HDPE土工膜施工技术.doc

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1、HDPE土工膜施工技术1　前言HDPE土工膜作为一种新型结构的防渗型土工合成材料，由于其抗拉强度高、防渗性能好、变形能力强、质量轻、施工方便、造价低等优点，被广泛用于库区、坝体、围堰、渠道、人工湖、蓄水池等水利建筑物的整体与局部防渗加固中。同时在电力、冶金、环保、城建、铁路、公路、军工、农业及矿业等领域防渗加固工程中亦具有广泛的用途。HDPE土工膜中PE膜系热塑性非极性材料，在施工中边角连接及其与建筑物的连接等采用一般的胶粘剂粘接法很难达到理想的效果。目前施工中，边角连接通常是在膜布分离状态下采用膜与膜焊接，无纺布与无纺布缝合的接边方法。该方法施工速度较快，成本较低。但其接缝

2、强度过低，试验测得的接缝强度仅为复合母材强度的40%左右。当遇到复杂形状的防渗结构如人工湖、煤灰厂等，由于复合土工膜的工厂预留接边是有限的，铺设中局部卷材有的过量皱褶，有的张拉过紧，这样不仅会造成材料的大量浪费，同时皱褶处也不利于土的密实回填。卷材过于张拉，容易造成悬空，易被水压和土体变形所张破。焊接法的焊接质量受施工现场条件如膜的厚度、气温、风力、湿度、电压、垫层平整度等诸多因素的影响，且焊接宽度过窄，其强度和止水效果也很难保证，而且HDPE土工膜与建筑物之间也不能用焊接法连接。因此HDPE土工膜施工连接技术直接影响着HDPE土工膜这一新型土工合成材料的推广应用和应用效果。

3、鉴于目前HDPE土工膜施工中的连接技术问题，我所结合工程实例，开展了HDPE土工膜施工快速粘接技术的研究。经过五年的不断探索，开发了HDPE土工膜施工专用胶粘剂(KS胶)及快速粘接技术，该技术已获得国家发明专利及河南省水利科技进步一等奖，并在全国各类HDPE土工膜防渗工程中推广应用，取得了较理想的效果。为HDPE土工膜的应用和推广提供了可靠的连接技术。2　HDPE土工膜粘接技术2.1焊接法接缝HDPE土工膜及焊接缝连接方式如图1、图2所示：图1一布一膜焊接缝合法接缝图2两布一膜焊接缝合法接缝试验测得由0.5mm厚PE膜与300g/m2无纺布复合而成的一布一膜型HDPE土工膜(

4、图1)自身抗拉强度为17.5kN/m，按图2焊接缝合后测得其接缝抗拉强度为7.0kN/m，接缝强度仅为复合母材的40%。由上述同样的膜和无纺布复合而成的两布一膜型HDPE土工膜(图3)测得自身抗拉强度为19.5kN/m，按图4焊接缝合后测得其接缝抗拉强度为7.9kN/m，接缝强度仅为复合母材的41%。由此可以看出，HDPE土工膜采用焊接缝合法，接缝抗拉强度远远低于复合母材的抗拉强度，不能达到母材强度80%的设计要求。其原因一方面是PE膜在焊接的过程中膜被加热熔化、加压粘合，膜变薄甚至老化，会造成膜焊接处抗拉强度降低；另一方面为了满足焊接的需要，接缝处的膜与无纺布分离，接缝焊接

5、缝合后，膜布分离，膜紧布松，拉伸时膜布变形不一致。接缝处的强度较低，因此接缝成为复合土工膜防渗系统中的一个薄弱部位。2.2KS胶快速胶粘技术针对目前接缝焊接法存在的问题，我所经多年的努力研制出HDPE土工膜施工专用KS胶粘剂。适用于膜与膜、膜与无纺布、无纺布与无纺布、膜与砼、石、金属等之间的粘接，具有粘接速度快，强度高，抗渗性能好，施工成本低等优点。2.2.1KS胶粘剂主要技术指标1．粘接抗剪强度PE膜-PE膜：0.14MPa(母材断)PE膜-无纺布：0.14MPa(母材断)无纺布-无纺布：0.15MPa(母材断)PE膜-砼：0.14MPa(母材断)2.T剥离强度PE膜-PE

6、膜：1.10kN/m(胶粘剂内聚破坏)PE膜-无纺布：1.2kN/m(胶粘剂内聚破坏)无纺布-无纺布：1.2kN/m(胶粘剂内聚破坏)3．180°剥离强度PE膜-砼：0.92kN/m(胶粘剂内聚破坏)4．抗渗压力：≥0.8MPa(PE膜、粘宽5cm)5．渗透系数：3.5×10-12cm/sec(PE膜、粘宽5cm)6．耐水性：水中浸泡168h粘接抗剪强度0.12MPa(母材断)2.2.2KS胶粘剂粘接接缝方法2.2.3KS胶接缝试验结果采用上述由0.5mm厚PE膜与300g/m2无纺布复合而成的一布一膜型和两布一膜型HDPE土工膜按图3至图8的粘接方法进行粘接试验，测得的粘接

7、抗拉强度依次是17.5kN/m(母材断)、16.6kN/m(母材断)、16.5kN/m(母材断)、17.0kN/m(母材断)、15.8kN/m(接缝附近母材断裂)、17.4kN/m(接缝附近母材断裂)。由于一布一膜存在强度的不均匀性，所以测出的数据波动较大，但拉伸断裂处均发生在母材上。两布一膜接边附近膜布复合强度过低，造成此处母材强度降低，拉伸时发生断裂，测得的试件抗拉强度低于对比试件母材的强度。从图3、4、5、7接缝试验结果看出，用KS胶粘接接缝的方法，拉伸时断裂均发生在接缝附近的母材上，接缝的强度均