HDPE防渗膜是一种柔性防水材枓，具有良好的防渗性、化学稳定性、抗拉强度、耐候性，适用于石油钻井污水池的防渗处理，但目前缺少HDPE膜用于石油钻井污水池抗老化的相关试验研究。利用HDPE防渗膜的特点，结合规范标准和石油钻井实际，对石油钻井污水池HDPE防渗膜抗老化进行了试验方案设计，采用浸泡老化、热氧老化、紫外线老化三种方式试验，并将试验数据做成图表进行对比分析。60天老化试验后，大部分试样的力学性能呈降低趋势，但降低幅度较小，各种指标保留率能达到90%,HDPE膜耐碱性能优异；此外，HDPE膜的老化对溫度更为敏感。试验结论对石油钻井污水池设计具有参考价值。
施工准备施工前要详细的对地质状况、土层分布、水源、电源、道路、场地、地下水位情况进行分析,确定合适的开槽机种类,按要求订做0.3mm厚聚乙烯土工膜、购买泥浆材料(膨润土、
施工前要详细的对地质状况、土层分布、水源、电源、道路、场地、地下水位情况进行分析,确定合适的开槽机种类,按要求订做0.3mm厚聚乙烯土工膜、购买泥浆材料(膨润土、黏土、添加剂等)。项目相关人员根据业主移交的控制点,水准点、测量所需资料、图纸等对施工人员进行技术交底,并对工地所有测量参数进行复核校对。另根据施工要求,施工前要沿铺膜轴线填筑平整约3m宽的施工平台,铺膜中心线同平台开挖中心线重合,施工平台地面高程要求高于设计蓄水位高程0.5m。
施工平台约3m宽,在一般情况下将原始地面整平压实即可,对于地势较低、地下水位较高的地方要求进行适当填筑,填筑到工作面高于地下水位1.5m,并用挖掘机压实。对地下障碍物如建筑、垃圾、砖石块、树桩等物全部清除并掌握相对不透水层的深度后进行测量放线,定出垂直铺膜位置。
为了掌握地层性状,确保土工膜嵌入相对不透水层,在轴线上每隔50m钻一先导孔,孔深超过设计墙体1.5m,局部地质条件变化较大的地段适当加密孔数,对先导孔钻取的芯样进行鉴定,并描绘出地质剖面图,以此为依据调整垂直铺膜深度,保证土工膜入底层黏性土不小于1m深度。
铺膜线确定后,将开槽机设备在监理工程师批准的铺膜开端处就位并组装。各种辅助设备作好准备工作并延轴线一侧每100m开挖一个泥浆池,待一切就绪后开始空转试机,边试机边调试机器及辅助设备使达到正常工作状态。
施工用水及排水
本工程垂直铺膜开沟造槽用水量较大为30m3/h,工地所处河道处地下水较丰富,可沿垂直铺膜线外侧每200m挖一个长宽各6m,深3m的水坑作施工水源,根据需要可以将弃水排入废水沟内。
开沟铺膜
本工程采用往复式开槽机施工。开槽前需在工作面上刨出一条0.2m×0.2m的导槽,起导向作用。用往复式开槽机沿设计轴线位置开槽,槽宽控制在0.26m左右,机器开槽。往复式开槽机是用动力带动机械大臂作往复运动,运动时大臂上的刀板切削土层,高压水嘴冲切土层,并用砂石泵将渣土料抽出地面,形成槽孔,同时将泥浆充满沟槽起固壁作用,随着大臂的角度加大,沟槽深度加深,出土量增大,当达到设计深度时,大臂角度固定(约45°),在牵引装置的作用下机器前进,边开槽边前进,开出满足设计要求的沟槽,由于槽底可能有沉淀淤积,因此开槽时应超挖10cm左右,控制槽的倾斜度不超过5%,在造糟长度达到8m时,经监理人员检验同意,随后在槽内用铺膜器铺设土工膜,用钢丝绳牵引铺膜器套筒使其转动铺膜,槽坑顶部用压土方法固定土工膜,模卷要紧贴下游槽壁铺设,铺膜达到20m后用机械结合人工按规定回填沟槽(铺膜器图样及铺膜示意图如图2、图3所示),后作顶部保护处理,这样连续不断地重复上述过程即完成全部铺膜工程施工。
防渗膜的接合
该工程采用厚0.3mm聚乙烯土工膜,根据铺膜深度和上部固定余膜分别定出不同标准的幅宽,由厂家提前定做,在铺膜过程中,当一幅膜(长约40m)快下完后,在槽边与下一卷膜采用折叠焊接工艺连接,焊接对折搭接宽度不小于20cm,幅间连接采用热熔焊,焊接翻折部分应放置在土工膜背水侧,焊接时不要损坏土工膜,下膜要注意确保土工膜入槽后能沉入槽底,达到设计深度,具体按要求操作。
沟槽回填
施工中用砂石泵抽出的渣土排到已铺好土工膜的槽孔中,上部不足的部分用人工回填,槽口不能一次性填满,上部留有0.5m,经灌水下沉固结后再填满压实。
弯道施工
当转弯半径达到300m时机械可转弯施工,当转变半径小于200m时,采用拆线方法施工,即机械沿直线方向施工,达到一定的位置后停止,回填沟槽整平场地,调整机械轴线与前期形成一夹角,然后搭接施工。
施工组织机构及设备配备
根据垂直铺膜工程量和现有场地情况,配备施工人员24人,其中管理人员2名,技术人员2名,机械操作人员8名,其他人员12名以及工作状态良好的设备,机械设备见表1。
质量控制要点
1)施工准备期间,搞好施工放线,按要求搞好先导孔的地质勘探工作,确定好各桩号的垂直铺膜的深度,并整修好施工平台,挖好导引沟、泥浆坑、沉沙池、地锚坑等。
2)开槽机前进时注意观察大臂沉浮情况,发现变化时及时测量深度,调整牵引速度,并定时用垂球和钢尺测量深度,保证达到设计高程,并要经常校核轴线位置,控制在+10cm。
3)为防止塌槽,施工时用泥浆灌满槽口,泥浆比重要保持在1.15~1.25g/cm3,保证槽中浆面高于设计地面高程,并及时检查开槽机两侧的地面,发现裂缝要采取及时的补救措施,如支撑槽口、加大泥浆比重、加快施工速度。
4)开机时严格按照《垂直铺膜机械安全操作规程》操作,保证机械、人员的安全和机械的正常运行,施工中注意观察设备的运行情况,发现问题及时维修,保证施工停机不超3h,因停机时间过长或槽口坍塌造成淤积时,用清槽方法达到槽深,用高压水枪冲起淤土再用砂泵抽出。
5)沟槽回填使用开槽的渣土和现场地表土,保护土工膜不得损坏,回填土中不能有杂质和石块、土块等。
6)各段之间的施工接头要认真处理,原则上在地质允许的情况下,按照设计进行搭接,以防破坏前期土工膜。
7)堤防弯道处采用插刀方法施工、对地下障碍物、砂石垫方,湿土等复杂地质造成塌孔不能施工时,采用移线或其他工法施工,接头处搭接1.0m。
8)有输油管线的地方和不能破坏的其他建筑设施如公路、涵洞等,采用灌浆等方法,与垂直铺膜的搭接1m。
9)前一道工序施工场地要搞好完工清理工作,保护好顶部压膜不被破坏,不得影响下一道工序。
本工程垂直铺膜防渗技术是利用往复式开槽机,开挖一定宽度和深度的沟槽并铺设聚乙烯土工膜,再用设计要求回填土填筑沟槽,形成以土工膜为主体的防渗帷幕,起到防渗作用。此技术经济实用且防渗效果明显,在今后的堤坝防渗处理中必广泛应用。