Thiết kế, thi công và nghiệm thu màng chống thấm HDPE

Thiết kế, thi công và nghiệm thu màng chống thấm HDPE.

1 Thiết kế, thi công và nghiệm thu màng chống thấm HDPE.

Hydraulic structures – Technical Requirement for Design, Construction and Acceptance of HDPE geomembrane.

Phạm vi áp dụng Thiết kế, thi công và nghiệm thu màng chống thấm HDPE

– Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc sử dụng màng HDPE để chống thấm công trình Thuỷ lợi bằng đất (đập đất, kênh, ao, hồ…) xây dựng mới và nâng cấp sửa chữa;

– Màng chống thấm HDPE trong tiêu chuẩn này chí có tính năng chống thấm (hoặc ngăn chặn thẩm thấu chất ô nhiễm) cho công trình.

Tài liệu viện dẫn Thiết kế, thi công và nghiệm thu màng chống thấm HDPE

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất bao gồm cả sửa đổi, bổ sung (nếu có).

– TCVN 8216:2009, Thiết kế đập đất đầm nén;

– TCVN 8297:2009, Công trình thủy lợi – Đập đất – yêu cầu kỹ thuật trong thi công bằng phương pháp đầm nén

Thuật ngữ và định nghĩa Thiết kế, thi công và nghiệm thu màng chống thấm HDPE

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

Màng chống thấm HDPE

Màng chống thấm HDPE là màng polyme tổng hợp ở dạng cuộn hoặc tấm, mỏng, dễ uốn, có hệ số thấm rất thấp, được sử dụng để chống thấm cho công trình đất, đá, bê tông

Yêu cầu trong thiết kế màng chống thấm HDPE

4.1 Các hình thức bảo vệ màng chống thấm HDPE

4.1.1 Chỉ dẫn chung:

Trên vùng đất chứa nhiều sỏi sạn, vỏ hầu hà, đá dăm hoặc những nơi chịu tác động như đá lăn, sóng gió, va chạm của vật nổi có nguy cơ làm thủng, hư hại màng chống thấm HDPE thì cần phải thiết kế lớp bảo vệ để tránh những tác động này.

Lớp bảo vệ có tác dụng bảo vệ màng chống thấm khỏi các tác động cơ học ngắn hạn như sự chọc thủng của các vật sắc nhọn, đẩy bục, tải trọng thi công và tác động mang tính chất dài hạn gây ra sự rão, giòn, lão hóa sau một thời gian dài sử dụng.

Với công trình khi nền đất tốt và không có những vật có nguy cơ gây hư hại cho màng chông thấm thì có thể không cần lớp bảo vệ phía dưới mà chỉ cần đầm chặt đất sau đó rải trực tiếp màng chống thấm HDPE lên.

Các hình thức lớp bảo vệ được lựa chọn dựa trên cấu trúc của công trình, đặc điểm địa chất và loại tải trọng tác động.

4.1.2 Bảo vệ phía dưới màng chống thấm:

– Bảo vệ bằng vải địa kỹ thuật

Áp dụng khi đất không có dăm sạn, vỏ hầu hà. Vải địa kỹ thuật ngoài tác dụng bảo vệ còn có tác dụng thoát nước và thoát khí phía sau màng chống thấm HDPE.

– Bảo vệ bằng cát kết hợp vải địa kỹ thuật:

Trường hợp nền có nhiều khe nứt, nhiều vật sắc nhọn, nền là vật liệu rỗng, xốp thì rải một lớp vải địa kỹ thuật sau đó đổ cát lên trên tạo thành lớp bảo vệ phía dưới màng chống thấm

4.1.3 Bảo vệ phía trên màng chống thấm:

– Bảo vệ bằng lớp đất phủ trên:

Sử dụng lớp đất phủ bảo vệ mặt trên của màng chống thấm, độ dày của lớp này phải được tính toán cho từng điều kiện cụ thể đảm bảo sự bền vững và ổn định trong quá trình khai thác, vận hành.

– Bảo vệ bằng bê tông cốt thép:

Thiết kế thành từng ô, phía dưới trải một lớp đệm bằng vải địa kỹ thuật hoặc vải bạt dứa.

– Bảo vệ bằng các vật liệu khác: Geocell, Geoweb.

GHI CHÚ:

Trong một số trường hợp có thể sử dụng thêm vải địa kỹ thuật hoặc vải bạt dứa ở giữa lớp phủ bằng đất và màng chống thấm để tăng ma sát, duy trì sự ổn định của lớp phủ.

4.2 Bố trí màng HDPE chống thấm cho công trình thủy lợi

4.2.1 Bố trí màng HDPE cho đập đất:

4.2.1.1 Điều kiện áp dụng:

Áp dụng cho đập đất xây mới và nâng cấp sửa chữa mà vật liệu đất đắp có tính thấm mạnh.

4.2.1.2 Hình thức bố trí:

Màng chống thấm ở thượng lưu có lớp phủ 1

Hình 1.a – Màng chống thấm ở thượng lưu có lớp phủ – 1

Màng chống thấm ở thượng lưu có lớp phủ 2

Hình 1.b – Màng chống thấm ở thượng lưu có lớp phủ – 2

Màng chống thấm ở thượng lưu có lớp bê tông cốt thép bảo vệ mái

Hình 1.c – Màng chống thấm ở thượng lưu có lớp bê tông cốt thép bảo vệ mái

Màng chống thấm giữa thân đập

Hình 1.d – Màng chống thấm ở giữa thân đập

– Hình thức bố trí hình 1.a, 1.b và 1.d dùng cho đập xây mới;

– Hình thức bố trí hình 1.a, 1.b và 1.c dùng cho đập sửa chữa.

GHI CHÚ:

Cấu tạo chi tiết ghim vải xem mục 4.3.1

4.2.1.3 Tính toán màng HDPE cho đập đất:

a) Trường hợp tính:

Cần tuân thủ các trường hợp tính thông thường của đập đất theo quy định hiện hành. Khi tính toán ứng với trường hợp mực nước thượng lưu rút đột ngột cần tính toán thêm thấm, ổn định cho mái thượng lưu và đẩy ngược cho lớp bảo vệ theo các trường hợp sau:

– Thượng lưu là mực nước lũ thiết kế rút xuống đến mực nước khai thác ổn định (trường hợp cơ bản);

– Thượng lưu là mực nước lũ kiểm tra rút xuống đến mực nước khai thác ổn định (trường hợp đặc biệt);

– Thượng lưu là mực nước dâng bình thường (hoặc mực nước lũ thiết kế) rút xuống đến mực nước đảm bảo an toàn cho đập khi có nguy cơ sự cố (trường hợp đặc biệt).

b) Các yêu cầu khác:

Các tính toán thấm (gradien thấm của thân và nền, lưu lượng thấm), ổn định tổng thể, xử lý nền tuân theo quy định về thiết kế nền công trình thủy công và thiết kế đập đất đầm nén hiện hành.

4.2.2 Bố trí màng HDPE cho kênh, mương:

4.2.2.1 Điều kiện áp dụng:

Áp dụng cho kênh, mương đi qua vùng địa chất có tính thấm mạnh hoặc kênh vận chuyển nước có chứa chất thải, chất ô nhiễm.

4.2.2.2 Hình thức bố trí:

Bố trí màng HDPE chống thấm cho kênh mương

Hình 2 – Bố trí màng HDPE chống thấm cho kênh, mương

(a) Bố trí màng chống thấm không có lớp bảo vệ;

(b) Bố trí màng chống thấm có lớp bảo vệ phía trên;

(d) Bố trí màng chống thấm có vải địa kỹ thuật lót trên, dưới và có lớp bảo vệ phía trên.

4.2.2.3 Tính toán màng HDPE cho kênh, mương:

Tính thấm (lượng mất nước) qua đáy cho trường hợp chỉ bố trí màng HDPE cho mái

4.2.3 Bố trí màng HDPE cho ao, hồ trữ nước và chứa chất thải:

4.2.3.1 Điều kiện áp dụng:

Áp dụng cho ao, hồ trữ nước hoặc chất thải trên nền địa chất có tính thấm mạnh.

4.2.3.2 Hình thức bố trí màng chống thấm HDPE

Màng chống thấm cho ao hồ

Hình 3 – Bố trí màng chống thấm HDPE cho ao, hồ

Cắng ngang màng chống thấm chỗ ao hồ

Hình 4 – Cắt ngang bố trí màng chống thấm HDPE cho ao, hồ

Chi tiết rãnh tiêu ngầm	Chi tiết ống thoát nước khí
Hình 5 – Chi tiết rãnh tiêu ngầm	Hình 6 – Chi tiết ống thoát nước, khí

4.2.3.3 Bố trí hệ thống tiêu nước ngầm và thoát khí

a) Phạm vi bố trí

Toàn bộ lòng hồ và mái phải thiết kế hệ thống tiêu thoát nước ngầm và thoát khí. Các rãnh thoát nước này dẫn đến giếng bơm hoặc thoát trực tiếp. Khí được thoát trực tiếp qua hệ thống ống dẫn bố trí xung quanh mái ra ngoài.

b) Yêu cầu kỹ thuật đối với rãnh thoát nước:

– Rãnh tiêu ngầm dốc về phía giếng thu, kích thước rãnh thiết kế theo kết quả tính toán từ các tài liệu khảo sát lưu lượng nước ngầm và thuỷ lực;

– Hệ thống thoát nước, thoát khí mái có thể sử dụng ống nhựa khoan lỗ cuốn vải lọc xung quanh chôn dọc mái, khoảng cách đặt ống lấy theo kết quả tính toán trên cơ sở khảo sát nước ngầm và thuỷ lực.

4.3 Chi tiết các hình thức liên kết của màng HDPE

4.3.1 Cấu tạo rãnh neo

a) Hình thức bố trí

Rãnh neo màng chống thấm theo hình dạng dưới đây.

Chi tiết rãnh neo màng chống thấm HDPE

Hình 7 – Chi tiết rãnh neo màng chống thấm HDPE

b) Yêu cầu cấu tạo

– Phần vải trong rãnh neo không được có mối hàn, không có những hình dạng bất thường để tránh phá hủy vật liệu;

– Đất đổ vào rãnh neo sau khi lắp đặt màng chống thấm phải được đầm chặt với K ≥ 0.95 (việc đổ đất phải tiến hành ngay sau khi trải màng địa kỹ thuật).

4.3.2 Tiếp nối màng chống thấm với các kết cấu khác:

4.3.2.1 Tiếp nối màng chống thấm với kết cấu bê tông, gạch, đá xây:

a) Kết nối bằng Polylock

– Polylock là các chi tiết bằng polime chế tạo sẵn. Polylock có cùng thành phần cấu tạo với màng chống thấm, kiểu dáng rất đa dạng (dạng Chữ I, C, E, Omega…) và nhiều kích thước khác nhau (Polylock của hãng GSE có kích thước tiêu chuẩn: dài 3m; rộng:0.15m; chân: 0.025m);

– Polylock được lắp đặt đồng thời trong khi thi công các kết cấu bêtông, gạch đá… chẳng hạn polylock gắn vào cốt thép hoặc cốt pha khi đổ bê tông.

Các rạng polylock	Kết nối bằng Polylock
Hình 8 – Các dạng Polylock	Hình 9 – Kết nối bằng Polylock

b) Kết nối bằng bu lông, nẹp và gioăng cao su.

– Gioăng cao su chế tạo có thành phần phù hợp với mục đích chống thấm: Để chống thấm công trình trữ chất thải dùng gioăng là cao su Neoprene hoặc Nitrine và để chống thấm hồ chứa, bể nước sinh hoạt trong thành phần phụ gia gioăng cao su không có chất độc hại;

– Nẹp, bu lông, vòng đệm chế tạo từ thép không rỉ.

Kết nối bằng bulong nẹp gioăng cao su

Hình 10 – Kết nối bằng bulong, nẹp và gioăng cao su

4.3.2.2 Tiếp nối màng chống thấm với đường ống:

a) Sơ đồ nối tiếp màng chống thấm với đường ống:

Kết nối màng chống thấm với đường ống

Hình 11 – Sơ đồ nối tiếp màng chống thấm với đường ống

b) Các chi tiết để nối màng chống thấm với đường ống chế tạo bằng các loại vật liệu (thép, bêtông,, nhựa… ) gồm:

Sơ đồ nối tiếp màng chống thấm với đường ống

Hình 12- Kết nối màng chống thấm với đường ống

– Tấm bê tông cốt thép có độ dày ít nhất 0.15m, mác M200, dạng tròn, vuông, chữ nhật;

– Polylock lắp đặt khi thi công tấm bêtông, dạng vuông, chữ nhật, đa giác đều, tâm trùng với tâm ống;

– Nẹp chế tạo bằng thép không rỉ.

GHI CHÚ:

Trường hợp thành phần cấu tạo của ống cùng loại với thành phần cấu tạo của màng (Ví dụ: ống HD và màng HDPE) thì kết nối trực tiếp giữa màng chống thấm với ống bằng phương pháp hàn đùn nhưng vẫn phải giữ nguyên hệ nối tiếp trung gian gồm tấm bêtông cốt thép và Polylock (hoặc bu lông-nẹp-gioăng), bởi vì nhờ có hệ nối tiếp trung gian mà sự chuyển vị của màng khi gia tải (như: đổ vật liệu mới, tích nước lần đầu…) không làm gẫy ống, nhất là đối với những ống nằm trên mặt phẳng nghiêng.