鄭 林

（中鐵十八局集團(tuán)有限公司，天津300222）

0 引言

HDPE膜的全稱為高密度聚乙烯膜，原材料無毒環(huán)保，并且具有很強(qiáng)的抗?jié)B防漏性，化學(xué)穩(wěn)定性也比較高。被廣泛應(yīng)用在道路路基、水利工程的防滲漏系統(tǒng)中。在南堤路工程施工中就采用了HDPE膜，為保證施工質(zhì)量，采用國外進(jìn)口的2mm厚雙糙面HDPE膜，通過對施工過程施工工藝的控制，結(jié)合南堤路工程施工病害控制要點，有效保證了施工質(zhì)量。

1 工程概述

南堤路工程位于天津南港工業(yè)區(qū)，施工范圍為：西起南港二街，東至南港四街。道路里程樁號為：K0+000～K2+050，全長總計：2 050m。主要包括道路工程、排水工程及環(huán)保工程三個部分。工程總投資1.53億元，總工期為2014年3月23日至2015年6月30日，其中環(huán)保工程所屬工期為2014年4月1日至2014年10月30日。具體施工效果圖如圖1所示。

圖1 南堤路效果圖

2 HDPE膜施工工藝特點

HDPE膜施工工藝在水利工程防滲漏中的應(yīng)用比較多，但在公路路基防滲系統(tǒng)中的應(yīng)用比較少，缺乏可借鑒和參考的經(jīng)驗及啟示。HDPE膜在本工程中應(yīng)用的主要目的是對施工中的相關(guān)參數(shù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整體，并探索HDPE膜施工工藝在道路路基防滲系統(tǒng)中應(yīng)用的方式方法[1]。

3 HDPE膜施工工藝原理

HDPE膜在道路路基防滲系統(tǒng)中應(yīng)用的重點是如何有效控制HDPE膜焊接質(zhì)量，以及路基受到荷載后的不均勻沉降。通常采用Ziegler-Natta聚合法制作而成，和其他膜相比，HDPE膜在分子鏈上沒有支鏈的存在，分子鏈排列比較整齊，并且密度比較高。具有防滲系數(shù)高、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、耐老化、抗植物根系、機(jī)械強(qiáng)度高等特性，被廣泛應(yīng)用在道路路基防滲系統(tǒng)施工中。

4 道路路基防滲系統(tǒng)HDPE膜施工工藝研究

4.1 可行性分析

為驗證HDPE膜施工工藝能否達(dá)到設(shè)計效果，需要對施工工藝的可行性進(jìn)行全面考察，具體做法為：HDPE膜施工工藝研究人員聯(lián)合HDPE防滲膜廠家技術(shù)人員，聯(lián)合業(yè)主、監(jiān)理對試驗段的HDPE防滲膜焊縫進(jìn)行檢查，檢查點數(shù)為1 200個，發(fā)現(xiàn)110不合格頻數(shù)，合格率僅為91%，具體結(jié)果如表1所示。

從表1中可以看出，焊縫寬度不夠、焊縫平順度差是HDPE防滲膜焊縫的兩個主要質(zhì)量問題，如果對占少數(shù)的其它項不予處理，完全解決兩個主要問題后焊縫一次焊接合格率最高能達(dá)到99.39%（100%-9%×6.8%)[2]。

表1 HDPE防滲膜焊縫質(zhì)量問題頻數(shù)統(tǒng)計表

4.2 HDPE膜的施工

在施工前必須切實做好下承層和回填質(zhì)量，工業(yè)廢渣土層頂部做堅實平整處理。按照工程施工對裂縫開展的要求，坡度開展在1：3左右，從而確保在保證HDPE膜不被破壞的前提下，提升路基的壓實度，以免在后期施工中發(fā)生橫向裂縫。在道路路基底部HDPE膜鋪設(shè)時，要先在底部鋪設(shè)一層GCL，確保路基基底平整度達(dá)到設(shè)計要求后再鋪設(shè)HDPE膜。在HDPE膜垂直深度20～25mm之內(nèi)，嚴(yán)禁存在樹根、有機(jī)土、石塊、鋼筋頭等雜質(zhì)，避免扎破HDPE膜[3]。

根據(jù)道路路基防滲系統(tǒng)實際情況，裁剪HDPE膜，確保HDPE膜的尺寸、規(guī)格等參數(shù)能滿足設(shè)計要求。此外，在道路路基邊坡和基底使用HDPE膜時，為避免HDPE膜發(fā)生脫落現(xiàn)象，需要用生態(tài)袋進(jìn)行臨時錨固，并檢查HDPE膜的搭接寬度是否大于100mm，不滿足時要及時調(diào)整，確認(rèn)達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行下一道工序施工。

4.3 影響HDPE膜施工的要因和控制措施

4.3.1 下承層平整度不滿足要求

在HDPE膜焊接前，使用3米長直尺對下承層，即灰土頂面層進(jìn)行平整度檢查，發(fā)現(xiàn)部分區(qū)域平整度偏差超出了規(guī)范要求，焊接設(shè)備安裝在不平整的下承層施焊時出現(xiàn)顛簸現(xiàn)象，導(dǎo)致了焊縫的不平整。

處理措施為：采用壓路機(jī)、平地機(jī)對下承層進(jìn)行修整，但道路路基的下承層鋪設(shè)完成后，需要對基底做平整處理，清除基底垂直深度25～30cm范圍中的樹根、瓦礫、石子等雜物，避免損傷HDPE膜?；谉o滲水、積水現(xiàn)象。

基底兩側(cè)采用8%灰土筑壩封閉，筑壩灰土分層碾壓，每層厚度為20cm，分層碾壓達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后采用機(jī)械刷坡，最后由人工修整成1：1.5的坡面，基底拐角處修整為倒圓角，其圓弧半徑為50cm

4.3.2 防滲膜鋪設(shè)時接縫位置不合理

通過對現(xiàn)場防滲膜滾鋪情況調(diào)查，發(fā)現(xiàn)部分區(qū)段防滲膜由于裁剪尺寸不合理，接頭位置留在了基底拐角處，搭接寬度和焊縫質(zhì)量都得不到保證[4]。

措施措施為：根據(jù)道路路基的實際寬度，設(shè)定埋設(shè)區(qū)的長度，選擇長80m，寬6.5m的防水卷材順施工方向進(jìn)行均勻鋪設(shè)，減少焊接接縫。如果在埋設(shè)時發(fā)現(xiàn)HDPE膜長度不足，則要進(jìn)行長向拼接，先進(jìn)行縱向焊縫焊接，然后進(jìn)行橫向焊縫焊接，每天焊縫之間的距離不能低于50cm，并呈T字型，T字型橫向焊縫如圖2所示。

圖2 T字型橫向焊縫圖

在一般邊坡和基底鋪設(shè)防滲膜時，先用生態(tài)袋進(jìn)行臨時錨固，通常使接縫排列方向平行于最大坡度線，然后檢查膜片的搭接寬度是否大于10cm。需要時及時調(diào)整，為下道工序做好充分準(zhǔn)備。同時，HDPE膜沿基槽底部、兩側(cè)邊坡整體平鋪后，在工業(yè)廢渣土頂部反包焊接，避免在基槽底部及兩側(cè)坡面上出現(xiàn)縱向接縫，有效降低施工荷載及后續(xù)行車荷載對HDPE膜的影響。

4.3.3 焊接前未清理干凈防滲膜焊接面

現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)部分區(qū)段焊接面存在少量塵土等雜物，導(dǎo)致接縫處表面不平整。

處理措施為：DPE膜鋪設(shè)后，先用空壓吹風(fēng)機(jī)吹掃焊接面及下承層，確保焊接范圍內(nèi)無土石顆粒等影響焊機(jī)運行的雜物；其次采用棉布對兩條焊縫搭接結(jié)合面進(jìn)行擦拭，確保焊接面能緊密結(jié)合；最后清理防滲膜頂面，確保焊接成型后表面干凈整潔。防滲膜麻面和不平整處，用打磨機(jī)將搭接寬度15cm范圍內(nèi)的膜面打毛，形成糙面以增加其接觸面積，但其深度不可超過膜厚的10%，打毛時要輕輕操作，盡量少損傷膜面。對厚度≥2mm的膜，要打出45°的坡口[5]。

4.3.4 焊接方法有待改進(jìn)

對試驗段采取雙縫焊接工藝的防滲膜進(jìn)行檢查后，發(fā)現(xiàn)總有少數(shù)區(qū)段存在焊縫不嚴(yán)密和焊接寬度不足的現(xiàn)象,雙縫焊接工藝有待改進(jìn)。

處理措施為：為了保證焊縫施工質(zhì)量，HDPE防滲膜焊縫由通常的雙縫焊接調(diào)整為三縫焊接，搭接寬度由10cm加寬為15cm，保證了HDPE防滲膜的防滲質(zhì)量，提高了一次焊接合格率。HDPE膜三縫焊接后可在土工膜上形成三個封閉的空間以便進(jìn)行壓力測試。測試時先暫時密封待測焊縫的兩端，將空氣輸入裝置插入焊縫內(nèi)，產(chǎn)生封閉空間后加壓至250kPa，維持3～5分鐘，然后在焊縫一端開孔放氣，氣壓表指針能迅速歸零即為合格。

HDPE膜三縫焊接后須通過電火花檢測，該方法等效于真空檢測，利用35kV的高壓脈沖電源探頭，在距離焊縫10～30mm高處探掃，無火花出現(xiàn)視為合格，出現(xiàn)火花的部位說明有漏洞，需補(bǔ)焊[6]。

5 施工效果檢查

對策全部實施后，對南堤路南港二街至南港三街段HDPE防滲膜焊接情況進(jìn)行檢查，檢查點數(shù)為1 200個，發(fā)現(xiàn)僅有15個不合格點，合格率為98.7%。HDPE防滲膜焊縫質(zhì)量問題前后對照調(diào)查表如表2所示。

表2中可以看出，措施實施后，有效解決了焊縫寬度不夠和焊縫平順度差的問題，不合格點數(shù)量明顯減少。

6 結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合工程實例，研究了道路路基防滲系統(tǒng)HDPE膜施工工藝，研究結(jié)果表明，HDPE膜施工比較傳統(tǒng)傳統(tǒng)防滲施工技術(shù)難度大。天然粘土的滲透系數(shù)為10-4～10-6cm/s、膨潤土的滲透系數(shù)為10-9～10-10cm/s、無機(jī)人工改性粘土的滲透系數(shù)為10-7～10-10cm/s、高分子防滲材料的滲透系數(shù)為10-11～10-13cm/s。HDPE 膜的滲透系數(shù)為 10-12～10-16cm/s。從中可以看出HDPE膜防滲效果比較好。本文總結(jié)出HDPE膜施工工藝在道路路基防滲施工中該材料的施工相關(guān)技術(shù)參數(shù)，應(yīng)用在南堤路工程中得到良好應(yīng)用，值得大力推廣應(yīng)用。

表2 HDPE防滲膜焊縫質(zhì)量問題前后對照調(diào)查表