土工膜在尾矿库工程施工中的应用

土工膜在尾矿库工程施工中的应用

师严龙，陈卫超，李忠亮，王本军，王宇航

中建新疆建工（集团）有限公司西北分公司

摘要：本文从膜材料的选用、产品特性、施工的技术条件、施工操作流程要求和现场施工运用技能等多个技术方面，阐述了长丝无纺土工布500g/㎡在尾矿库建设施工过程中需要的施工应用技术。

关键词：尾矿库； 复合土工膜； 材料选择； 施工技术

引言：为了尾矿的堆存工作而专门修建起来的地下构筑物系统一般称之为尾矿库，包含了库内、尾矿坝、排洪的建筑物以及坝上的水文观测记录装置等，用来定期贮存从选矿厂中排出来的尾矿。造成尾矿库灾害事故的最主要的因素有坝身线性的渗流、坝体滑坡灾害和次生震害事故等共三个大类，其中由坝身线性的渗流所引发灾害的灾害事故中所约占的比重最高。所以，采用合适可靠的透水坝，才能更有效地治理水库和防止尾矿库带来的灾害。

一、复合土工膜在尾矿库的应用

尾矿库是一种用来存放矿石和非金属矿石的水坝或栅栏。尾矿坝是一个环绕在尾矿库周围的建筑物，用以阻挡尾矿和水源。尾矿坝的设计必须符合水库的要求。矿渣是一种具有多种类型的工业固体废物。尾矿的组成和工艺条件决定了尾矿的特性；尾矿库的环境条件也因其特性而异。任何含有腐蚀性、毒性、易燃性、反射性等有害物质的尾矿，都会对周边环境造成严重的污染，是一种有害的废弃物。对属于危险品的尾矿，要按有关的管理和处理办法，妥善处理。凡无危险性质的工业固体废弃物均属普通工业固体废弃物。对一般工业固体废弃物的处理提出了几点建议。根据 GB 18599-2001 《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》，对一般工业固体废物，采用常规浸出试验，其浸出液中的任意一种污染物的含量不得超过《污水综合排放标准》中的最大容许浓度， pH值为0.1。I级工业固体废弃物， pH值为6~9；《污水综合排放标准》中，有一种以上的污染物浓度高于国家规定的最大容许浓度，或者是 pH值为6~9的一般工业固体废弃物，属于二级。第一类一般工业固体废弃物的储存和处理场地为一类；第二种是一般工业固体废弃物的储存和处理场地，属于二类。与之对应的是，尾矿库又可划分为 I型和 II型。在一级场所， GB 18599中并无环保防渗规定，也就是没有环保防渗的规定。第二种类型的场地，在 GB 18599中有特定的环境渗透要求。

复合土工膜在尾矿库工程中主要用于底部衬垫及堤坝坡面系统。按照国家《城市生活垃圾卫生填埋技术标准》中的有关规定，长丝无纺土工布500g/㎡壁厚一般为小于等于1.5mm，且膜应有一定最大延伸率。根据此工程场地的自然地质条件、尾矿特性、建筑的重要性程度、建筑设计要求等技术条件，并严格按照该建筑场地的地质实际地质状况，决定出了每一卷混凝土膜厚度的长度。

二、复合土工膜防渗土工膜的质量控制

2.1 材料选择

在购买材料之前，必须对土工薄膜的规格、大小进行判断，并选定有质量保障的生产厂商，并请其提供产品的使用说明及检测证明。从原材料到施工使用的每一个环节都要进行质量检查，并严格执行贮存标准，以避免由于产品质量问题而影响到以后的工程建设。保证复合土工薄膜在运输和贮存期间不会受到损坏、污染、潮湿、雨水和长时间的暴晒。根据膜的材质，可以分为三类： PE、 PVC、 CPE；根据基质的不同，可以将其划分为：短纤无纺土工质和长丝无纺布。目前应用最广泛的复合土工膜为一层单层和二层一层。在进行渠道防渗时，应选用适合于渠道结构的土工薄膜。

2.2 原材料质量控制

本文采用长丝无纺土工布作为原材料，本发明具有以下特性：1）具有良好的耐热性能。沥青混合料的铺铺温度约为150℃，在此温度下，必须使其不发生收缩、融化、卷曲变形。用聚酯作为原料，其熔点可达到23℃，且在铺展过程中不会产生任何的改变。(2)拉伸强度高，通常在30至200 kN/m之间。(3)吸附性能好。它具有均匀的表面、良好的渗透性能，能够均匀的吸附并达到饱和状态，从而与路面紧密的结合。(4)具有良好的化学稳定性和良好的生物活性。(5)均匀度高。

对复合土工膜进行内部品质检验，不需从前两个层面上进行取样，而是从各批次的试样中，离机头末端3公尺以上的长度进行采样；各样品从样品的长、宽方向均匀切割，与样品的边沿距离为100 mm；试样上不得有污垢、褶皱、孔洞，可卷而不可折。例如，所选择的复合土工膜，其规格为5.0 KN/米，薄膜150克/平方米，厚度0.25毫米，其测试内容主要是参考 GB/T17642-2008标准规定的纵向断裂强度、纵向断裂强度和横向断裂强度、纵向和横向标准强度的伸长率、 CBR断裂强度、纵向和横向撕裂强度和抗静水压力。在试验开始之前，先称量了标准土工薄膜的重量，然后选取10个试样，于室温20.0℃，相对湿度65%。试验工作主要在铺装阶段进行，若土工膜质量不合格，将会在施工中因应力作用而产生裂缝。

三、土工膜施工技术

3.1施工技术要求

（1）本工程土工布的施工是在压平整的碎石上进行作业，土工布铺设完成后。

（2）铺设施工的天气条件：①温度一般在摄氏5℃～至40℃之间为宜，考虑到土工膜材的长期热胀和冷缩，天冷铺设时宜紧，天太热铺设时宜松，而在夏天铺设施工时则宜注意避免夏季中午以上的持续高温；②风力级或中雨：风速如果大于阵风四级以上或连续下雨时应及时暂停室外施工，如果室外风速还比较偏小，施工暂停时宜先以沙袋轻轻压住土工膜。

3.2施工工艺技术

（1）该工程施工 的缝纫机将塔接好，使得长丝土工布缝合而完整。

（2）裁剪包装和打包运输。经过对所要铺的基面材料的丈量计算和编号记录，裁剪成大的一捆的混凝土膜后的编号记录，根据号码运输到铺场。土工膜在进行施工和搬运作业的整个过程中都应严格禁止施工人员用力地拖拉、硬拉拽，防止被锐利的物体刺伤。

（3）铺设及施工安装。从下部开始往上高位伸展，切勿用力扯拉得过太紧，应该至少保持1.5%左右的伸展余幅，以便于局部的下沉伸展。

3.3施工技术要点

（1）铺设混凝土时可减少水泥混凝土拼接件的安装数量，并可保证达到用户较为满意效果，本工程的铺设土工膜主要是过滤作用。铺贴土工膜时，应从表面最低的部位开始慢慢地往表面中间的高位方向拉伸，但不要一下子就拉伸得太松过太紧，应先确保留面有一个足够得多的空隙面积（约1.5%)，以便于进行局部膜的下沉拉伸。坡面砖在铺设和施工时，可严格依据现场工程的实际受力状况，以确保接缝面积达到最小、便于在现场进行施工、剪裁规格合理。接缝部应特别小心避免出现大弯角，设在平面部。

（2）（2）铺设过程中还应注意减少二次焊接，尤其应是避免交叉焊缝，以有效降低管道渗漏隐患。如果需要与其他部件基础紧密相连，必须要先采取措施使混凝土膜面展平、不发生开折，给混凝土封边施工创造一个良好稳定的施工使用条件。

（3）按预先设计好的铺贴膜方向焊接。焊接缝纫机时，避免因焊接时将膜焊漏掉而直接影响到焊缝品质。

四、结束语

长丝无纺土工布500g/㎡具有十分优良的性能。在对该地下尾矿库的防渗加固工程的施工管理过程工作中，由于施工单位严格地遵守了复合土工膜的施工管理技术规定，严格地执行了现场施工焊接前的施工质量控制管理，且所用长丝无纺土工布500g/㎡的施工各项主要技术指标均符合相关工程的设计技术规定，因此也使施工质量水平获得很大了的提高，达到了工程良好稳定的安全防渗效果。

参考文献：

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[2]冷明祥，赵俊，唐晓东，李正关，胡月，王兴东.矿山机电土工膜设备远程控制技术的应用[J].南京大学学报(社会科学版)，2007(02).