高密度聚乙烯（HDPE）土工膜在大型儲罐基礎中的防滲應用

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

【關鍵詞】 HDPE 土工膜 儲罐基礎 防滲

引言

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

高密度聚乙烯（HDPE）土工膜是近年來在構建清潔能源、保障環境安全的要求下，興起的一種新型污染品防滲環保施工材料。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施工中，首次采用HDPE土工膜施工技術，當儲罐出現滲漏時能夠通過觀測管提早發現并有效隔離污染物，保證不污染罐區周邊環境，特別是杜絕了對罐區附近土壤、地下水源及周邊海水的污染，環保意義極其深遠。

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8×104m3雙盤浮頂油罐工程、蘭州原油商業儲備庫工程、山東濰坊濱海弘潤石化400萬方工業園儲備庫工程罐基礎施工中推廣應用HDPE土工膜施工技術。與原來儲罐基礎工藝相比，可提早發現儲罐油品滲漏、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境的污染，更加經濟環保。為以后類似工程施工提供經驗借鑒。

1. 工藝原理

在儲罐基礎的砂石回填層上順序鋪設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、擠壓焊機和熱風焊槍進行焊接，采用真空測試儀和充氣檢漏儀進行焊縫嚴密性試驗，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

施工準備→材料驗收→復檢驗收基層→清理待施工面→預埋件預埋→高密度聚乙烯（HDPE）土工膜鋪設施工→測試→驗收

3. 施工準備

施工準備

所有施工人員、機具設備，均在施工前進入施工現場。

4. 材料驗收

預埋件、土工膜、焊條運到施工現場后必須有質量證明文件，監理或業主驗收合格后方可用于施工。

5. 復檢驗收基層

在罐基礎施工單位將罐環梁、罐內回填墊層施工完畢，報現場專業監理工程師、業主、設計單位按設計要求進行驗收合格之后，會同監理、業主、設計按設計要求進行復檢，復檢設計要求的標高、截面尺寸、壓實度、平整度，此外環梁內表面等無尖銳物如鐵釘、尖銳石子、尖銳混凝土塊、環梁混凝土凹凸處平滑過渡、基層細砂干燥并滿足設計的粒徑要求，在復檢合格并且監理、業主、設計驗收簽字之后，可進入下一步施工。

6. 清理待施工面

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

7. 預埋件預埋

預埋件在澆注混凝土前交付于基礎施工單位，綁鋼筋時基礎施工人員按設計圖位置將其固定在模板內側，用鐵絲固定在鋼筋上。內側澆注混凝土時應注意模板，保證預埋件在取下模板時裸露在混凝土外側。

8. 高密度聚乙烯（HDPE）土工膜鋪設

HDPE土工膜一般采用兩膜三布結構，鋪設順序由下到上為：第一層土工布→HDPE膜→第二層土工布→鋪設砂石墊層→HDPE膜→第三層土工布。

8.1高密度聚乙烯（HDPE）土工膜鋪設要求及注意點

8.1.1每卷HDPE土工膜鋪設時由人工從罐中心向邊緣兩側依次分區進行“推鋪”，鋪設時先縱向、后橫向，詳見圖1-1，一、三區和二、四區對稱同時鋪設。土工膜鋪設時應完全展開，并檢查是否有缺陷，標出缺陷之處，以便修補，鋪設時盡量減少拼接量。兩幅土工膜應對正搭齊，土工布的搭接寬度為75±15mm，HDPE膜搭接寬度為100±20mm。每鋪設一卷都應對膜及焊縫進行相應的編號，鋪設完成的土工膜應平整順直，避免出現褶皺、波紋。

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

8.1.3特殊部位處理

對于罐基礎環梁內壁上的HDPE膜“E”預埋件與基礎墊層結合處等特殊部位，鋪設土工膜時要留有約300mm的余量。為防止土工膜在此處受力過大，影響膜的質量，減少其使用壽命，可先在結合處鋪墊細砂墊層并壓實，確保土工膜圓滑過渡。

8.1.4 HDPE膜鋪設時氣溫一般應在5℃以上，低溫時鋪設土工膜應張緊，高溫時鋪設應放松。氣溫低于5℃時，或風速4級以上及雨雪天氣，無有效防護措施不允許施工。在有風天氣，風力影響土工膜施工時，待焊的HDPE土工膜應用砂袋壓牢。

8.2高密度聚乙烯（HDPE）膜焊接前試驗

在正式焊接操作之前，應根據經驗先設定設備參數，取300mm×600mm的小塊膜進行試焊。然后在拉伸機上進行焊縫的剪切和剝離試驗，如果不低于規定數值，則鎖定參數，并開始正式焊接。否則，重新確定參數，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左右范圍內的膜面進行清理，用抹布擦掉灰塵、污物，使其清潔、干燥，以確保焊接質量。然后利用熱楔焊機進行搭接部位的焊接，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對措施，避免影響焊機順利自行。遇到特殊故障時，應及時停機，避免燙壞膜。焊接完成后的焊縫應整齊美觀，不得有滑焊、跳焊現象。

8.3.2 HDPE膜與環梁上的“E”預埋件及90°拐角處的焊縫，采用擠壓焊機和熱風焊槍、樹脂專用焊條焊接。

對于“T”字型已焊接的焊縫應先把焊縫壓茬去掉，再用熱楔焊機焊接此處進行補強。可采用直徑為300mm的圓型補丁修補，也可削邊后直接采用擠壓焊機順縫“T”字型修補。

9. 高密度聚乙烯（HDPE）HDPE膜測試

對所有的接縫和修補的整個長度進行非破壞連續測試。非破壞連續測試方法包括：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充氣，使壓力達到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，都要重新進行測試，或整個接縫分成幾個部分分別進行測試。非破壞測試不合格的雙軌熱熔接縫，必須根據技術說明進行修補后重新進行測試。

9.2真空測試

對擠壓焊機焊接的角焊縫進行100%真空檢測，檢測面積根據真空測試儀長、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

9.3.1對于檢測中所發現的缺陷，應及時修補；不能立刻修補的，要做特殊標記，并加以編號，以防漏補。

9.3.2對材料上小于5mm的孔洞及局部焊縫的修補完善，可采用擠壓熔焊機進行點焊。

9.3.3對大的孔洞、刺破處、膜面嚴重損傷處、T字縫交叉處以及其它各種因素造成的缺損部位，均可采用加蓋補丁方法進行修補。補丁尺寸：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，補丁邊距缺陷處不小于80mm。

對不夠厚度或不夠嚴密的擠出焊縫，可用擠壓熔焊機補焊一層。

10. 交工驗收

由監理、業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，交叉作業提高速度。驗收報告一式四份，分別由土工膜施工方、監理、業主、設計單位人員簽字。

11. 效果

采用高密度聚乙烯（HDPE）土工膜施工速度快，工效高，而且即使在發生油品滲漏后，能及早通過罐基礎環梁處預埋的觀測管發現，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境后再處理相比，更大幅度節省了處理施工資源及費用，更為重要的是消除了對罐區及周邊土壤、水源等的污染風險，節能、環保效果顯著。

結論

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

參考文獻：

[1] 《垃圾填埋場用高密度聚乙烯土工膜》 CJ/T 234-2006.

[2] 《生活垃圾衛生填埋場防滲系統工程技術規范》 CJJ 113-2007.

作者簡介：李雪飛 助理工程師 男 1974年9月生，1994年畢業于河北廊坊石油管道學校油氣儲運專業，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）