1 土工合成材料的特征以及結構形式
土工合成材料是由合成橡膠、合成纖維以及塑料等聚合物制成,屬于一種新型建筑材料,被廣泛使用于鐵路工程、水利工程及公路建設等施工當中。將其安置在土壤表面以及各土層之間,能夠有效提高土壤強度、保護土體,起到防滲作用,保證了工程質量,提升工程使用壽命,是水利工程施工過程中極為重要的施工材料。水利工程方面,土工合成材料主要被應用于堤壩的垂直防滲心墻、混凝土壩以及施工圍堰等方面的防滲。以往的土壩防滲施工過程中,大多采用較厚的黏土斜墻,可達數米甚至幾十米的厚度,黏土使用量較大。而防滲土工合成材料,不僅具有較強防水性,其防滲厚度很薄,便于施工,可有效地縮短施工周期,控制成本開支,并且防滲效果十分明顯,工程防滲功能提升,可溶有效的減少渠堤土壤的水量,防止渠道凍脹。然而土工合成材料的防滲形式較為多樣化,在施工過程中,應當嚴格按照施工方案進行施工,保障土工膜的焊接質量,提升防滲功能以及抗壓強度[1]。
目前國內土工合成材料主要可分為復合土工膜以及土工膜兩種。其中復合土工膜在水利工程中應用更為廣泛,無論工程有多么的復雜都能夠適應,通常可根據工程情況對其進行調整,采用一布一膜、兩布一膜或者三布兩膜等不同材料,來適應工程的不同要求。
2 復合土工膜的鋪設技術
通常在鋪設前,需對土層進行無砂混凝土施工,對堤壩進行一定的調整,再結合實際情況,根據制定的防滲結構對其鋪設復合土工膜。堤壩的上游部分可采用橫鋪以及順鋪的方式,對其進行復合土工膜的鋪設工作。在進行鋪設施工時,土膜應當是表面平整、從下而上進行的,保證其松緊程度,應根據施工實際情況留有一定的余幅,防止受拉過緊,使得土工膜受到一定的破壞。在堤壩的上游處可設置抗滑槽,并在抗滑槽上端折疊50 厘米左右的復合土工膜,作為一定的余量。
為了盡可能的保障復合土工膜之間的相互連接可靠,應當采用混凝土對其進行連接,并在完成連接之后,要嚴格按照要求進行水壓測試,查看連接處是否有滲水的情況,在確認無滲漏情況發生的時候再繼續下一步的施工作業。復合土工膜與防滲墻的連接可采用扁鐵進行加固,在周邊設置伸縮節,保障復合土工膜具備較強的伸縮能力。
3 復合土工膜的焊接
在完成復合土工膜鋪設工作之后,便是焊接拼接的環節,通常,拼接方式多采用的是熱熔焊接法,這種焊接方式具有抗拉強度高,焊接質量高的特征,焊縫優勢比較突出。此外,焊機焊接溫度以及速度是可調控的,可對不同材料進行操作。在進行拼接工作時,可在現場試拼接,測試焊接質量,待質量趨于穩定之后,再進行正式的焊接操作。為了保障焊接質量、加快焊接施工進度,可根據實際情況提前焊好拼接,再運到壩面進行鋪設以及拼接,在正式焊接前,也應當進行相應的試焊工作,并對合格的試焊樣品進行拉伸強度檢測,確定焊縫合格后再進行正式焊接。
在完成焊接之后,需對焊縫質量進行嚴格檢測。首先目測,看是否有漏焊,接縫處燙傷損壞程度如何,拼接是否均衡完整等。在目測合格之后,再采用充氣法或者是真空法對其進行最后的質量檢測以及評估。此外,土工膜還應當按照使用頻率進行抽樣,做拉伸強度檢測,大約是1000 平方米抽取樣品一次,焊縫強度高于母材強度的百分之八十,在接縫處試樣不會出現斷裂,為測試合格,否則,接縫質量不合格。對于質量不合格的焊縫應當及時進行補焊,并再次檢測,直到焊縫質量合格為止。為了保護土工膜表面的無紡布,可利用手提縫紉機進行縫合。
在施工過程中,為了防止土工膜在壩面上滑動,應在無砂混凝土表面刷上瀝青,連接復合土工膜,保證其不影響透水的效果,且增大抗滑阻力,效果十分明顯[2]。
4 施工過程中應當注意的問題
(1)復合土工膜在運輸以及儲存過程中應當嚴加保護,防止雨水淋濕、高溫炙烤,更要防范其被酸堿腐蝕,避免長期在陽光下暴曬,在使用前應當對其進行抽檢,確保材料的質量。
(2)復合土工膜在鋪設過程中應當保證其順直平整,將松緊度控制在合適的范圍之內,應當與地面之間保持一定的密實度,不能有空隙,在施工過程中,鋪設的工作人員應當注意不要穿硬底鞋進行施工操作。
(3)應采用寬幅材料,盡量減少接縫,且接縫應與最大拉力方向保持一致。在復合土工膜之間應當采用縫接,對于寬度的設置要根據設計的要求及規范,對于出現不平整的地方在鋪設進行時要適當拓展寬度。
(4)坡面在鋪設過程中應當是自下而上的,坡頂、坡腳應當采用可靠的方法對其進行固定,防止其滑動。此外,在施工過程中常常出現以下問題:①土工膜經常遭到石塊或者尖銳物的破壞刺穿;②由于缺乏一定的支撐,在水壓或者是土壓過大時,土工膜往往容易被破壞;③受到溫度、重力、浪擊以及水位的變化等諸多因素影響,導致界面出現滑動,使土工膜過度拉伸、撕裂。因此,在施工過程中應當嚴格按照施工規范以及設計
要求進行施工,以保障施工的質量[3]。
5 結語
土工合成材料屬于新型建筑材料,雖然技術較為簡單,為水利施工提供了便捷性,但是在仍有許多不可控的因素影響其使用性能,既有來自于自然界以及天氣等因素的影響,也有因自身材料質量問題,或施工步驟不嚴格按照規定執行的。需要施工人員在操作過程中,嚴格把控每一個環節,根據規范進行操作,將各種不利因素的影響降到最低,才能保證土工合成材料在實際工程中發揮有效作用。