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垃圾和固廢填埋場防滲必選土工膜的8個(gè)條件
與其他用途相比,垃圾或其他固體廢物填埋對土工膜提出了更高的技術(shù)要求:
1、更高的防滲要求:
由于垃圾產(chǎn)生的滲濾液對水土環(huán)境具有嚴(yán)重的污染性,因此垃圾填埋場通常選用結(jié)構(gòu)更為致密、防滲效果更佳的高(中)密度聚乙烯(HDPE或MDPE)土工膜。
2、可靠連接
在工程應(yīng)用中,所有土工膜都需要在連接部位進(jìn)行不同形式的連接,在粘接、機(jī)械連接和焊接等各種連接方式中,焊接是可靠性的方式。在所有土工膜產(chǎn)品中,聚乙烯材料是容易可靠焊接的,因此全世界絕大多數(shù)的垃圾填埋工程都采用聚乙烯材料進(jìn)行防滲。
3、寬幅膜
由于滲漏通常發(fā)生在焊縫部位,因此對于面積通常在幾十萬平米的垃圾填埋場來說,減少焊縫是降低滲漏的有效方法之一。目前,平原地區(qū)垃圾填埋領(lǐng)域通常選用幅寬在5m以上的土工膜。
4、厚度較大
由于防滲要求高,垃圾和固體廢物填埋領(lǐng)域采用的土工膜厚度要遠(yuǎn)大于水利、公路等領(lǐng)域土工膜的厚度。目前國內(nèi)垃圾填埋通常選用厚度在1.5mm和2.0mm的土工膜以防止?jié)B濾液的滲漏。
5、較大的伸長率
由于垃圾填埋場在運(yùn)營過程中有可能發(fā)生的地基沉降,導(dǎo)致土工膜發(fā)生較大變形,因此要求土工膜具有較大的伸長率,為此韌性較佳的聚乙烯材料成為該領(lǐng)域的很好的選擇。對于雙光面土工膜產(chǎn)品,伸長率可達(dá)到700%、900%。
6、良好的光穩(wěn)定性和耐熱老化性能
在土工膜施工和纏圾填埋場運(yùn)營過程中,全部或部分土工膜是暴露在室外的,特別是在陽光充足、較為炎熱的季節(jié)或地區(qū),苛刻的環(huán)境會(huì)加速材料的老化,因此要求材料有良好的光穩(wěn)定性和耐熱老化性能。
7、優(yōu)異的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能
聚乙烯材料具有良好的綜合性能,但也具有耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能較差的缺點(diǎn)。因此在原材料選擇上應(yīng)采用具有優(yōu)異的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能的中密度聚乙烯材料。
8、良好的綜合性能
垃圾和固廢填埋場是一個(gè)材料使用條件較為苛刻的場所,因此要求的材料要具備良好的綜合性能。對于聚乙烯土工膜來說,其很多性能是需要綜合考慮的。
水庫復(fù)合土工膜是如何攤鋪與焊接的?
復(fù)合土工膜的攤鋪:土工膜一般宜人工裝卸,若采用機(jī)械吊裝時(shí),吊繩宜用柔性繩帶,不得使用鋼絲繩等一類繩索直接吊卸。大捆的土工膜應(yīng)選用合適的施工機(jī)械(經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)同意)進(jìn)行鋪設(shè),小捆土工膜可采用人工鋪設(shè)。攤鋪時(shí)應(yīng)檢查土工膜的外觀質(zhì)量,標(biāo)記已發(fā)現(xiàn)的機(jī)械損傷和生產(chǎn)創(chuàng)傷、孔洞、折損等缺陷的位置,并做記錄。土工膜鋪設(shè)要平順、舒緩,不得繃?yán)^緊,預(yù)留出溫度變化引起的伸縮量,相鄰兩幅土工膜搭接l00mm,在土工膜的邊角處或接縫處每隔1.4m~2.8m放置1個(gè)30kg的砂袋作為臨時(shí)壓重。
復(fù)合土工膜的焊接:(1)焊接準(zhǔn)備:土工膜的焊接設(shè)備應(yīng)保證焊接機(jī)能對所有焊縫進(jìn)行施工,包括T型接頭部位。每次焊接作業(yè)前,均應(yīng)進(jìn)行試焊以重新確定焊接工藝狀態(tài),試焊長度不小于lm。兩土工膜焊接邊應(yīng)有約l00mm搭接,在焊接前預(yù)焊接的焊縫表面應(yīng)用干紗布擦干擦凈,做到無水、無塵、無垢等雜物。(2)焊接施工工藝參數(shù):當(dāng)現(xiàn)場實(shí)際施工溫度與焊前試焊環(huán)境溫度差別大于士5℃、風(fēng)速變化超過3m/s、空氣濕度變化大時(shí),應(yīng)重新確定焊接施工工藝參數(shù)。焊接過程中,應(yīng)隨時(shí)根據(jù)施工現(xiàn)場的氣溫、風(fēng)速等施工條件調(diào)整焊接參數(shù)。在現(xiàn)場環(huán)境溫度為10℃~
30℃的條件下,現(xiàn)場焊接試驗(yàn)確定的焊機(jī)控制焊速為2~2.5m/min、焊接溫度調(diào)
節(jié)在270℃~350℃ 左右,焊接壓力采用700~800N。在現(xiàn)場環(huán)境溫度為5℃~10℃的條件下,現(xiàn)場焊接試驗(yàn)確定的焊機(jī)控制焊速為2m/min、焊接溫度調(diào)節(jié)在300~420℃ 之間,焊接壓力采用800~900N 左右。(3)褶皺處理:土工膜鋪設(shè)時(shí)搭接長度寬100mm,若上、下兩層土工膜搭接時(shí)有一層出現(xiàn)褶皺,應(yīng)沿明顯的褶皺處進(jìn)行切割處理,使其平整,切割處應(yīng)使用熱融擠壓機(jī)對切開部位用大于切開部位直徑一倍以上的橢圓形或圓形的母材補(bǔ)焊,覆蓋焊縫應(yīng)在切割位置外150mm處。
土工膜壽命受哪些因素影響
土工膜壽命受哪些因素影響:
1、影響土工膜使用壽命的因素主要是膜內(nèi)扛氧劑含量、膜所處的工作溫度、膜承受的拉應(yīng)力。扛氧化性能是反應(yīng)PE土工膜耐老化性能的重要指標(biāo)。土工膜的氧化主要包括熱和溫度引起的熱氧化和陽光中紫外線產(chǎn)生的光氧化,以日照紫外線的影響重。因此包裝選用避光的黑色塑料膜,運(yùn)輸時(shí)再加帆布覆蓋,施工過程及時(shí)埋設(shè),注重每個(gè)可能產(chǎn)生光氧化的細(xì)節(jié)以防止其老化。
2、土工膜中各種原材料抗紫外線的能力以聚炳烯和聚酰胺差,聚酯佳,聚乙烯、聚氯釔烯介于其間,顏色淺的比深的差。由于老化是從表面逐漸向內(nèi)部發(fā)展,故厚的比薄的耐老化。因此選用黑色中厚聚乙烯復(fù)合土工膜既能滿足工程需求又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,比較合理。
3、土工膜的衰變和老化是其強(qiáng)度和延伸率隨時(shí)間延長逐漸降低,物理力學(xué)性能衰變老化,不能達(dá)到正常工作應(yīng)力和應(yīng)變,逐漸發(fā)生脆化斷裂或拉裂失去防滲作用。一般土工合成材料的使用壽命至少在100年以上,覆蓋層越厚壽命越長。一般水工建筑物的設(shè)計(jì)壽命25~50年。根據(jù)本工程的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),只要按要求精心生產(chǎn)制造、運(yùn)輸、貯存、埋設(shè)土工膜,其設(shè)計(jì)壽命一般不會(huì)低于水工建筑物壽命。
HDPE土工膜在高溫環(huán)境下能用幾年?
HDPE土工膜為高分子聚合物,主要由96% ~97. 5%的聚乙烯樹脂和2%~3%的炭黑組成。HDPE膜可能由于氧化、抽提、紫外和受熱等導(dǎo)致降解。在眾多因素中,聚合物的氧化被認(rèn)為是重要的降解機(jī)制。隨著氧化過程的進(jìn)行,聚合物中的鏈發(fā)生斷裂,導(dǎo)致土工膜的物理和機(jī)械特性下降,蕞終導(dǎo)致HDPE土工膜失去其穩(wěn)定的防滲性能。為了限制土工膜的降解,通常在HDPE生產(chǎn)過程中加入0.2-0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))穩(wěn)定劑(扛氧化劑)。
目前,HDPE的氧化降解主要采用1個(gè)三級降解模型進(jìn)行評估。根據(jù)該模型,HDPE膜的使用壽命由3個(gè)階段的總時(shí)間所決定。弟一階段為扛氧化劑消耗階段,第二階段為聚合物降解所需要的誘導(dǎo)時(shí)間,第三階段為氧化降解至膜性能失效的時(shí)間。HDPE的扛氧化劑消耗速率隨著溫度的升高而成指數(shù)式增長。例如,Hsuan和Koerner的加速老化試驗(yàn)結(jié)果表明:在20℃條件下,HDPE膜的弟一階段持續(xù)時(shí)間為200~215年;而oweRK等的研究表明,在55℃條件下,浸入滲濾液中的HDPE膜的弟一階段的持續(xù)時(shí)間大約只有3年。RoweRK等還通過模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):20℃條件下,HDPE土工膜完成弟一階段的降解需要130年;而在60℃條件下,只需要6年。因此,隨著溫度的增加,HDPE膜氧化弟一階段的周期會(huì)縮短,從而使得HDPE的整體使用壽命相應(yīng)縮短。