Геомембрана для полигонов
Материал: обычно полиэтилен высокой плотности (HDPE) с добавлением антиоксидантов, анти-УФ и антивозрастных добавок.
Основная функция: служит основным непроницаемым барьером, препятствующим проникновению фильтрата в окружающую почву и грунтовые воды.
Характеристики: высокая химическая стойкость, выдающаяся стойкость к проколам, отличная стойкость к растрескиванию под напряжением и длительный срок службы.
Строительство: сваривается в непрерывный лайнер методом горячей клиновой сварки; обычно укладывается с защитным геотекстилем сверху и снизу.
Геомембрана для полигонов
1 Что такое геомембрана для полигонов — и какой полимер можно использовать
Геомембрана полигона — это барьер с низкой проницаемостью в композитном противофильтрационном экране санитарного полигона: она не даёт фильтрату попадать в грунтовые воды, а дождевым осадкам — в массу отходов. Материалом почти всегда служит полиэтилен высокой плотности — HDPE, или LLDPE там, где требуется гибкость. Китайская практика называет его напрямую: GB/T 51403-2021 §3.1.2 перечисляет допустимые материалы экрана, и геомембрана из HDPE стоит первой, а единственным упомянутым для неё стандартом на продукцию является CJ/T 234 (HDPE) или CJ/T 276 (LLDPE для полигонов). EVA в этом перечне отсутствует. EVA размягчается при более низкой температуре, набухает в жидкостях, богатых растворителями, и обладает более слабой стойкостью к растрескиванию под действием напряжений в окружающей среде — три свойства, по которым фильтрат бьёт сильнее всего, — поэтому она никогда не принимается в качестве основного барьера полигона, какой бы ни была её толщина. Таким образом, настоящая заметка описывает мембрану из HDPE / LLDPE, которую фактически предусматривают работы на полигоне. HDPE выбирают потому, что он сочетает проницаемость ниже 1×10⁻¹³ г·см/(см²·с·Па), предел текучести 22 Н/мм при толщине 1,5 мм, стойкость ко всему диапазону pH фильтрата и стабилизацию техническим углеродом, обеспечивающую проектный срок службы в десятилетия под покрытием.
2 Производственный процесс
Трёхслойная соэкструзия. Первичная смола HDPE (плотность ≥ 0,940 г/см³, ПТР ≤ 1,0 г/10 мин при 190 °C / 2,16 кг) компаундируется с примерно 2,0–3,0 % технического углерода, а также антиоксидантом, УФ-абсорбером и термостабилизатором — технический углерод служит УФ-экраном, поэтому его содержание и дисперсность контролируются как показатели спецификации, а не как цвет. Расплав экструдируется через плоскощелевую головку в виде сердцевины с двумя поверхностными слоями, проходит по охлаждающему валку, измеряется по толщине в линии, обрезается по кромкам и сматывается в рулон. Текстурированный продукт изготавливается путём соэкструзии шероховатого поверхностного слоя (напылённого / тиснёного, профиль 0,3–0,6 мм) на одной или обеих сторонах либо путём ламинирования нетканым материалом. Ширина рулона обычно составляет 6,0–8,0 м, а длина — 50–150 м, поэтому ширина 6,0 м минимизирует швы на объекте — GB/T 51403 §3.2.1 именно по этой причине требует не менее 6,0 м.
3 преимущества
▪ Абсолютный барьер: гидравлическая проводимость фактически соответствует проводимости самого полимера и не зависит от уплотнения, влажности или осадки — это режим отказа глиняного лейнера;
▪ Устойчивость к деформации: CJ/T 234 устанавливает относительное удлинение при разрыве ≥ 700 % и стойкость к растрескиванию под воздействием окружающей среды ≥ 300 ч, поэтому мембрана следует за неравномерной осадкой массы отходов без разрыва;
▪ Механическая прочность: предел текучести 22 Н/мм и сопротивление проколу 480 Н при толщине 1,5 мм противостоят гравию, камню и строительному движению до укладки защитного геотекстиля;
▪ Стойкость к старению: десятилетия службы под покрытием; воздействие УФ в течение 1600 ч сохраняет ≥ 50 % стандартного OIT;
▪ Химическая стойкость: устойчивость к фильтрату во всем диапазоне pH, к органическим кислотам и солям, присутствующим в фильтрате ТБО — свойство, которого нет у EVA и ПВХ;
▪ Свариваемость и возможность испытаний: широкие рулоны (6,0–8,0 м) означают меньше швов; швы термосвариваются, и каждый метр может быть испытан под давлением, что дает проверяемый, а не предполагаемый барьер.
4 Технические характеристики и склад — CJ/T 234, гладкий лист
Таблица 1 Физико-механические требования CJ/T 234-2006, гладкая геомембрана из HDPE (MD и CMD)
Свойство |
Единица |
0.75 |
1.00 |
1.25 |
1.50 |
2.00 |
2.50 |
3.00 |
Предел текучести при растяжении |
Н/мм |
11 |
15 |
18 |
22 |
29 |
37 |
44 |
Прочность на разрыв при растяжении |
Н/мм |
20 |
27 |
33 |
40 |
53 |
67 |
80 |
Удлинение при разрыве |
% |
≥ 700 |
≥ 700 |
≥ 700 |
≥ 700 |
≥ 700 |
≥ 700 |
≥ 700 |
Сопротивление раздиру (метод «брюки») |
N |
93 |
125 |
156 |
187 |
249 |
311 |
374 |
Стойкость к проколу |
N |
240 |
320 |
400 |
480 |
640 |
800 |
960 |
Содержание технического углерода |
% |
2,0–3,0 |
2,0–3,0 |
2,0–3,0 |
2,0–3,0 |
2,0–3,0 |
2,0–3,0 |
2,0–3,0 |
OIT, стандартное / высокое давление |
min |
100 / 400 |
100 / 400 |
100 / 400 |
100 / 400 |
100 / 400 |
100 / 400 |
100 / 400 |
ESCR (испытание на стойкость к растрескиванию при постоянной нагрузке с надрезом) |
ч |
≥ 300 |
≥ 300 |
≥ 300 |
≥ 300 |
≥ 300 |
≥ 300 |
≥ 300 |
УФ 1600 ч, сохранение OIT |
% |
≥ 50 |
≥ 50 |
≥ 50 |
≥ 50 |
≥ 50 |
≥ 50 |
≥ 50 |
5 Куда относится каждая марка — толщина по местоположению
Таблица 2 Местоположение → марка, толщина и определяющий пункт
Местоположение |
Марка / поверхность |
Толщина |
Почему этот выбор |
Правовая оговорка |
Нижняя прокладка |
HDPE, гладкий |
1,5 мм |
На плоском основании сдвиг отсутствует, поэтому гладкие сварные швы листов наиболее надежны; 1,5 мм выдерживает прокол гравием с усилием 480 Н и нагрузки при укладке, 2,0 мм повышают предел текучести до 29 Н/мм под самым высоким столбом отходов. |
GB/T 51403 §3.2.1, §3.2.2; CJJ 113 §3.4.2; CJJ 17 §8.2.7 |
Боковой откос |
HDPE, двусторонняя текстура |
1,5 мм |
Геомембрана не должна скользить: двусторонняя текстура повышает угол трения на границе раздела с ~20° до более 30°, обеспечивая проверку устойчивости откоса. Откосы ограничены 1:2, анкерные площадки через каждые 10 м высоты, отсутствие горизонтальных швов на откосах >10 % или в пределах 1,5 м от подошвы. |
CJJ 113 §3.7.1, §3.7.3, §3.7.4; CJJ 17 §8.2.9 |
Финальное покрытие |
HDPE, гладкий (чёрный) |
1,0 мм |
Только дождевые осадки и газ должны выдерживаться, и никакого столба отходов сверху — 1,0 мм является принятым минимумом. Гладкий лист: качество сварки здесь важнее трения. Давление газа должно удерживаться ниже 0,75 кПа вентиляционным слоем, иначе лист поднимается. |
CJJ 17 §10.0.2, §10.0.3; GB 55012 §4.6 |
Временное покрытие |
HDPE или LLDPE, гладкий |
0,5 мм ежедневно |
Назначение — отвод дождевой воды и контроль запаха, а не удержание — тонкий лист, перемещаемый машиной. 0,5 мм ежедневно, 0,75 мм при более длительном простое; перекрытие 100–120 мм, удерживается мешками с песком или шинами, без сварки. |
GB 55012-2021 §4.6.3 (примечание к пункту); T/GXAS 984-2025 §5.3.1 |
6 Точки монтажа
▪ Сначала основание: удалить корни, камни и мусор; уплотнение ≥ 93 % по дну, ≥ 90 % на откосах, ровность поверхности в пределах 20 мм; не допускаются горизонтальные швы на откосах крутизной более 10 % или в пределах 1,5 м от подошвы.
▪ Анкеровка и последовательность: анкерная траншея не менее 800 мм × 800 мм и не менее 800 мм от бровки откоса, с закруглёнными, а не прямыми углами; анкерные площадки там, где перепад высоты превышает 10 м. Сначала укладывайте откос, затем дно, от низкого к высокому, швы параллельно направлению откоса, с запасом около 1,5 % — никогда не натягивайте.
▪ Сварка швов: нахлёст 100 ± 20 мм для двойного горячего клина, 75 ± 20 мм для экструзионной сварки; пробная сварка ежедневно и после любого изменения погоды; у текстурированного листа профиль должен быть снят у шва. Ниже 5 °C или в дождь — остановите работы.
▪ Испытания: испытание давлением каждого двойного шва при 0,15–0,25 МПа с требованием 100 % прохождения; испытание вакуумной камерой или искровым разрядом каждого экструзионного шва; разрушающие образцы с установленной частотой. Затем немедленно уложите защитный геотекстиль 600 г/м² — незащищённая мембрана является наиболее частой причиной отказа.
▪ Ремонт: заплата из той же смолы, перекрывающая дефект не менее чем на 100 мм; заплата на заплату не допускается. Протоколы ремонта, номера швов и результаты испытаний входят в передаточную документацию.
7 Часто задаваемые вопросы о геомембране для полигонов
1. Вопрос: Почему HDPE является наиболее распространённой геомембраной для полигонов?
Ответ: Геомембрана HDPE обладает превосходной химической стойкостью к фильтрату полигонов, высокой стойкостью к растрескиванию под напряжением, долговременной устойчивостью к старению и низкой проницаемостью, что соответствует строгим требованиям к экологической изоляции.
2. Вопрос: Какая стандартная толщина используется для противофильтрационного экрана полигона?
Ответ: Для основного нижнего экрана широко применяются 1,5 мм и 2,0 мм; на боковых откосах обычно используют 1,5–2,0 мм; для закрывающего покрытия обычно применяют 1,0–1,5 мм. Приоритет имеют местные экологические нормы.
3. Вопрос: Почему геотекстиль необходимо укладывать над и под геомембраной?
A: Нижний геотекстиль предотвращает прокол мембраны острыми камнями; верхний геотекстиль отделяет геомембрану от дренажного гравия, снижая фрикционное повреждение и концентрацию напряжений.
4. Вопрос: какой метод сварки применяется для геомембраны полигона?
Ответ: основным методом является сварка горячим клином, а для ремонта и соединения нахлёстов используется сварка горячим воздухом. Все сварные швы требуют строгого контроля, включая испытание воздушным давлением.
