土工膜的河底防渗处理方法技术领域
本发明涉及一种应用于河底的防渗处理方法，尤其是采用土工膜进行防渗处理的方法。
背景技术
目前，随着人们环保意识的增强，土工膜在河底防渗处理中的应用越来越广泛。但是，目前的土工膜防渗处理方法还具有如下缺点：1、土工膜容易破损，尤其是对于多种植物根系的穿刺抗性较低，容易发生泄漏；2、铺设成本高；3、不适用于大面积施工。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种土工膜的河底防渗处理方法，采用本发明的方法可以有效提高土工膜的机械强度、抗老化性能等多种性能，可以降低施工和使用中的破损率，能够延长土工膜的有效寿命，还能够降低铺设成本，可以适用于大面积的铺设。
本发明采用的主要技术方案是：
一种土工膜的河底防渗处理方法，包括如下步骤：
（1）整理基底；
（2）在经步骤（1）整理后的基底上铺设土工膜层，所述土工膜层由若干幅复合土工膜拼接而成；
（3）在经步骤（2）铺设后的土工膜层上铺设防护层。
优选为，所述复合土工膜为下层布和上层布之间设有防渗膜的两布一膜，所述复合土工膜（两布一膜）拼接的方式为：防渗膜与防渗膜之间热熔焊接，下层布与下层布之间以及上层布与上层布之间缝合。
优选为，连续铺设所述复合土工膜的方法为：第N幅复合土工膜铺设完毕后（N=1,2,3,4,5,……），将其需要拼接的边（与第N+1幅复合土工膜拼接的边）向上翻叠一定宽度（优选为60cm±5cm）形成折边，再将第N+1幅复合土工膜反向（下层布朝上）铺设于第N幅复合土工膜上，将其应与第N幅复合土工膜拼接的边缘搭在第N幅复合土工膜的所述折边上面，翻起覆盖在搭接部位的各防渗膜上方的布（即该两幅复合土工膜中的下层布）的边缘，使两幅复合土工膜的防渗膜露出并相互搭接，调整两幅复合土工膜的防渗膜的搭接宽度（搭接宽度优选为不小于10cm）并将两者密封焊结在一起，再调整两幅复合土工膜的下层布的搭接宽度并将两者缝合（缝合时的针距优选为6mm±1mm），然后将第N+1幅复合土工膜翻转为正向，铺设在基底上，再调整两幅复合土工膜的上层布的搭接宽度并将两者缝合（缝合时的针距优选为6mm±1mm），之后铺设下一幅复合土工膜。
优选为，所述土工膜层与基底的表面之间不留空隙，所述土工膜层在纵向上，自河的下游向上游连续铺设，上游压下游，在横向上，自河底中间向边坡连续铺设，上层压下层。
优选为，各幅复合土工膜统一采用顺时针或逆时针方向展平，边坡的各幅复合土工膜在铺设时应上层压下层，河底的各幅复合土工膜在铺设时应上游压下游。
优选为，所述复合土工膜铺设时不宜拉得过紧，应预留1.5%-1.6%的余幅。
通常，所述复合土工膜出现破损时应采用粘补膜及时粘补，粘补膜与复合土工膜间胶接（粘补膜与复合土工膜的胶接宽度优选为10cm～20cm），根据实际破损的部位，所述粘补膜可以粘补于所述复合土工膜的防渗膜、上层布或下层布上，所述及时粘补指在铺设所述复合土工膜之后尽快粘补。
优选为，所述防渗膜之间的拼接部位涂覆或不涂覆涂料层。
所述防护层通常可以包括铺设于所述土工膜层上的壤土层和铺设于所述壤土层上的卵石层，铺设所述土工膜层后及时铺设所述壤土层和卵石层，所述壤土层与所述土工膜层的铺设速度相当，所述壤土层中的主要成分为过筛细土料，所述壤土层铺设后人工压实和/或小型机具夯实，压实度不小于0.96。
上述任一种所述的土工膜的河底防渗处理方法，所述步骤（1）包括：
a1，清理杂物；
a2，平整压实，
所述基底包括河底和边坡。
所述杂物包括下列中的任一种：尖石、瓦片、砖块、玻璃、树枝和树根。
优选为，河底可以采用碾压机械压实，边坡可以采用夯具压实，碾压时，所述碾压机械通常可以以不超过 2km/h的速度沿河底的延伸方向行走，当所述碾压机械采用进退错距法振动碾压时，相邻碾压痕迹的搭接宽度大于10cm。
优选为，所述河底包括原状土和夯填土，所述夯填土为3:7 级配砂石，所述原状土和夯填土的压实要求分别为：
在至少30cm深的范围内，原状土的土基的压实度不低于0.85, 原状土的砂基的相对密度不小于0.65,夯填土的压实度不小于0.96。
优选为，所述河底分段、分片进行碾压，相邻的所述分段、分片的碾压作业面有一定宽度的搭接，平行于碾压机械行走方向的搭接宽度不小于0.5m，垂直于碾压机械行走方向的搭接宽度不小于3m。
优选为，所述土工膜层还包括铺设于所述复合土工膜的上面和/或下面的织物，所述织物与复合土工膜之间设有或不设有黏土层。
本发明的有益效果是：
本发明的方法在铺设土工膜层前对基底进行了彻底有效地清理，不仅方便了土工膜层的铺设，而且，更为重要的是，可以有效减少土工膜层在铺设和使用过程中的破损，延长了土工膜层的使用寿命，特别是，在对基底进行清理的过程中对基底进行整平压实，更加有助于防止基底沉降，降低了土工膜层在铺设之后的长期使用中因水压、基底沉降等造成破裂的可能性；
本发明的方法采用两布一膜的土工膜，不仅起到了有效的防渗作用，而且位于防渗层上下的两层布可以对防渗层起到良好的屏蔽保护作用，并承受了外部施加在土工膜上的大部分外力，极大地减少了外部对防渗层的损坏。
本发明的方法通过独特的拼接方法和步骤，保证了土工膜两布一膜各部分相互连接的可靠性以及防渗层在连接处密封的可靠性，避免了因拼接工艺引发的拼接或密封不良。
本发明的方法可以在防渗层的拼接部位涂覆涂层，通过涂层不仅可以是拼接处更为牢固，同时更能够起到粘结和密封作用，防止水从相互拼接的两层防渗层之间对焊结造成侵蚀，减少或避免防渗层在焊结处相互剥离，并在防渗层相互剥离的情况下起到密封防渗的作用。
本发明的方法采用上游压下游和上层压下层的拼接方式，使河水水流和重力恰好将相互拼接的两部分压在一起，而不是将两部分相互分离，有利于减少拼接处的损坏，保证防渗效果，延长使用寿命。
本发明的方法使复合土工膜在铺设时预留有恰当的余幅，即保证了土工膜层与基底的相互贴合，由在基底出现一定形变的情况下避免土工膜承受过大的力，有利于延长使用寿命。
本发明的方法在防渗膜的上、下面设置了可以提高土工膜层机械性能的织物，既提高了土工膜层的抗拉性能，又可以对土工膜层起到一定的保护作用，防止外力造成土工膜层的损伤，并且，可以根据实际需要选择特定的织物进行铺设，满足了多种情况下的需要；
本发明的方法在土工膜层铺设之后增加了壤土层和卵石防护层，不仅可以减轻土工膜层被外界侵蚀，如各种化学污染物、紫外线等对土工膜层的侵蚀，提高了土工膜层的使用寿命，而且，还可以使铺设的土工膜层更加稳固，更为重要的是，本发明在最贴近土工膜层的位置填充有黏土层等质地细软且平整的土层，使得其可以对土工膜层提供最佳的保护，可以显著减少土工膜层的损坏，提高防渗性能，延长使用寿命，尤其是土工膜层上面的黏土层在浸水后可以粘附于土工膜层的上表面，减少了土工膜层与外界的接触，并在一定程度上增加了土工膜层的弹性，使得即使铺设普通的土工膜/防渗膜也可以达到优良的防渗效果，降低了铺设成本，适用于大面积应用。
附图说明
图1是按照本发明的一个实施例铺设后的断面结构示意图；
图2是本发明的一个实施例的河底土工膜层的铺设顺序示意图（图中实线箭头表示水流方向，虚线箭头表示土工膜层的铺设顺序）；
图3是本发明涉及的土工膜连接方式的示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便更好的理解，下面结合附图通过具体实施方式对本发明进行更详细的描述。
参见图1和图2，本发明提供了一种土工膜的河底防渗处理方法，包括如下步骤：（1）整理基底1；（2）在经步骤（1）整理后的基底上铺设土工膜层，所述土工膜层由若干幅复合土工膜40拼接而成；（3）在经步骤（2）铺设后的土工膜层上铺设防护层。
通常，所述基底包括河底和边坡。
所述步骤（1）包括：a1，清理杂物，消除基底表面的局部凹凸；a2，平整压实。
优选为所述步骤a1、a2依次进行。
所述杂物包括各种容易对土工膜造成损伤的硬物、尖刺物，如尖石、瓦片、砖块、玻璃、树枝和树根等。
由于基底特别是基底表面（即用于铺设土工膜层的表面，简称基面2）的清理对于保证良好的防渗效果至关重要，是提高防渗效果的关键，因此，基底特别是基面的各种杂物务必彻底清除干净，甚至不允许基面有局部凹凸的现象，尤其是尖石等容易直接损伤土工膜层的杂物，另外， 对于树根等容易随时间推移逐渐生长并有刺穿土工膜层危险的杂物也务必清除，以消除长期隐患，延长土工膜层的有效防渗寿命。
所述基面优选为黏土层。
步骤a2的平整压实应在无水的基底上进行，如基底有水、雪等，应予以清除，亦不允许在降雨或降雪时施工，以保证施工效果。
所述河底包括原状土和夯填土。
当实际高程低于设计时，即施工现场的地面高程低于设计时，需要对低洼处进行夯填，以使河底整体平整，减少土工膜层的局部受力，优选为采用3:7 级配砂石夯填。
步骤a2的压实要求为：当河底为所述原状土时,在至少30cm深的范围内，土基的压实度不低于0.85,砂基的相对密度不小于0.65；当河底为所述夯填土时,在至少30cm深的范围,压实度不小于0.96。
所述步骤a2可以采用碾压机械和/或夯具进行。
通常，以碾压机械为主，对于机械碾压不到的部位采用夯具压实。
优选为，河底采用碾压机械压实，边坡采用夯具压实。
所述碾压机械执行碾压时应沿河底的延伸方向行走。
当所述碾压机械采用振动碾压时，可以采用进退错距法碾压。
所述进退错距法碾压的碾迹搭压宽度优选为大于10cm。
为了获得更好的碾压效果，通常应控制碾压速度，优选为，所述碾压机械的行车速度不超过 2km/h，以获得最佳的碾压效果。
为了提高施工效率，所述河底的碾压可以分段、分片进行。
优选为相邻作业面的碾压有一定宽度的搭接，通常，平行于碾压机械行走方向的搭接宽度不小于0.5m，垂直于碾压机械行走方向的搭接宽度不小于3m。
边坡上的上下层间的分段接缝位置应错开一定距离，优选为不小于1m。
为了保证良好的碾压效果，避免出现漏压、欠压和过压现象，各段应设立标志。
上述任一种所述的土工膜的河底防渗处理方法，优选为，所述复合土工膜为下层布3和上层布5之间设有防渗膜4的两布一膜，所述两布一膜拼接的方式为：防渗膜与防渗膜之间热熔焊接，下层布与下层布之间以及上层布与上层布之间缝合。
所述防渗膜优选为塑料膜。
所述上层布和/或下层布优选为无纺布。由于无纺布是一种高分子短纤维化学材料，通常是通过针刺或热粘成形，具有较高的抗拉强度和延伸性，它与防渗膜结合之后，不仅增大了防渗膜的抗拉强度和抗穿刺能力，而且由于无纺布表面粗糙，还增大了接触面的摩擦系数，有利于防渗膜和上层布和/或下层布之间的相对稳定。
所述热熔焊接指的是采用热熔焊法焊接。通常可以采用焊接机进行，通常的焊接形式为双焊道。
热熔焊处的搭接宽度通常不小于10cm。优选为不小于12.5cm，以获得最佳的性价比。
优选为，连续铺设所述复合土工膜的方法为：第N幅复合土工膜40铺设完毕后（N=1,2,3,4,5,……），将其中的防渗膜需要拼接的边向上翻叠一定宽度（优选为翻叠的宽度为60cm±5cm）形成折边，再将第N+1幅复合土工膜反向铺设于第N幅复合土工膜上，调整两幅复合土工膜的防渗膜的搭接宽度并焊接（搭接宽度优选为不小于10cm），再调整两幅复合土工膜的下层布的搭接宽度并缝合（缝合时的针距优选为6mm±1mm），然后将第N+1幅复合土工膜翻转为正向，再调整两幅复合土工膜的上层布的搭接宽度并缝合，之后铺设下一幅幅复合土工膜。
通常对留边不齐的复合土工膜需进行修剪,有褶处需展平，以提高焊接质量。
优选为，所述土工膜层与基底的表面之间不留空隙。
所述土工膜层自河底的下游向上游连续铺设。
边坡上的土工膜层自下向上铺设。
各幅复合土工膜统一采用顺时针或逆时针方向展平，避免出现褶皱。
各幅复合土工膜在铺设时，为了铺设后的稳固，提高防渗性能，优选为，边坡的各幅复合土工膜应上层压下层，河底的各幅复合土工膜应上游压下游，即逆着水流方向层层铺设，上游复合土工膜与下游复合土工膜的搭接处42可以焊接或不焊接，搭接宽度优选为不小于20cm。
所述复合土工膜铺设时应力求平顺，松紧适度，尤其是不宜拉得过紧，应预留1.55%的余幅。
相邻两幅防渗膜间的接缝位置41（即焊接位置）应错开一定距离，优选为不小于1m。
所述上层布、下层布和/或织物可以采用手提缝包机（即封包机）缝合，优选采用高强度涤纶丝线，缝合时的针距优选为6mm±1mm。
优选为，所述复合土工膜出现破孔时应采用粘补膜及时粘补，粘补膜与复合土工膜间胶接，所述粘补膜粘补于所述复合土工膜的防渗膜、上层布或下层布上，粘补破孔用的粘补膜的大小应超过相应破孔的边缘10cm～20cm（即粘补膜与复合土工膜或防渗膜的搭接宽度为10cm～20cm），所述及时粘补指在铺设所述复合土工膜之后尽快粘补。
上述任一种所述的土工膜的河底防渗处理方法，优选为，所述土工膜层还包括铺设于所述复合土工膜10的上面的织物13和/或下面的织物14，所述织物与复合土工膜之间设有或不设有黏土层。
所述织物通常应与防渗膜同步联合受力。
所述织物优选为无纺布。
织物和黏土层的设置极大提高了土工膜层的防渗性能和使用寿命，较不使用织物和黏土层时，其防渗性能和使用寿命均提高了数倍。
上述任一种所述的土工膜的河底防渗处理方法，所述防护层包括壤土层6。
通常，为了保证施工质量，避免防渗膜的意外损伤，铺设所述土工膜层后应及时铺设所述壤土层，即所述壤土层与所述土工膜层的铺设速度应相当，优选为二者同步铺设。
所述壤土层中应不含杂草、木、石等易损伤防渗膜的杂质。
优选为以过筛细土料作为壤土层的主要成分。
优选为越靠近土工膜层的土料越细。
优选为最靠近所述土工膜层的土料为黏土。
所述壤土层铺设后人工压实和/或小型机具夯实，优选为分层压实。
所述壤土层的压实度不小于0.96。
所述壤土层的厚度不小于20cm。
所述防护层还包括铺设于所述壤土层上的卵石层7。
边坡上的所述壤土层和卵石层由下向上铺设，通常应由底部向上按设计要求、结构层要求逐层铺设，并保证层次清楚，互不混杂，不得从高处顺坡倾倒。
保护层施工工作面上不宜上重型机械和车辆，宜铺放木板，用手推车运送过筛细土料，摊平后人工压实，再铺设河卵石保护层，如遇特殊情况非上重型机械和车辆不可时，必须通过试验论证确定，至少不得损伤土工膜层。
分段铺设时，应使接缝层次清楚，不得发生层间错位、缺失、混杂等现象。
上述施工应在无水、无雨、无雪天气下进行，施工时如降雨、雪，应采用塑料薄膜进行遮盖，防止提前水化。
上述任一项所述的土工膜的河底防渗处理方法，为了提高防渗膜的接缝位置的防渗性能、稳定性能、抗破损性能等，优选为，相邻两幅防渗膜间的接缝位置41、粘补膜与防渗膜间的胶接位置和/或上游防渗膜与下游防渗膜的搭接处42在拼接之后（优选为在焊接之后），涂覆如下涂料以覆盖拼接位置的接缝，所述涂料的制备配方、制备方法以及施工配方、施工方法如下：
制备配方（质量份）：
聚甲基丙烯酸甲酯 100
氯丁胶水 75
聚乙烯醇 8
环烷酸钴 9
三萜皂苷 3
重晶石粉 5
滑石粉 8
制备方法：
50℃～55℃、1.5MPa～2.8MPa条件下，将上述组份依次加入反应釜中，搅拌，先加入的组份充分混合后再加入下一组份，全部组份混合均匀后，继续搅拌40小时～45小时即制得所述涂料。
施工配方（质量份）：
所述涂料 100
N,N-二甲基酰胺 1000
四氢呋喃 80
表面活性剂 8
防霉剂 1.5
施工方法：
常温下将所述涂料按上述施工配方溶解于适量溶剂（由N,N-二甲基酰胺和四氢呋喃混合而成）中，混合均匀后加入适量表面活性剂和防霉剂，常温下涂覆即可。涂覆工艺优选为先喷涂1.5μm左右，表干之后再喷涂15μm左右，之后可以立即进行下一道工序，也可以待表干之后再进行下一道工序（优选为在实干之前进行）。
本发明的方法简单易行，且铺设后的防渗效果良好，使用寿命长，清水条件下可以使用40年～50年不渗漏，污水条件下可以使用30年～40年不渗漏，并且铺设成本低廉，适用于大规模推广应用。