一种应用于水利工程的复合土工膜的保质高效铺设方法与流程

本发明属于土工膜铺设方法技术领域，具体是一种应用于水利工程的复合土工膜的保质高效铺设方法。

背景技术：

土工合成材料广泛应用于水利、铁路、海港、高速公路、城市建设和生态环境等领域，其功能主要包括防渗、加筋、滤层与排水(气)、隔离与保护作用等。

复合土工膜作为防渗型土工合成材料，是以塑料薄膜作为防渗基材、与无纺布复合而成的不透水土工防渗材料，其中薄膜起防水、防渗作用，土工织物起排水(气)、加筋作用，由于其具有抗拉与防渗性能好、变形能力强等优点，现已广泛应用于库区、坝体、围堰等水工建筑物以及垃圾处理场等整体或局部的防渗工程。

如专利申请号(cn201710693219.8)一种隧道应用土工膜铺设方法，提供一种隧道应用土工膜铺设方法，将土工膜由隧道拱顶向两侧进行铺设，用带有塑料垫片的射钉将所述无纺布垂直固定在水泥混凝土上，土工膜进行铺设，采用分块铺设，但是，在既往的土工膜防渗工程中，受施工条件的限制，土工膜的铺设存在以下不足：

1、一般的，土工膜与地下水位之间为非饱和土状态，在附加荷载作用下固结其气体将难以自由排放，当集结的气体压力与膜上荷载差超过膜体强度时，将导致膜体气胀破坏，严重的可致土工膜防渗工程失败；

2、现有土工膜的铺设是将土工膜绕辊在土工膜布线辊上，多名操作人员对土工膜绕线辊进行抬起，通过操作人员手动进行土工膜的铺设，不仅浪费了较多的人力物力，且铺设效率低，铺设强度大；

3、现有的水利工程在土工膜铺设过程中通常需要多层铺设，即无纺布层-土工膜层-无纺布层三层结构，而现有的铺设方法是通过层层铺设，即先整体铺完一层无纺布层，再铺设土工膜层，最后铺设无纺布层，这种铺设方式的效率低，且在反复铺设过程中容易对预先铺设的无纺布层或者土工膜层造成损伤。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种应用于水利工程的复合土工膜的保质高效铺设方法，通过在地下孔槽内设置外引管，通过真空抽取装置，抽取单元气密空间的气体形成一定的真空度，排出土工膜与地下水层之间的气体，有效防止气胀破坏；通过设置铺设设备，通过铺设设备实现对土工膜的铺设以提高土工膜的铺设速度，降低操作人员工作强度；并通过土工膜铺设设备实现无纺布层-土工膜层-无纺布层三层结构同步铺设，提高铺设速度，有效避免了土工膜在反复铺设过程中所造成的损伤，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于水利工程的复合土工膜的保质高效铺设方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

(1)清理基层，削坡，清除土工膜铺设范围内尖棱硬物，并平整夯实土地，做好排渗设施；

(2)土工膜铺设，预先将大规模的土工膜划分为各自独立的单元工程，通过土工膜铺设设备采用两布一膜复合土工膜进行铺设，使单元土工膜与地下水之间形成单元气密区间，其具体步骤为，将土工膜绕卷在土工膜绕线辊上，将无纺布绕卷在无纺布绕线辊上，所述无纺布绕线辊设置有两个，将土工膜绕线辊固定设置在电机一所连接的转轴一上，将两个所述无纺布绕线辊分别设置在电机二和电机三所连接的转轴一上，所述转轴一的两端分别架设在转轴固定架一和转轴固定架二上，且转轴固定架一固定安装在作业安装架一上，转轴固定架二固定安装在作业安装架二上，且在地下空槽内部两侧的侧壁在水平方向对称开设有t型槽，所述作业支撑架一与作业支撑架二通过另一侧的t型块分别滑动连接在所述地下空槽两侧的t型槽内，所述地下空槽的顶部基层面上固定架设有牵引装置，所述作业支撑架一与作业支撑架二分别通过缆绳连接在牵引装置上，将两个所述无纺布绕线辊上的无纺布与土工膜绕线辊上的土工膜端部对齐，形成无纺布-土工膜-无纺布三层结构，通过紧固螺钉将无纺布-土工膜-无纺布所形成的三层结构一端固定在待铺设土工膜单元工程的端面上，通过电机一、电机二及电机三的同步同向转动，实现土工膜与无纺布的同步放卷，并通过牵引装置通过缆绳完成无纺布层-土工膜层-无纺布层三层结构的同步铺设；

(3)焊接处理，对土工膜连接处和破损处进行焊接和修补；

作为本发明进一步的方案：清理基层，存在对土工膜有影响的特殊菌类时，可用土壤杀菌剂进行处理，且将地下空槽的内部基层面处理至地面平整，将地下空槽内部的地下水进行排除。

作为本发明再进一步的方案：将大规模的土工膜划分为各自独立的单元工程，使单元土工膜与地下水之间形成单元气密区，对膜下真空度的进行控制，可直接破坏土工膜加载后气胀破坏的条件，有效防止气胀破坏。

作为本发明再进一步的方案：对土工膜连接处和破损处通过压出时焊枪或热风焊枪进行焊接和修补。

作为本发明再进一步的方案：土工膜接缝焊接完成后，对焊缝进行检测，观察有无漏接、接缝是否无烫损、无褶皱、是否拼接均匀，并通过在地下空槽的内部铺设外引管，通过真空抽取装置，抽取单元气密空间的气体并形成20～100kpa的真空度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过在地下孔槽内开设管道安装槽，在管道安装槽内设置外引管，通过真空抽取装置，抽取单元气密空间的气体使土工膜与地下水之间形成一定的真空度，实现将土工膜与地下水层之间的气体抽出，能够有效防止土工膜铺设后土工膜与地下水内层的气胀破坏；

2、通过设置铺设设备，通过铺设设备实现对土工膜的铺设以提高土工膜的铺设速度，避免人工抬动土工膜收卷架进行手动铺设，降低了土工膜的铺设成本，同时降低操作人员工作强度；

3、通过设置土工膜绕线辊和两个通过无纺布绕线辊，且在架设土工膜绕线辊的转轴一上设置齿轮一和齿轮三，在架设两个无纺布绕线辊的转轴一上分别设置有齿轮二和齿轮四，齿轮一与齿轮二通过齿轮带一啮合连接，齿轮三与齿轮四通过齿轮带二啮合连接，使土工膜铺设设备实现无纺布层-土工膜层-无纺布层三层结构同步铺设，提高铺设速度，有效避免了土工膜在反复铺设过程中对土工膜造成损伤。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为一种应用于水利工程的复合土工膜的保质高效铺设方法中的铺设设备正视图。

图2为一种应用于水利工程的复合土工膜的保质高效铺设方法中铺设设备俯视图。

图3为一种应用于水利工程的复合土工膜的保质高效铺设方法中作业支撑架二结构示意图。

图4为一种应用于水利工程的复合土工膜的保质高效铺设方法中转轴固定架一的结构示意图。

图5为一种应用于水利工程的复合土工膜的保质高效铺设方法中什么的的结构示意图。

图6为一种应用于水利工程的复合土工膜的保质高效铺设方法中转轴固定架二的结构示意图。

图7为一种应用于水利工程的复合土工膜的保质高效铺设方法中固定环的结构示意图。

图中：地下空槽1、作业支撑架一2、t型槽3、t型块4、转轴固定架一5、卡槽一6、固定环7、连接耳71、作业支撑架二8、电机一9、电机二10、电机三11、转轴固定架二12、齿轮一13、齿轮二14、齿轮带一15、齿轮三16、齿轮四17、齿轮带二18、土工膜绕线辊19、无纺布绕线辊20、卡槽二21、转轴一22、牵引装置23、转轴二24、绞盘25、缆绳26、转轴固定架三27、挡杆28、c型卡槽29、管道安装槽30、外引管31、真空抽取装置32、抽气孔33、紧固螺钉34。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～7，本发明实施例中，一种应用于水利工程的复合土工膜的保质高效铺设方法，包括以下施工步骤：

(1)清理基层，削坡，清除土工膜铺设范围内尖棱硬物，并平整夯实土地，做好排渗设施，并在清理基层过程中存在对土工膜有影响的特殊菌类时，可用土壤杀菌剂进行处理，且将地下空槽的内部基层面处理至地面平整，将地下空槽内部的地下水进行排除；

(2)土工膜铺设，预先将土工膜划分为各自独立的单元工程，通过土工膜铺设设备采用两布一膜复合土工膜进行铺设，使单元土工膜与地下水之间形成单元气密区间，将大规模的土工膜划分为各自独立的单元工程，使单元土工膜与地下水之间形成单元气密区，对膜下真空度的进行控制，可直接破坏土工膜加载后气胀破坏的条件，有效防止气胀破坏；土工膜铺设设备的具体步骤为，将土工膜绕卷在土工膜绕线辊上，将无纺布绕卷在无纺布绕线辊上，所述无纺布绕线辊设置有两个，将土工膜绕线辊固定设置在电机一所连接的转轴一上，将两个所述无纺布绕线辊分别设置在电机二和电机三所连接的转轴一上，所述转轴一的两端分别架设在转轴固定架一和转轴固定架二上，且转轴固定架一固定安装在作业安装架一上，转轴固定架二固定安装在作业安装架二上，且在地下空槽内部两侧的侧壁在水平方向对称开设有t型槽，所述作业支撑架一与作业支撑架二通过另一侧的t型块分别滑动连接在所述地下空槽两侧的t型槽内，所述地下空槽的顶部基层面上固定架设有牵引装置，所述作业支撑架一与作业支撑架二分别通过缆绳连接在牵引装置上，将两个所述无纺布绕线辊上的无纺布与土工膜绕线辊上的土工膜端部对齐，形成无纺布-土工膜-无纺布三层结构，通过紧固螺钉将无纺布-土工膜-无纺布所形成的三层结构一端固定在待铺设土工膜单元工程的端面上，通过电机一、电机二及电机三的同步同向转动，实现土工膜与无纺布的同步放卷，并通过牵引装置通过缆绳完成无纺布层-土工膜层-无纺布层三层结构的同步铺设，提高土工膜的铺设效率。

(3)焊接处理，对土工膜连接处和破损处进行焊接和修补，对土工膜连接处和破损处通过压出时焊枪或热风焊枪进行焊接和修补；

(4)质量检测，检查土工膜是否有滑坡、撕破、扎破等破损现象，检查焊缝宽度是否满足要求，同时对土工膜底层与地下水之间对真空度进行气胀预处理，土工膜接缝焊接完成后，对焊缝进行检测，观察有无漏接、接缝是否无烫损、无褶皱、是否拼接均匀，并通过在地下空槽的内部铺设外引管，通过真空抽取装置，抽取单元气密空间的气体并形成20～100kpa的真空度。

所述土工膜铺设设备包括作业支撑架一2、作业支撑架二8、土工膜绕线辊19、无纺布绕线辊20和牵引装置23，所述牵引装置23固定架设在地下空槽1的基层面上，所述地下空槽1内部两侧的侧壁在水平方向对称开设有t型槽3，所述作业支撑架一2与作业支撑架二8通过一侧的t型块4分别滑动连接在所述地下空槽1两侧的t型槽内3，所述作业支撑架一2上分别设置有三个转轴固定架一5，且三个所述转轴固定架一5在作业支撑架一2上由下至上呈一定斜度倾斜设置，所述作业支撑架二8上分别设置有电机一9、电机二10和电机三11，所述电机一9、电机二10和电机三11的输出端分别固定设置有转轴固定架二，所述电机一9、电机二10和电机三11在作业支撑架二8上由下至上对应转轴固定架一5呈一定斜度倾斜设置，通过电机一9所连接的转轴固定架二12上设置齿轮一13和齿轮三16，通过在电机二10和电机三11所连接的转轴固定架二12上分别设置有齿轮二14和齿轮四17，齿轮一13与齿轮二14通过齿轮带一15啮合连接，齿轮三16与齿轮四17通过齿轮带二18啮合连接，通过电机一9、电机二10和电机三11任一电机带动均能实现对工膜绕线辊19和无纺布绕线辊20的放卷。

所述转轴固定架一5与转轴固定架二12对转轴一22进行固定，所述电机一9上所连接的转轴一22上设置有土工膜绕线辊19，所述电机二10和电机三11上所连接的转轴一22上设置有无纺布绕线辊20，所述作业支撑架一2与作业支撑架二8分别通过缆绳26连接在牵引装置23上。

所述设备还包括真空抽取装置32，所述地下空槽1的内部底面在水平方向上开设有若干条管道安装槽30，所述管道安装槽30内设置有外引管31，外引管31上开设有抽气孔33，所述外引管31的一端与地下空槽1外部的真空抽取装置32连接。

所述转轴固定架一5为水平放置的空腔圆柱结构，且在转轴固定架一5的圆柱结构在水平方向上横截条形槽口使空腔圆柱形成c型卡槽29，且c型卡槽29两侧的端面在竖直方向上开设有卡槽一6，所述转轴固定架二12也为水平放置的空腔圆柱结构，且在转轴固定架二12另一端的端面两侧开设有卡槽二21，所述转轴一22的两端分别设置有与卡槽一6和卡槽二21相适配的挡杆28，且转轴一22两端的挡杆28卡接在卡槽一6和卡槽二21内，所述卡槽一6内部的挡杆28两侧分别设置有固定环7，所述固定环7经连接耳71通过紧固螺钉固定在转轴固定架一5上，所述卡槽二21内部的挡杆左侧设置有固定环7，所述固定环7经连接耳71通过紧固螺钉固定在转轴固定架二12上。

所述牵引装置包括牵引电机，且在牵引电机的输出端固定连接有转轴二24，转轴二24的另一端架设在地下空槽1另一侧的基层面上，所述转轴二24的两端分别连接有绞盘25，且在绞盘25上设置有缆绳26。

工作原理：根据地下孔槽1的尺寸，预先将大规模的土工膜划分为各自独立的单元工程，使单元土工膜与地下水之间形成单元气密区间，将土工膜绕卷在土工膜绕线辊19上，将无纺布绕卷在无纺布绕线辊20上，且无纺布绕线辊20设置两个，将牵引装置23固定架设在地下空槽1的顶部基层面上，作业支撑架一2与作业支撑架二3分别通过缆绳26连接在牵引装置23上，将两个所述无纺布绕线辊20上的无纺布与土工膜绕线辊19上的土工膜端部对齐，形成无纺布-土工膜-无纺布三层结构，通过紧固螺钉34将无纺布-土工膜-无纺布所形成的三层结构一端固定在待铺设土工膜单元工程的端面上，通过电机一9、电机二10及电机三11的同步同向转动，实现土工膜与无纺布的同步放卷，并通过牵引装置23通过缆绳26拉动作业支撑架一2和作业支撑架二3在地下空槽1的内部两侧的t型槽3内滑动，从而完成无纺布层-土工膜层-无纺布层三层结构的同步铺设，并通过在地下孔槽1的内部土工膜与地下水之间铺设外引管31，通过真空抽取装置32抽取单元气密空间的气体使土工膜与地下水之间形成一定的真空度，实现将土工膜与地下水层之间的气体抽出，能够有效防止土工膜铺设后土工膜与地下水内层的气胀破坏。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。