由于礦山工業(yè)的發(fā)展．選礦規(guī)模逐年增加，相應(yīng)需要建設(shè)大型的尾礦庫與之配套。我國尾礦庫一般都建設(shè)在山谷中，具有庫面積大、庫容大、工程投資小的特點(diǎn)。對(duì)于需要進(jìn)行全面防滲的尾礦庫，由于山谷面積大，地形復(fù)雜，粘土和混凝土等傳統(tǒng)材料造價(jià)高、施工難度大、周期長，已逐漸被土工膜所替代。近年來，土工膜防滲技術(shù)已廣泛應(yīng)用于有色、黑色、黃金和化工行業(yè)．在治理重金屬尾礦庫、冶煉渣場、赤泥庫、錳渣庫、磷石膏庫和巖溶庫等相關(guān)固廢堆存場地的污染時(shí)起著至關(guān)重要的作用。
1土工膜材料
土工膜．它是以高分子聚合物為基本原料制成的一種防滲材料．分為均質(zhì)型和復(fù)合型兩種：土工膜是以塑料薄膜作為防滲基材，與無紡布復(fù)合而成的土工防滲材料，它的防滲性能主要取決于塑料薄膜的防滲性能．由于其造價(jià)低、施工簡單，在尾礦庫防滲要求不是特別高的工程中應(yīng)用，適用廣泛，但也同時(shí)存在宜老化、抗穿刺能力不強(qiáng)等特點(diǎn)。目前。國內(nèi)外防滲應(yīng)用的塑料薄膜，主要有聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)、EVA(乙烯／醋酸乙烯共聚物)，隧道應(yīng)用中還有設(shè)計(jì)使用ECB(乙烯乙酸乙烯改性瀝青共混土工膜)的，它們是一種高分子化學(xué)柔性材料，比重較小，延伸性較強(qiáng)，適應(yīng)變形能力高，耐腐蝕，耐低溫，抗凍性能好。
HDPE土工膜是一種均質(zhì)柔性防水材料，在尾礦庫工程中，有很強(qiáng)的適應(yīng)性、耐久性和安全性，在防滲要求較高的尾礦庫工程中均運(yùn)用了此種防滲材料，運(yùn)行效果好，其主要特性如下：
(1)具有很高的防滲系數(shù)卜一般水蒸汽滲透系數(shù)≤1×10‘139·cⅡl／(cm2·s·Pa)1；
(2)具有良好的耐熱性和耐寒性，其使用環(huán)境溫度為高溫110℃、低溫一70℃；
(3)具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，能抗強(qiáng)酸、堿、油的腐蝕，是好的防腐材料：
(4)具有很高的抗張力強(qiáng)度．使它具有很高的抗拉強(qiáng)度能滿足高標(biāo)準(zhǔn)工程項(xiàng)目需要；
(5)具有很強(qiáng)的耐候性，有很強(qiáng)的抗老化性能，能長時(shí)間裸露使用而保持原來的性能：
(6)有很強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度與斷裂伸長率，使HDPE土工膜能夠在各種不同的惡劣地質(zhì)與氣候條件下使用，適應(yīng)地質(zhì)不均勻沉降應(yīng)變力強(qiáng)。
2施工方法
2．1鋪設(shè)前的準(zhǔn)備
土工膜鋪設(shè)前應(yīng)保證鋪設(shè)面符合設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量安全要求．在鋪設(shè)之前可以對(duì)尾礦堆積壩進(jìn)行仔細(xì)考察。土工膜及焊條的材料和質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。與鋪設(shè)無關(guān)的人員不得進(jìn)入施工現(xiàn)場。所有進(jìn)入土工膜施工現(xiàn)場人員佩戴出入證，穿對(duì)土工膜無損傷的鞋子，進(jìn)入現(xiàn)場任何人不得吸煙。在土工材料上，所有工具必須輕拿輕放，不得扔摔或重放．嚴(yán)禁熱工具與土工膜接接觸。土工膜施工完畢必須注意成品保護(hù)。材料在裝卸、搬運(yùn)過程中不得使用任何可能對(duì)材料造成機(jī)械損傷的器具．如拉動(dòng)、抬起或卷起．不容許一些不受控制的展開方法，輕拿輕放?，F(xiàn)場的處理：平整現(xiàn)場的地面，使其表面平整，壓密實(shí)，地表面沒有凹凸物，沒有大的石塊、鐵絲鋼絲等硬質(zhì)的東西，防
止刺壞防滲膜。填埋場的四周挖出40×40的錨固溝，為防滲膜在填埋場兩邊的錨固做準(zhǔn)備。2．2鋪設(shè)將準(zhǔn)備鋪設(shè)的防滲膜卷材在空地展平，按預(yù)定方案裁剪成需要的形狀。在鋪膜過程中要避免人為的損壞，應(yīng)平順、貼實(shí)、盡量減少褶皺，合理的選擇鋪設(shè)方向，盡可能減少接縫受
力，合理布局每片材料的位置．力求接縫最少。平整的地面上鋪膜，合理計(jì)算、選擇最佳鋪膜方式(以減少焊接縫數(shù)量節(jié)約材料為標(biāo)準(zhǔn))在鋪膜過程中要避免人為的損，相鄰膜焊接縫錯(cuò)位按“丁”字形鋪設(shè)。此外鋪膜時(shí)注意預(yù)留出防滲膜的變形伸縮量．一般預(yù)留伸放量1。4％．根據(jù)具體場地實(shí)際情況確定，以防止在基礎(chǔ)變形時(shí)防滲膜被壓力撕裂。所有外露的土工膜必須立刻用沙袋或其他重物壓緊，以防止土工膜被風(fēng)吹起或拉出周邊錨固溝。
2．3焊接
焊接縫合氣候條件：焊接縫合所需要的氣候條件為大氣溫度在4—40℃之間；干燥條件．特別是沒有降水或別的過多水分如霧或露水：風(fēng)速不大于每小時(shí)4級(jí)。土工膜膜塊在焊接前必須重疊15cm，膜塊必須調(diào)整好以使接縫盡量減少褶皺和成“魚嘴”的可能。在焊接縫合之前縫合區(qū)域在縫合之前必須進(jìn)
行清理以確保清潔并沒有水、灰塵、雜物或任何碎屑。土工膜膜塊焊接縫合應(yīng)重疊7．5cm，縫合區(qū)域在縫合之前必須進(jìn)行清理以確保該區(qū)域清潔且沒有水、灰塵、垃圾或任何碎屑。熱氣裝置只能用于土工膜模塊的加熱粘結(jié)．注意不要損壞土工膜，磨光也不應(yīng)該損壞土工膜。焊條必須保持清潔和干燥。
2．4平臺(tái)節(jié)點(diǎn)細(xì)部做法
在坡使用軟梯．用熱熔焊機(jī)自上而順坡焊接．焊接至平臺(tái)處時(shí)，人為的把設(shè)備提起來，對(duì)于1：3—1：2坡來講，此時(shí)凹進(jìn)臺(tái)階里面的土工膜能被提到與焊機(jī)以前所走的焊接軌道同一條線上．應(yīng)該來講此時(shí)臺(tái)階處土工膜能被順利焊接過去，不會(huì)存在修補(bǔ)的情況。這樣完成整個(gè)長度上焊接時(shí)，再回來用沙袋把土工膜壓進(jìn)平臺(tái)上錨固槽里面(坡底端膜沒有固定)，再用卵石把膜在平臺(tái)上錨固槽里錨固。
從上往下焊接時(shí)．在焊到平臺(tái)處時(shí)，停止焊接。在平臺(tái)外的焊縫焊完時(shí)．在平臺(tái)出把土工膜壓入錨固槽內(nèi)，接縫暴露出來。用熱風(fēng)槍把兩片土工膜搭接部位吹接在一起。用砂輪機(jī)及砂紙打毛(1．5mm以上)．倒角度45。(擠壓焊機(jī)焊接時(shí)，因?yàn)槟け砻嬗幸粚友趸瘜樱附油凉つざ家M(jìn)行打毛．倒角后最大厚度可磨0．5mm左右。且膜上有極小的凹凸不均，可增加擠出熔料接觸面積．使焊接效果更好)，用擠壓焊機(jī)擠焊條接此處，處理完畢。焊接土工膜在焊接過程中，為了防止膜在鋪設(shè)后被大風(fēng)等刮起產(chǎn)生移位，則采用邊鋪設(shè)邊焊接壓固依次推進(jìn)。焊
接前．先將土工膜預(yù)留搭焊接面擦拭干凈；焊膜機(jī)滾輪應(yīng)擦拭干凈．先試樣焊接調(diào)整好設(shè)備．方可進(jìn)行焊接。焊接時(shí)，始終保持焊機(jī)勻速前進(jìn)。待焊縫完全冷卻后再進(jìn)行焊縫檢查試驗(yàn)。直到焊縫符合要求為止。
2．5修補(bǔ)
鋪設(shè)過程中．任何有缺陷或破壞和非破壞性實(shí)驗(yàn)的土工膜都應(yīng)該修復(fù)．以免影響整體的防滲效果。小洞應(yīng)由擠出焊修復(fù)，如果洞大于6mm，應(yīng)打補(bǔ)丁。剝離應(yīng)用補(bǔ)丁修復(fù)，如果剝離在斜坡上有一個(gè)很尖的末端、則在打補(bǔ)丁之前須切成圓形。需要打補(bǔ)丁的土工膜表面應(yīng)提前修復(fù)磨光、清潔。折疊的土工膜應(yīng)重新鋪設(shè)打補(bǔ)丁的接焊位置應(yīng)和斜坡平行，而不是交叉。補(bǔ)丁應(yīng)由同樣的土工膜組成，并切成圓型或橢圓形，其大小應(yīng)超過缺陷邊緣至少15cm。所有的補(bǔ)丁都應(yīng)該具有與原土工膜相同的厚度．幾乎所有的補(bǔ)丁應(yīng)在放置到土工膜之前用打磨機(jī)
把頂部邊緣削平。修復(fù)時(shí)所有的表面都應(yīng)該保持清潔和干燥。
對(duì)每一個(gè)修復(fù)位置都應(yīng)該進(jìn)行非破壞性測(cè)試，且做好記錄。填埋場四周的錨固．封邊埋固采用錨固溝錨固．錨固溝要求離施工平面40cm開溝．溝寬40cm，溝深40cm，將膜拉入溝內(nèi)成U字型．用沙袋或混凝土結(jié)構(gòu)將溝固定。
3尾礦庫工程中土工膜防滲需特別注意的幾個(gè)問題
3．1基礎(chǔ)處理
由于尾礦庫在設(shè)置了土工膜后，在雨季時(shí)由于地下水的變化．會(huì)在膜下產(chǎn)生一定壓力水頭，容易導(dǎo)致土工膜倒伏，故需對(duì)膜下的地基進(jìn)行相應(yīng)的處理。特別是南方有很多地區(qū)尾礦庫．庫區(qū)有巖溶等復(fù)雜構(gòu)造，首先宜對(duì)巖溶、泉眼等構(gòu)造進(jìn)行封堵處理．并在膜下設(shè)置一定厚度的排滲層，必要時(shí)設(shè)置通氣管。
3．2分層施工與嵌固齒槽
由于尾礦庫建設(shè)工程中．一般具有較長的服務(wù)年限。如土工膜防滲層一次性施工至最終標(biāo)高前期投入較大，同時(shí)尾礦庫上部暴露在尾礦覆蓋以外的部分防滲層容易破損老化，增加了運(yùn)行管理的難度．故根據(jù)服務(wù)年限和上升速度，一般一次施工至一定標(biāo)高．后期根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，逐期進(jìn)行加高。在各分層需布置齒槽，齒槽用于嵌固施工在山坡的土工膜，同時(shí)對(duì)土工膜邊緣進(jìn)行保護(hù)：其結(jié)構(gòu)大樣可如圖2所示。
3．3與構(gòu)筑物搭接處理
對(duì)于防滲層與庫內(nèi)其他防洪構(gòu)筑物相接觸的部位處理時(shí)．一般可在施工土工膜時(shí)，將土工膜伸入構(gòu)筑物基礎(chǔ)的混凝土墊層或用混凝土連接其墊層中．深入長度不小于20cm。
4結(jié)束語
土工膜具有施工周期短，施工簡易，維修方便，投資成本低．多重保護(hù)，環(huán)保防滲效果好等特點(diǎn)，完全符合填埋場的設(shè)計(jì)需求。土工膜具有良好的耐熱性和耐寒性。化學(xué)穩(wěn)定性好，具有較高的剛性和韌性，抗老化和耐腐蝕性能強(qiáng)，機(jī)械拉伸強(qiáng)度好．具有很好的介電性能．耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能較好。廣泛用于垃圾填埋場和尾礦庫等堆存固體廢棄物的場所，對(duì)于減小庫區(qū)地下水污染有極其重要的作用。鑒于尾礦庫土工膜防滲問題對(duì)于尾礦處理的重要性，因此，研究這個(gè)課題具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介：陶東良(1983一)，本科，工程師，主要從事水工專業(yè)工作。
