CN109826237A - 一种利用hdpe膜片施工复合防渗地下连续墙的工装及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的工装及方法。其中,一种利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的工装包括:前后连续铺设在自凝灰浆槽孔内的多个HDPE膜片单元;用于将所述HDPE膜片单元下设至自凝灰浆槽孔内的膜片安装装置;其中,每个HDPE膜片单元具有HDPE膜片、位于HDPE膜片前端的凸接头和位于HDPE膜片后端的凹接头;其中,所述后序HDPE膜片单元前端的凸接头可插入前序HDPE膜片单元后端的凹接头内,用于实现前、后序HDPE膜片单元的相扣连接。本发明能实现膜片接头的完美连接,与自凝灰浆共同形成低渗透性,高可靠性的地下防渗幕体。
Description
技术领域
本发明涉及地下连续墙防渗技术领域,尤其涉及一种利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的工装及方法。
背景技术
自凝灰浆地下连续墙现已广泛用于土木、矿山、水利和环境等工程领域的防渗截渗控制工程,尤其适用于地下水位高,地层松软容易塌陷的特殊地区。自凝灰浆连续墙一般渗透系数在10-8m/s,无法满足污染物隔离等要求更高的环境,而且自凝灰浆墙由于强度在1MPa左右,强度较低,抵抗化学侵蚀的能力较差,单独的自凝灰浆地下连续墙的耐久性很难满足特定条件下的要求。
HDPE(高密度聚乙烯)膜片现在已广泛用于国内的土木、矿山、水利和环境等工程领域作为防渗或隔离作用,具有非常好的耐腐蚀性和延展性能,在国内已成熟生产厚度达3mm,幅宽超过6米的HDPE防渗膜卷,采用成熟的热熔焊搭接成任意幅面,检测技术成熟,广泛用于露天的垃圾填埋场等工程领域。
当前国外越来越多采用HDPE膜和自凝灰浆构建复合防渗地下连续墙,用于永久性的土木、矿山、水利和环境等工程领域的地下水和污染物的渗控工程,满足10-11m/s以上的更小渗透性和更好的耐久性要求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题,提供一种利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的工装,能实现膜片接头的完美连接,与自凝灰浆共同形成低渗透性,高可靠性的地下防渗幕体。
本发明的另一目的是提供一种利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的方法。
为了实现本发明的第一目的,提供以下技术方案:
一种利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的工装,包括:前后连续铺设在自凝灰浆槽孔内的多个HDPE膜片单元;用于将所述HDPE膜片单元下设至自凝灰浆槽孔内的膜片安装装置;其中,每个HDPE膜片单元具有HDPE膜片、位于HDPE膜片前端的凸接头和位于HDPE膜片后端的凹接头;其中,所述后序HDPE膜片单元前端的凸接头可插入前序HDPE膜片单元后端的凹接头内,用于实现前、后序HDPE膜片单元的相扣连接。
优选的,所述凸接头由内管套装在HDPE膜片前端部的膜套内制成;所述凹接头由具有线形开口的外管固定HDPE膜片的后端部制成;其中,所述凸接头可经由所述线形开口插装在所述凹接头内。
优选的,所述HDPE膜片单元还包括:分别固定在HDPE膜片顶部边缘和底部边缘的上定形条和下定形条,用于保持所述HDPE膜片平展;固定在所述HDPE膜片底部的配重块。
优选的,所述膜片安装装置包括:安装架,其具有用于HDPE膜片单元依附的安装面,所述安装面的后端部匹配设有用于托放所述凹接头的凹型托槽;用于将所述凹接头限位在所述凹型托槽内的凹接头限位架,其用于安装在所述安装架顶部后端。
优选的,所述安装架的底部设有配重块定位孔,用于与配重块顶部预埋的定位销配合来定位所述配重块;所述安装架顶部设有用于悬挂张紧所述HDPE膜片的拉紧装置,其与被定位的配重块配合使所述HDPE膜片单元保持平展依附在安装面上。
优选的,所述膜片安装装置还包括:膜片接头保护架,其具有可插入HDPE膜片单元凹接头内的接头护管以及连接所述接头护管的接头护板。
优选的,所述配重块包括:用于将所述HDPE膜片底部夹装在中间的第一配重块和第二配重块;其中,所述第一配重块顶部预埋所述定位销,且所述第一配重块侧部预埋用于连接所述第二配重块的固定螺栓。
为了实现本发明的第二目的,提供以下技术方案:
一种利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的方法,包括:利用膜片安装装置将HDPE膜片单元下设至自凝灰浆槽孔内;使多个HDPE膜片单元在自凝灰浆槽孔内前后连续铺设;其中,每个HDPE膜片单元具有HDPE膜片、位于HDPE膜片前端的凸接头和位于HDPE膜片后端的凹接头;其中,所述后序HDPE膜片单元前端的凸接头可插入前序HDPE膜片单元后端的凹接头内,用于实现前、后序HDPE膜片单元的相扣连接。
优选的,所述膜片安装装置包括:安装架,其具有用于HDPE膜片单元依附的安装面,所述安装面的后端部匹配设有用于托放所述凹接头的凹型托槽;用于将所述凹接头限位在所述凹型托槽内的凹接头限位架,其用于安装在所述安装架顶部后端。
优选的,所述膜片安装装置还包括:膜片接头保护架,其具有可插入HDPE膜片单元凹接头内的接头护管以及连接所述接头护管的接头护板。
本发明的有益效果体现在以下方面:
1)本发明的膜片安装装置采用常规的型钢、钢管、钢板加工,HDPE膜片单元采用国内规模生产的HDPE膜片、钢管、硬塑管等加工,加工相对简单,可以长期周转使用;
2)本发明利用膜片安装装置将HDPE膜片单元依次下设入已完成开挖清底的自凝灰浆槽孔内,并且前序HDPE膜片单元与后序HDPE膜片单元实现凹凸相扣连接,凸凹锁接中充满了自凝灰浆并大大延长了膜片的搭接长度渗进,待自凝灰浆凝固后,HDPE膜片单元与自凝灰浆形成的复合防渗墙体能得到很高的防渗标准。
附图说明
图1是本发明的HDPE膜片单元的结构示意图;
图2a是本发明的HDPE膜片单元的内管的结构示意图;
图2b是本发明的HDPE膜片单元的外管的结构示意图;
图2c是本发明的HDPE膜片单元的U型夹条的结构示意图;
图3a是本发明的HDPE膜片底部安装配重块的示意图;
图3b是本发明的配重块与安装架的装配示意图;
图4a是本发明的安装架横向剖面图;
图4b是本发明的凹接头限位架的结构示意图;
图4c是本发明的HDPE膜片单元与安装架和凹接头限位架的装配示意图;
图5是本发明的HDPE膜片在安装架上张紧拉直的装配示意图;
图6是本发明的膜片接头保护架的结构示意图;
图7是本发明的HDPE膜片单元的下设施工示意图。
附图标记说明:1-HDPE膜片;2-内管;3-外管;4-U型夹条;51-上定形条;52-下定形条;6-膜片接头保护架;61-接头护管;62-接头护板;7-配重块;71-第一配重块;711-定位销;712-固定螺栓;72-第二配重块;8-安装架;8a-配重块定位孔;81-安装面;81a-凹型托槽;82-上横梁;82a-吊环;83-下横梁;84-手动紧绳器;9-凹接头限位架。
具体实施方式
本发明提供一种利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的工装和方法。在自凝灰浆地下连续墙施工过程中,自凝灰浆尚未凝固前,采用本发明可在自凝灰浆地下连续墙内连续安装具有高耐腐蚀、低渗透性和高稳定性的HDPE膜片,实现HDPE膜片之间的完美连接,连续铺设的HDPE膜片与自凝灰浆共同形成具有低渗透性,高可靠性的地下防渗幕体。
在本发明的描述中,需要理解的是,文中“前”、“后”等指示方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗指所指的装置、元件等必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限定。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
本实施例提供一种利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的工装,包括:前后连续铺设在自凝灰浆槽孔内的多个HDPE膜片单元(如图1所示);用于将图1所示的HDPE膜片单元下设至自凝灰浆槽孔内的膜片安装装置。
如图1、2a和2b所示,每个HDPE膜片单元具有HDPE膜片1、位于HDPE膜片1前端的凸接头和位于HDPE膜片1后端的凹接头。其中,凸接头由内管2套装在HDPE膜片1前端部的膜套内制成;凹接头由具有线形开口的外管3固定HDPE膜片1的后端部制成;凸接头可经由线形开口插装在凹接头内,实现HDPE膜片单元的连续扣接。
HDPE膜片单元的凸接头的具体加工方法如下:将HDPE膜片1的前端部通过双缝或单缝热熔焊接的方式制成膜套,在膜套内安装相应尺寸的内管2。具体的,为了使内管2的长度与槽深相适应,内管2由若干硬塑料管内连接而成。
HDPE膜片单元的凹接头的具体加工方法如下:外管3采用焊接钢管铣出线形开口或采用3~5mm薄钢板卷制,将HDPE膜片1的后端部与外管3采用两个金属U型夹条4或铝型夹片贴合固定。可用热风辅助夹持定型,U型夹条夹力要足够,也可采用额外铆钉加固避免脱松。本实施例的线形开口宽5cm左右。
实施时,凸接头的外径应小于凹接头的内径,以便于凸接头能顺利内插入凹接头内。本实施例的凸接头外径小于凹接头内径25mm以上。
如图5所示,居于凸接头和凹接头之间的HDPE膜片1的顶部边缘固定有上定形条51,底部边缘固定有下定形条52,便于HDPE膜片1拉紧保持平展,避免出现变形,并使得HDPE膜片1分散受力。本实施例的上定形条51采用小型角钢和扁钢,使用时,小型角钢和扁钢分别夹持在位于顶端边缘的HDPE膜片1两侧并通过螺栓固定;下定形条52采用扁钢,使用时扁钢夹持在位于底端边缘的HDPE膜片1两侧并通过螺栓固定。
此外,由于HDPE膜片1的比重比水约小,因此HDPE膜片在自凝灰浆里面需要有配重块配重才能确保安装后不变位。如图5所示,本实施例在HDPE膜片1的底部固定配重块7,起到对HDPE膜片1底部定位的功能。具体的,每个HDPE膜片单元设有两组配重块7,对称固定在下定形条52上。如图3a和3b所示,每组配重块7包括第一配重块71和第二配重块72。实施时,第一配重块71和第二配重块72采用C20以上混凝土预制,均为长条形,且第一配重块71和第二配重块72的长度和断面尺寸根据HDPE膜片单元的尺寸大小、HDPE膜片1的厚度以及墙体厚度经过计算确定,确保HDPE膜片1不上浮为原则。第一配重块71顶部预埋定位销711并露出顶部(出露不少于5cm),且侧部预埋用于连接第二配重块72的固定螺栓712,第二配重块72相应位置预留螺栓孔。第一配重块71的固定螺栓712穿过HDPE膜片1底部的扁钢拧入第二配重块72的螺栓孔,从而将HDPE膜片1底部夹装在中间并锁紧。
膜片安装装置包括:用于将HDPE膜片单元平展的依附在其上并下设的安装架8;与安装架8配合对HDPE膜片单元进行限位的凹接头限位架9。
如图4a和5所示,安装架8是采用钢板、槽钢等型钢焊接加工而成的长方形架,包括:位于顶端的上横梁82;位于底端的下横梁83;形成在上横梁82和下横梁83之间的用于HDPE膜片单元依附的安装面81,该安装面81的后端部匹配设有用于托放HDPE膜片单元的凹接头的凹型托槽81a。
其中,上横梁82上设有用以安装HDPE膜片单元时对其悬挂张紧的拉紧装置。本实施例的拉紧装置为沿上横梁82前后方向对称布置的2个手动紧绳器84。具体的,本实施例在固定于HDPE膜片1顶端边缘的小型角钢上对称布置两个吊环,该两个吊环与上横梁82上的2个手动紧绳器84相对应并连接,均衡拉紧手动紧绳器84可使整个HDPE膜片单元处于张紧状态,能确保下设过程中不出现变形和松动。
上横梁82上对称布置两个吊环82a,用于安装架8的起吊下设。
下横梁83上沿其前后方向对称布置两组配重块定位孔8a,用于装配定位配重块7。如图3b所示,第一配重块71顶部预埋的定位销711可以轻松插入配重块定位孔8a中。
凹型托槽81a采用相应尺寸的钢管改制或钢板卷制。
如图4a、4b和4c所示,凹接头限位架9用于配合安装架8将凹接头限制固定在凹型托槽81a内,便于下设时固定HDPE膜片单元在槽孔内的位置。下设时,凹接头限位架9使用螺栓安装在安装架8的顶部后端,便于拆装。实施时,凹接头限位架9采用钢板和型钢加工。
安装架的厚度、宽度和长度,要结合施工现场地下连续墙的深度、厚度、膜片幅宽和施工效率综合确定,以安装架的强度和刚度满足HDPE膜片单元下设的需要。
此外,膜片安装装置还包括膜片接头保护架6,用于避免相邻开挖影响,或中途短暂停工之后的膜片直接延续。如图6所示,膜片接头保护架6包括:可插入HDPE膜片单元凹接头内的接头护管61;连接接头护管61的接头护板62。接头护管61和接头护板62的加工尺寸要考虑强度和刚度;接头护管61采用钢管加工,其外径要小于凹接头内径(本实施例小于3cm以上),便于插入凹接头内;接头护板62采用钢板加工,其宽度小于墙厚5cm以上。实施时,接头护管61的底部封闭,可从顶部向管内注水平衡浮力,顺利插入HDPE膜片单元的凹接头内。
如图7所示,本发明利用膜片安装装置依次下设HDPE膜片单元的步骤如下:
a、现场制备HDPE膜片单元并将其安装在安装架8上,同时完成前序槽孔开挖清底。具体方法包括:在施工现场附近把需要下设的HDPE膜片单元上下对齐位置平展布置在安装架8的安装面81上,将凹接头置于凹型托槽81a内,安装好凹接头限位架9;底部配重块7的定位销711插入安装架下横梁的配重块定位孔8a中,通过预埋的固定螺栓712锁紧第一配重块71和第二配重块72,把HDPE膜片1底部牢固固定在中间;使两个手动紧绳器84连接并拉紧位于HDPE膜片1顶端的两个吊环。
b、起吊安装架8,将装配好的HDPE膜片单元对正下设到前序槽孔指定位置;
c、松开手动紧绳器84和凹接头限位架9,吊出安装架8;使用悬架悬挂固定HDPE膜片单元在槽孔中间部位;
若后序槽孔没有开挖清底完成,则下设膜片接头保护架6;
d、后序槽段开挖清底完成后,起吊移除前序膜片接头保护架6;
e、重复步骤a、b安装后序HDPE膜片单元,并使前序HDPE膜片单元与后序HDPE膜片单元实现凹凸相扣连接;
f、重复步骤c、d,待自凝灰浆凝固后,HDPE膜片单元与自凝灰浆形成复合防渗墙体。
本发明利用膜片安装装置将HDPE膜片单元依次下设入已完成开挖清底的自凝灰浆槽孔内,并且前序HDPE膜片单元与后序HDPE膜片单元实现凹凸相扣连接,待自凝灰浆凝固后,HDPE膜片单元与自凝灰浆形成复合防渗墙体,凸凹锁接中充满了自凝灰浆并大大延长了膜片的搭接长度渗进,能得到很高的防渗标准。
本发明的膜片安装装置采用常规的型钢、钢管、钢板加工,HDPE膜片单元采用国内规模生产的HDPE膜片、钢管、硬塑管等加工,加工相对简单,可以长期周转使用;本发明可实现HDPE膜片单元的依次垂直下设和接头保护,并且经济实现HDPE膜片与自凝灰浆连续墙的复合防渗体系建造。
尽管上述对本发明做了详细说明,但本发明不限于此,本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改,因此,凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的工装,其特征在于,包括:
前后连续铺设在自凝灰浆槽孔内的多个HDPE膜片单元;
用于将所述HDPE膜片单元下设至自凝灰浆槽孔内的膜片安装装置;
其中,每个HDPE膜片单元具有HDPE膜片、位于HDPE膜片前端的凸接头和位于HDPE膜片后端的凹接头;
其中,所述后序HDPE膜片单元前端的凸接头可插入前序HDPE膜片单元后端的凹接头内,用于实现前、后序HDPE膜片单元的相扣连接。
2.根据权利要求1所述的利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的工装,其特征在于,所述凸接头由内管套装在HDPE膜片前端部的膜套内制成;所述凹接头由具有线形开口的外管固定HDPE膜片的后端部制成;
其中,所述凸接头可经由所述线形开口插装在所述凹接头内。
3.根据权利要求2所述的利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的工装,其特征在于,所述HDPE膜片单元还包括:
分别固定在HDPE膜片顶部边缘和底部边缘的上定形条和下定形条,用于保持所述HDPE膜片平展;
固定在所述HDPE膜片底部的配重块。
4.根据权利要求3所述的利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的工装,其特征在于,所述膜片安装装置包括:
安装架,其具有用于HDPE膜片单元依附的安装面,所述安装面的后端部匹配设有用于托放所述凹接头的凹型托槽;
用于将所述凹接头限位在所述凹型托槽内的凹接头限位架,其用于安装在所述安装架顶部后端。
5.根据权利要求4所述的利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的工装,其特征在于,所述安装架的底部设有配重块定位孔,用于与配重块顶部预埋的定位销配合来定位所述配重块;所述安装架顶部设有用于悬挂张紧所述HDPE膜片的拉紧装置,其与被定位的配重块配合使所述HDPE膜片单元保持平展依附在安装面上。
6.根据权利要求5所述的利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的工装,其特征在于,所述膜片安装装置还包括:膜片接头保护架,其具有可插入HDPE膜片单元凹接头内的接头护管以及连接所述接头护管的接头护板。
7.根据权利要求5或6所述的利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的工装,其特征在于,所述配重块包括:用于将所述HDPE膜片底部夹装在中间的第一配重块和第二配重块;
其中,所述第一配重块顶部预埋所述定位销,且所述第一配重块侧部预埋用于连接所述第二配重块的固定螺栓。
8.一种利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的方法,其特征在于,包括:
利用膜片安装装置将HDPE膜片单元下设至自凝灰浆槽孔内;
使多个HDPE膜片单元在自凝灰浆槽孔内前后连续铺设;
其中,每个HDPE膜片单元具有HDPE膜片、位于HDPE膜片前端的凸接头和位于HDPE膜片后端的凹接头;
其中,所述后序HDPE膜片单元前端的凸接头可插入前序HDPE膜片单元后端的凹接头内,用于实现前、后序HDPE膜片单元的相扣连接。
9.根据权利要求8所述的利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的方法,其特征在于,所述膜片安装装置包括:
安装架,其具有用于HDPE膜片单元依附的安装面,所述安装面的后端部匹配设有用于托放所述凹接头的凹型托槽;
用于将所述凹接头限位在所述凹型托槽内的凹接头限位架,其用于安装在所述安装架顶部后端。
10.根据权利要求9所述的利用HDPE膜片施工复合防渗地下连续墙的方法,其特征在于,所述膜片安装装置还包括:膜片接头保护架,其具有可插入HDPE膜片单元凹接头内的接头护管以及连接所述接头护管的接头护板。
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