高密度聚乙烯（HDPE）土工膜在大型儲罐基礎(chǔ)中的防滲應(yīng)用

【摘 要】 高密度聚乙烯（HDPE）土工膜在蘭州原油商業(yè)儲備庫工程大型儲罐基礎(chǔ)施工中防滲成功應(yīng)用后，為保障儲罐油品滲漏提供了一種便捷、安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的施工方法。

【關(guān)鍵詞】 HDPE 土工膜 儲罐基礎(chǔ) 防滲

引言

以往大型儲罐基礎(chǔ)工程在設(shè)計和施工中，通常采用鋼筋混凝土環(huán)梁或鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)內(nèi)分層回填砂石料并夯實，罐底板下面鋪設(shè)100mm厚瀝青砂墊層以保護(hù)儲罐底不發(fā)生電化學(xué)腐蝕作用。但這種傳統(tǒng)的施工工藝因無特殊防滲措施，一旦儲罐罐底發(fā)生油品滲漏難以及時發(fā)現(xiàn)，不僅損失大量油品，而且對儲罐周圍的環(huán)境造成嚴(yán)重污染，事后處理費時費力、代價昂貴。尤其對于在海邊、水源地或濕地地區(qū)的儲罐群來說，油品滲漏的后果更為嚴(yán)重。

高密度聚乙烯（HDPE）土工膜是近年來在構(gòu)建清潔能源、保障環(huán)境安全的要求下，興起的一種新型污染品防滲環(huán)保施工材料。2007年中國石油天然氣管道第二工程公司在洋山石油儲運項目一期工程儲罐基礎(chǔ)施工中，首次采用HDPE土工膜施工技術(shù)，當(dāng)儲罐出現(xiàn)滲漏時能夠通過觀測管提早發(fā)現(xiàn)并有效隔離污染物，保證不污染罐區(qū)周邊環(huán)境，特別是杜絕了對罐區(qū)附近土壤、地下水源及周邊海水的污染，環(huán)保意義極其深遠(yuǎn)。

2008年至2011年，管道二公司先后在中國石油廣西石化1000萬噸/年煉油罐區(qū)8×104m3雙盤浮頂油罐工程、蘭州原油商業(yè)儲備庫工程、山東濰坊濱海弘潤石化400萬方工業(yè)園儲備庫工程罐基礎(chǔ)施工中推廣應(yīng)用HDPE土工膜施工技術(shù)。與原來儲罐基礎(chǔ)工藝相比，可提早發(fā)現(xiàn)儲罐油品滲漏、及時處理，大大減少了油品滲漏量、事后費用低，同時消除了對周圍環(huán)境的污染，更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保。為以后類似工程施工提供經(jīng)驗借鑒。

1. 工藝原理

在儲罐基礎(chǔ)的砂石回填層上順序鋪設(shè)HDPE土工膜，對土工布接縫處利用手工縫合，HDPE膜搭接縫處熱楔焊機(jī)、擠壓焊機(jī)和熱風(fēng)焊槍進(jìn)行焊接，采用真空測試儀和充氣檢漏儀進(jìn)行焊縫嚴(yán)密性試驗，以保證形成具有良好防滲功能的HDPE土工膜層。

2. 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→材料驗收→復(fù)檢驗收基層→清理待施工面→預(yù)埋件預(yù)埋→高密度聚乙烯（HDPE）土工膜鋪設(shè)施工→測試→驗收

3. 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備

所有施工人員、機(jī)具設(shè)備，均在施工前進(jìn)入施工現(xiàn)場。

4. 材料驗收

預(yù)埋件、土工膜、焊條運到施工現(xiàn)場后必須有質(zhì)量證明文件，監(jiān)理或業(yè)主驗收合格后方可用于施工。

5. 復(fù)檢驗收基層

在罐基礎(chǔ)施工單位將罐環(huán)梁、罐內(nèi)回填墊層施工完畢，報現(xiàn)場專業(yè)監(jiān)理工程師、業(yè)主、設(shè)計單位按設(shè)計要求進(jìn)行驗收合格之后，會同監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計按設(shè)計要求進(jìn)行復(fù)檢，復(fù)檢設(shè)計要求的標(biāo)高、截面尺寸、壓實度、平整度，此外環(huán)梁內(nèi)表面等無尖銳物如鐵釘、尖銳石子、尖銳混凝土塊、環(huán)梁混凝土凹凸處平滑過渡、基層細(xì)砂干燥并滿足設(shè)計的粒徑要求，在復(fù)檢合格并且監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計驗收簽字之后，可進(jìn)入下一步施工。

6. 清理待施工面

在從基層施工單位接受基層之后，必須派人進(jìn)行詳細(xì)檢查、處理基層，以便于后期HDPE土工膜的施工。

7. 預(yù)埋件預(yù)埋

預(yù)埋件在澆注混凝土前交付于基礎(chǔ)施工單位，綁鋼筋時基礎(chǔ)施工人員按設(shè)計圖位置將其固定在模板內(nèi)側(cè)，用鐵絲固定在鋼筋上。內(nèi)側(cè)澆注混凝土?xí)r應(yīng)注意模板，保證預(yù)埋件在取下模板時裸露在混凝土外側(cè)。

8. 高密度聚乙烯（HDPE）土工膜鋪設(shè)

HDPE土工膜一般采用兩膜三布結(jié)構(gòu)，鋪設(shè)順序由下到上為：第一層土工布→HDPE膜→第二層土工布→鋪設(shè)砂石墊層→HDPE膜→第三層土工布。

8.1高密度聚乙烯（HDPE）土工膜鋪設(shè)要求及注意點

8.1.1每卷HDPE土工膜鋪設(shè)時由人工從罐中心向邊緣兩側(cè)依次分區(qū)進(jìn)行“推鋪”，鋪設(shè)時先縱向、后橫向，詳見圖1-1，一、三區(qū)和二、四區(qū)對稱同時鋪設(shè)。土工膜鋪設(shè)時應(yīng)完全展開，并檢查是否有缺陷，標(biāo)出缺陷之處，以便修補(bǔ)，鋪設(shè)時盡量減少拼接量。兩幅土工膜應(yīng)對正搭齊，土工布的搭接寬度為75±15mm，HDPE膜搭接寬度為100±20mm。每鋪設(shè)一卷都應(yīng)對膜及焊縫進(jìn)行相應(yīng)的編號，鋪設(shè)完成的土工膜應(yīng)平整順直，避免出現(xiàn)褶皺、波紋。

8.1.2第二層土工布鋪設(shè)完成后，鋪墊500mm厚砂石墊層，然后再鋪設(shè)第二層HDPE膜。

8.1.3特殊部位處理

對于罐基礎(chǔ)環(huán)梁內(nèi)壁上的HDPE膜“E”預(yù)埋件與基礎(chǔ)墊層結(jié)合處等特殊部位，鋪設(shè)土工膜時要留有約300mm的余量。為防止土工膜在此處受力過大，影響膜的質(zhì)量，減少其使用壽命，可先在結(jié)合處鋪墊細(xì)砂墊層并壓實，確保土工膜圓滑過渡。

8.1.4 HDPE膜鋪設(shè)時氣溫一般應(yīng)在5℃以上，低溫時鋪設(shè)土工膜應(yīng)張緊，高溫時鋪設(shè)應(yīng)放松。氣溫低于5℃時，或風(fēng)速4級以上及雨雪天氣，無有效防護(hù)措施不允許施工。在有風(fēng)天氣，風(fēng)力影響土工膜施工時，待焊的HDPE土工膜應(yīng)用砂袋壓牢。

8.2高密度聚乙烯（HDPE）膜焊接前試驗

在正式焊接操作之前，應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗先設(shè)定設(shè)備參數(shù)，取300mm×600mm的小塊膜進(jìn)行試焊。然后在拉伸機(jī)上進(jìn)行焊縫的剪切和剝離試驗，如果不低于規(guī)定數(shù)值，則鎖定參數(shù)，并開始正式焊接。否則，重新確定參數(shù)，直到試驗合格為止。

8.3高密度聚乙烯（HDPE）膜焊接要求及注意點

8.3.1焊接前，先對土工膜搭接處200mm左右范圍內(nèi)的膜面進(jìn)行清理，用抹布擦掉灰塵、污物，使其清潔、干燥，以確保焊接質(zhì)量。然后利用熱楔焊機(jī)進(jìn)行搭接部位的焊接，焊接時要保持焊縫的平直整齊，并及早對膜下不平整部分采取應(yīng)對措施，避免影響焊機(jī)順利自行。遇到特殊故障時，應(yīng)及時停機(jī)，避免燙壞膜。焊接完成后的焊縫應(yīng)整齊美觀，不得有滑焊、跳焊現(xiàn)象。

8.3.2 HDPE膜與環(huán)梁上的“E”預(yù)埋件及90°拐角處的焊縫，采用擠壓焊機(jī)和熱風(fēng)焊槍、樹脂專用焊條焊接。

對于“T”字型已焊接的焊縫應(yīng)先把焊縫壓茬去掉，再用熱楔焊機(jī)焊接此處進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。可采用直徑為300mm的圓型補(bǔ)丁修補(bǔ)，也可削邊后直接采用擠壓焊機(jī)順縫“T”字型修補(bǔ)。

9. 高密度聚乙烯（HDPE）HDPE膜測試

對所有的接縫和修補(bǔ)的整個長度進(jìn)行非破壞連續(xù)測試。非破壞連續(xù)測試方法包括：雙軌熱熔接縫空氣壓力測試法、擠壓接縫的真空測試法。

9.1空氣壓力測試

熱楔焊縫100%做充氣檢驗，先在焊縫上涂抹肥皂液，再通過充氣檢漏儀的檢測針往焊縫氣腔內(nèi)充氣，使壓力達(dá)到0.15MPa～0.2MPa，以2min以上焊縫上肥皂液不起泡為合格。

沒有通過非破壞測試的所有接縫，都要重新進(jìn)行測試，或整個接縫分成幾個部分分別進(jìn)行測試。非破壞測試不合格的雙軌熱熔接縫，必須根據(jù)技術(shù)說明進(jìn)行修補(bǔ)后重新進(jìn)行測試。

9.2真空測試

對擠壓焊機(jī)焊接的角焊縫進(jìn)行100%真空檢測，檢測面積根據(jù)真空測試儀長、寬尺寸確定。先在焊縫上涂抹肥皂液，再將真空測試儀罩到焊縫上，啟動真空泵，以真空壓力不大于0.05MPa，30秒鐘肥皂液不起泡即為合格。

9.3缺陷的修補(bǔ)

9.3.1對于檢測中所發(fā)現(xiàn)的缺陷，應(yīng)及時修補(bǔ)；不能立刻修補(bǔ)的，要做特殊標(biāo)記，并加以編號，以防漏補(bǔ)。

9.3.2對材料上小于5mm的孔洞及局部焊縫的修補(bǔ)完善，可采用擠壓熔焊機(jī)進(jìn)行點焊。

9.3.3對大的孔洞、刺破處、膜面嚴(yán)重?fù)p傷處、T字縫交叉處以及其它各種因素造成的缺損部位，均可采用加蓋補(bǔ)丁方法進(jìn)行修補(bǔ)。補(bǔ)丁尺寸：T字縫處為切角的方形300×300mm，或D=300mm。其余情況，一般邊長不小于200mm，補(bǔ)丁邊距缺陷處不小于80mm。

對不夠厚度或不夠嚴(yán)密的擠出焊縫，可用擠壓熔焊機(jī)補(bǔ)焊一層。

10. 交工驗收

由監(jiān)理、業(yè)主與施工單位共同對高密度聚乙烯（HDPE）土工膜邊施工、邊驗收，交叉作業(yè)提高速度。驗收報告一式四份，分別由土工膜施工方、監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計單位人員簽字。

11. 效果

采用高密度聚乙烯（HDPE）土工膜施工速度快，工效高，而且即使在發(fā)生油品滲漏后，能及早通過罐基礎(chǔ)環(huán)梁處預(yù)埋的觀測管發(fā)現(xiàn)，盡快處理，不僅大大降低了油品損耗，而且與儲罐油品滲漏污染環(huán)境后再處理相比，更大幅度節(jié)省了處理施工資源及費用，更為重要的是消除了對罐區(qū)及周邊土壤、水源等的污染風(fēng)險，節(jié)能、環(huán)保效果顯著。

結(jié)論

儲罐基礎(chǔ)采用高密度聚乙烯（HDPE）土工膜施工進(jìn)行HDPE土工膜防滲施工，施工工藝簡便，速度快，防滲效果好，與原來罐基礎(chǔ)不采用防滲措施相比，后期油品滲漏處理費用低，不污染環(huán)境，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，推廣應(yīng)用前景廣闊。適用于油田、輸油泵站和儲運工程大型儲罐基礎(chǔ)工程的施工，其它有防滲功能要求的工程也可參照應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 《垃圾填埋場用高密度聚乙烯土工膜》 CJ/T 234-2006.

[2] 《生活垃圾衛(wèi)生填埋場防滲系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》 CJJ 113-2007.

作者簡介：李雪飛 助理工程師 男 1974年9月生，1994年畢業(yè)于河北廊坊石油管道學(xué)校油氣儲運專業(yè)，主要從事球形儲罐、立式圓筒型儲罐及站場施工。

（作者單位：中國石油天然氣管道第二工程公司）