真空法检验土工膜整体质量的试验研究(2)

2.3、单层缺陷土工膜抽真空试验

　　试验前，在沟内充水，并维持1.5 m~2.0 m水深1 天，沟内下渗水与地下水连通后，以水封方式形成场区内膜下气密空间。进行了两次单层土工膜抽真空试验。第一次采用1 台射流泵，真空表及液位观测仪均无变化，原因在于土工膜缺陷漏洞较多，难以形成膜下真空。第二次修补了部分较为明显的缺陷，采用2 台射流泵，进行试验，结果仅真空表9(连接射流泵接口处)读数为12 kPa 左右，其它真空表均无变化。表明：缺陷土工膜难以形成膜下真空。

2.4、分离的双层土工膜抽真空试验

　　在单层缺陷土工膜抽真空试验的基础上，又铺设一层厚0.08 mm 没有明显缺陷的薄膜，进行分离的双层土工膜抽真空试验。采用2 台射流泵进行试验。试验开始，即出现土工膜逐渐贴紧地面的现象，真空表读数开始上升，可以形成膜下真空。试验持续4 h，膜下即形成20 kPa 左右的真空度，达到预期目的，遂停止试验。试验过程中真空表读数随时间变化曲线见图2～4。

图2 第1~4 号真空表读数随时间变化曲线

图3 第5~8 号真空表读数随时间变化曲线

图4 第9 号真空表读数随时间变化曲线

　　从图2～4 中，可以看出：

　　(1) 真空泵启动，土工膜下真空表读数上升，说明易形成真空。抽真空1 h，射流泵进口真空表9 读数为13 kPa，相应其它位置真空表处形

　　成4 kPa~6 kPa 的真空;抽真空4 h，射流泵进口真空表9 读数为26 kPa，除表1 处形成11 kPa 的真空外，其他位置形成18 kPa~21 kPa 的真空。经查表1 位于边界处，该处延伸至水沟底部的土工膜局部漂浮在水沟水面，造成局部气密条件较差。但这足以说明在相对气密条件下，膜下可形成真空。

　　(2)在抽真空试验中，场区内一直存在气流鸣响声，证明存在土工膜漏气点。在射流泵停止抽真空后，泵口真空表9 迅速回零，而膜下其他位置真空表读数随时间逐渐降低，并在55 min 后回零，说明膜下真空系统不能保持真空度，存在漏气点。

　　(3)铺设分离的双层膜后，可形成膜下相对气密空间，说明分离的双层膜可使膜体漏洞互补，能有效地增强土工膜的防渗效果。

3、讨论

3.1、真空检测系统及漏气因素分析

　　土工膜整体质量完整性检测真空系统是：真空系统的顶层为理想的不漏气的土工膜，底层为地下水(或不透气土层)，四周为闭气防渗体或帷幕。真空检测系统漏气的主要影响因素有：

　　①土工膜整体质量缺陷，包括膜体缺陷、施工连接缝漏气，以及运输、铺设过程中的局部损伤等;

　　②系统四周闭气不严，存在漏气点;③监测设备、抽真空设备与系统密封不严，引起局部漏气。

3.2、真空检测完整性判据探讨

　　(1)可利用土工膜膜下观测点处真空度与真空泵进口处真空度的相对比值判断土工膜整体质量，比值接近于1，土工膜整体质量最好;比值越小，整体质量越差。

　　(2)利用停止抽真空后土工膜膜下观测点处真空表读数随时间的变化曲线判断土工膜整体质量。观测点处真空表读数不随时间变化，为一水平线，说明土工膜整体质量好;观测点处真空表读数随时间变化，为一下降的斜线，并伴随着漏气汽笛声，说明土工膜整体质量存在缺陷，斜线斜率越陡，整体质量越差。

　　(3)根据本次试验情况，可以利用10 kPa~20 kPa的低真空度作为真空法检测的气压标准，即如果土工膜膜下能形成10 kPa 左右的低真空度，可以认为土工膜整体质量基本满足防渗的要求。

3.3、土工膜防渗可靠性探讨

　　理想、完整的土工膜是不渗水的，但由于土工膜厚度较薄、强度较低，在土工膜生产、运输、铺设和运行过程中又极易受损、不易发现，目前土工膜分阶段质量检测的控制方法，很难保证完工后土工膜整体的不透水性;因此，对于大中型防渗工程而言，单层土工膜防渗的可靠性相对较差;但双层土工膜能够相互弥补彼此的缺陷，有效提高土工膜防渗的可靠性。

4、结语

　　通过上述分析和试验研究，可以得出以下结论：

　　(1)对于采用土工膜防渗的大中型工程，目前分阶段质量控制的方法很难保证铺设完工后土工膜整体的不透水性。

　　(2)对于地下水埋藏不深的土层，真空法可用于检测土工膜整体质量的完整性。

　　(3)在应用真空法检测土工膜整体质量的完整性时，应首先结合土工膜的防渗结构，构造相对气密空间，再根据膜下观测点处形成真空度的程度判断土工膜整体的完整性，或根据膜下观测点处真空度与真空泵进口处真空度的相对比值判断土工膜整体的完整性，或根据停止抽真空后的观测点处真空表读数随时间的变化曲线判断土工膜整体质量。

　　(4) 对于大中型防渗工程，单层土工膜防渗的可靠性相对较低;但分离的双层土工膜，能相互弥补彼此的缺陷，有效提高防渗系统的可靠性。

参考文献

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