,要按照顺序依次进行铺设,铺设时一定要保证不透水土工膜的平整,如果不透水土工膜铺设不能达到平整的标准,对该公路特殊路段顶防渗会产生较大的影响。

  在铺设不透水土工膜之前,要对需要铺设不透水土工膜的路基进行均匀洒水,保证路基土壤的湿润,洒水要适量,洒水过多或过少,都会对不透水土工膜的铺设质量产生影响,从而影响到该公路特殊路段的整个铺设工作。铺设工作应选择在干燥晴朗的天气中进行,不透水土工膜铺设人员要穿胶底布鞋,严禁穿跟鞋或者钉鞋,以免不透水土工膜被踩坏或者刮坏,避免将不透水土工膜放在烈日下曝晒,经过曝晒的不透水土工膜的质量会受到影响,缩短不透水土工膜的使用寿命,甚至造成不透水土工膜的浪费,在铺设过程中,要保证不透水土工膜平整,避免对其进行用力拉伸,切记也不可使其产生褶皱。

  3、不透水土工膜的拼接

  在施工过程中,往往需要对不透水土工膜进行拼接,在拼接时应注意以下几点:首先,必须采用专业的不透水土工膜热和焊接机进行焊接,焊接温度保持在200摄氏度以上,只有200摄氏度以上的温度,才能保证不透水土工膜的拼接质量。其次,不透水土工膜的焊接质量直接影响到路基的施工质量,为了保证高质量的不透水土工膜拼接,在进行拼接时,需要生产厂商对施工部门提供技术支持,派技术人员到施工现场进行拼接指导。第三,为了保证不透水土工膜的质量,不透水土工膜铺设的一个段落最好控制在250m~300m之间。第四,在铺设过程中,不透水土工膜难免出现损坏现象,应该做好强力万能胶的准备工作,保证不透水土工膜损坏时,能够及时修补。

  五、不透水土工膜施工过程要点总结

  首先,在选择不透水土工膜时,要对生产不透水土工膜厂家的土工膜进行各项技术指标的抽样检测,检测合格后,方可使用。第二,对于施工项目的地形以及土壤情况等进行综合分析,结合工程项目的实际需求和情况,向生产厂商进行详细咨询,确保施工方案的科学性、合理性,在施工过程中,要明确施工的重点,对施工重点进行监督,保证不透水土工膜的正确铺设。第三,在对不透水土工膜进行拼接前,要与生产厂商进行沟通,安排技术工人到施工现场进行指导。第四,焊接完成后,要对焊接的不透水土工膜进行严格检查,焊接是否有漏洞,铺设过程中是否有褶皱或者紧绷状况。第五,施工要在干燥晴朗的白天进行,不能选择下雨或者晚上进行,以免由于天气原因对铺设质量造成影响。不透水土工膜铺设的一个段落最好控制在250m~300m之间。第六,完成整个铺设工作后,对不透水土工膜进行抽样检测,确保铺设环节不出现任何问题。

  结语:

  从本文的分析中可以看出,目前不透水土工膜的应用领域非常广泛,对于铺设不透水土工膜施工要求越来越高,只有做好不透水土工膜的质量检测、前期准备工作以及施工中拼接工作,才能保证工程质量。

  参考文献:

  [1]李旺林.李志强.李永顺.孟祥涛.真空法检验土工膜整体质量的试验研究[J].真空,2013(12).

  [2]张森.大面积三布二膜不透水土工布在泡沫混凝土换填地铁覆土工程中的应用[J].城市建设理论研究,2014(9).

  [3]高尚.浅谈水利工程施工中符合土工膜的运用[J].城市建设理论研究(电子版),2013(29).

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