NB/T 35027-2014 水电工程土工膜防渗技术规范

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  • 由聚合物或沥青制成的一种相对不透水膜。聚合物土工膜在 工厂采用吹塑法、压延法或涂刷法制造;沥青土工膜采用合成纤 维或织物喷涂或浸渍沥青形成

    由聚合物土工膜与土工织物加热压合或粘合而成的组合物。 2.0.5加筋土工膜reinforcedgeomembrane 在聚合物中加入土工织物等生产的士工膜。 2.0.6糙面土工膜roughedfacegeomembrane 在土工膜表面加上糙纹,以达到增大摩擦系数的目的,以方 便在斜面防渗等工程中施工。糙面土工膜可分为单糙面土工膜、 双糙面土工膜等

    由聚合物土工膜与土工织物加热压合或粘合而成的组合物

    在土工膜表面加上糙纹,以达到增大摩擦系数的目的抽样标准,以方 便在斜面防渗等工程中施工。糙面土工膜可分为单糙面土工膜 双糙面土工膜等。

    2.0.7 土工席垫 3D fiber mattres

    NB / T 35027= 2014

    由不同凹凸截面形状、具有连续排水槽的合成材料芯材,外 包无纺土工织物构成的复合排水材料。

    2.0.11拉伸强度tensile strength

    标准试样沿规定的切口逐渐扩展裂口至整个试样的过程中出 现的最大撕裂力。

    在标准试样的垂直方向上施加液压,使试样扩张直至破坏达 到的最大液压。

    直径为50mm的圆柱顶杆垂直顶入试样过程中的最大顶压力。 2.0.16刺破强度punctureresistance 直径为8mm的刚性顶杆垂直刺入试样过程中的最大刺破力。 2.0.17摩擦强度frictionresistance 用直剪法或拉拔法测得的土工膜与上、下界面材料间的抗剪强度 2.0.18垂直渗透系数vertil coefficientofpermeability 水流垂直于土工织物平面水力梯度等于1时的渗透流速。 2.0.19水平渗透系数level coefficientofpermeability 水流沿土工织物平面水力梯度等于1时的渗透流速。 2.0.20抗渗强度(耐静水压力)imperviousstrength 标准试样破坏或试样渗漏时的最大水压力

    3.0.1水电工程王工膜防渗设计应与工程建筑物的设计阶段相适 应,达到安全可靠、经济合理、技术先进的要求。 3.0.2水电工程选择土工膜防渗方案,应根据建筑物多种防渗方 案经技术经济综合比较后确定。 3.0.3土工膜防渗材料的选择应综合考虑工程使用年限、工作环 境、施工条件等因素后确定。

    3.0.4下列水电工程部位可选用士工膜防渗结构:

    1土石坝(堤)上游面、直心墙、斜心墙。 2面板堆石坝、砌石坝、混凝土坝(含碾压混凝土坝)上游 面的防渗或防渗修复。 3 水库库底、库岸的防渗。 4 土石坝加高。 5 围堰防渗。 6 水工隧洞、渠道防渗衬砌。 3.0.5 土工膜防渗结构应根据防渗对象、防渗水头、失事危害程 度的不同划分防渗级别,当其对应的防渗级别属不同级别时,应 取其中最高的级别。水电工程土工膜防渗结构防渗级别应按表 3.0.5的规定划分

    表3.0.5水电工程土工膜防渗结构防渗级别划分

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    表中工程等别和建筑物级别应符合现行行业标准《水电枢纽工程等级划分及设 全标准》DL5180的有关规定。

    全标准》DL5180的有关规定

    NB /T350272014

    4.1.1制造土工膜的基本材料应选用透水性低的聚合物,掺加一 定含量的增塑剂、抗老化剂、润滑剂等外加剂,以调整土工膜的 物理性能、改善土工膜的耐久性和施工性能, 4.1.2水电工程中宜选用合成树脂类的聚乙烯土工膜(PE)、聚 氯乙烯土工膜(PVC)等。 4.1.3水电工程宜选用吹塑法、压延法生产的土工膜,以保证其 品质均一,渗透系数小。 4.1.4为适应强度、变形和稳定的需要,可采用土工织物复合 加筋、表面加糙的土工膜。

    4.2.1防渗工程中土工膜性能包括其本身的特性和与其周边 物相互作用的特性,

    4.2.1防渗工程中土工膜性能包括其本,

    4.2.2土工膜本身的特性检测包括以下主要项目:

    1物理性能:单位面积质量、厚度、密度。 2力学性能:拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、胀破强度 顶破强度、刺破强度。 3水力学性能:渗透系数、抗渗强度。 4耐久性:抗老化性、抗化学腐蚀性。 4.2.3土工膜与其周边结构物相互作用的特性检测主要包括摩擦 强度、耐水压力

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    条件进行,并分析工程实际条件对其测定值的影响。 4.2.4拟采用的土工膜产品,应根据防渗级别和防渗方案的特点 进行必要的特性检测,土工膜特性检测项目应按表4.2.4的规定 确定。

    表4.2.4土工膜特性检测项目表

    注:对于1、2级斜坡面防渗结构,摩擦强度为

    4.2.5水电防渗工程中土工膜应具有很好的抗渗透性、抗变形能 力和耐久性。各级建筑物采用聚乙烯的性能指标应符合现行国家 标准《土工合成材料聚乙烯土工膜》GB/T17643的有关规定,

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    采用聚氯乙烯土工膜的性能指标应符合现行国家标准《土工合成 材料聚氯乙烯土工膜》GB/T17688的有关规定。其他类型土工 膜的性能指标可按现行国家标准《土工合成材料聚乙烯土工膜》 GB/T17643、《土工合成材料聚氯乙烯土工膜》GB/T17688的 有关规定确定。 有供、饮水功能的水电工程土工膜的性能指标应符合国家现 行标准的有关规定。 4.2.6复合土工膜的性能指标,应根据选用的复合土工膜的结构、

    4.3.1应根据工程的使用年限、工作环境、施工条件选择土工膜 品种。对于有侵蚀性的工程,应根据侵蚀性液体的性质,选择对 该种液体有良好抗侵蚀性的土工膜,

    层材料,可选择聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、氯磺化聚乙烯 (CSPE)等土工膜。 2土工膜用于垂直防渗或焊接施工条件较差时,宜选聚氯 乙烯(PVC)、氯化聚乙烯(CPE)、氯磺化聚乙烯(CSPE)和三 元乙内(乙烯/内烯/二烯共聚物,EPDM)等易于粘接、嵌固连接 的土工膜。 3复合土工膜幅宽两端边道需预留80mm~100mm的光膜 以进行连接(焊接、粘接)施工,对于厚度较厚(超过1.0mm) 的聚乙烯复合土工膜,因复合加热时边道易产生变形,不易保证 焊接质量,应谨慎采用。 4同一个区域宜选用同一种材质的土工膜。膜与膜连接时 膜厚度不宜差别过大。 4.3.3土工膜的厚度应根据基层条件、工作水头、工作环境、所

    选用的土工膜性能,通过计算并结合工程类比确定 4.3.4承受高应力的土工膜防渗层,宜采用加筋土工膜。为增加

    选用的土工膜性能,通过计算并结合工程类比确定。

    4.3.4承受高应力的土工膜防渗层,宜采用加筋土工膜。为增加 土工膜的摩擦系数,可采用复合土工膜或表面加糙的土工膜

    土工膜的摩擦系数,可采用复合土工膜或表面加糙的土工膜

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    5.1.1土工膜防渗结构的范围、型式选择应根据工程总体布置的 要求和工程区水文气象、地形地质等自然条件研究确定。 5.1.2土工膜防渗结构应包括下支持层、土工膜防渗层、上保护层 5.1.3 土工膜防渗层型式可分为单层防渗、双层防渗、组合 防渗。 5.1.4土工膜防渗层布置可分为水平防渗、垂直防渗、斜坡面 防渗。

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    5.2.3双层防渗结构的两层土工膜防渗层之间应设置排水层(图 5.2.3)。排水层可采用小粒径的碎石(卵石)和砂的混合料,必要 时可加设土工排水管、士工席垫、土工网等。排水层厚度选择应 满足排水能力要求,并考虑排水层施工时机械设备不损伤下层土 工膜,粒状材料排水层厚度不宜小于50cm。

    图5.2.3双层防渗结构

    1一上保护层:2一L:I膜:3—下支持层:4一排水垫层:5一排水管

    5.2.4组合防渗结构是由一层防渗土工膜和一层低渗透性材料 (常采用黏士)组合而成的防渗结构。土工膜与低渗透性材料之间 不应设排水层。

    土工膜厚度应根据作用水头、下支持层最大粒径、膜的应 变形几何特征按本规范第6章及附录A的有关规定估算理论

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    计算厚度,并根据具体工程条件,按下式估算土工膜厚度:

    式中:H一一土工膜设计厚度,mm; t一一土工膜理论计算厚度,mm; K—土工膜膜厚安全系数,1级防渗结构取8~12,2级 防渗结构取6~10,3级防渗结构取4~8,4级防渗 结构取3~6。 5.3.23级及以上防渗结构土工膜厚度应不小于0.5mm。

    5.4.1水平防渗布置应符合下列

    1水库库底防渗、坝基上游防渗铺盖等均可采用土工膜水平 防渗层。 2坝基为透水性砂砾石基础时,上游采用士工膜防渗铺盖的 长度,应使坝基渗透坡降和渗流量限制在国家现行标准规定的允 许值范围内

    5.4.2垂直防渗布置应符合下列

    1垂直挡水的混凝土体(坝、墙、池壁)表面、土石坝心 墙、围堰心墙、透水层埋深较浅的地基,可采用土工膜垂真防 渗结构。 E 2混凝土体表面的土工膜垂直防渗层,应与结构进行粘接 锚固或嵌固固定。土石坝(堰)体内及地基垂直防渗层可利用两 侧填土(填料)固定。 5.4.3斜坡面防渗布置应符合下列要求: 1抽水蓄能电站水库库岸、土石坝(堤)上游坡面及水池和 渠道迎水斜坡面,可采用土工膜斜坡面防渗结构。 2斜坡的坡度选择需要考虑建筑物边坡稳定性、土工膜防渗 层稳定性、施工方便性等因素确定,坡度不宜陡于1:1.5,坡顶处

    1垂直挡水的混凝土体(坝、墙、池壁)表面、土石坝心 墙、围堰心墙、透水层埋深较浅的地基,可采用土工膜垂直防 渗结构。 自 2混凝土体表面的土工膜垂直防渗层,应与结构进行粘接 锚固或嵌固固定。土石坝(堰)体内及地基垂直防渗层可利用两 侧填土(填料)固定。

    4.3斜坡面防渗布置应符合下列

    1抽水蓄能电站水库库岸、土石坝(堤)上游坡面及水池和 渠道迎水斜坡面,可采用土工膜斜坡面防渗结构。 2斜坡的坡度选择需要考虑建筑物边坡稳定性、土工膜防渗 层稳定性、施工方便性等因素确定,坡度不宜陡于1:1.5,坡顶处 应可靠锚(嵌)固,斜坡段土工膜应采取结构措施满足稳定需要

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    坡高大于30m时,坡面宜设置马道,马道高差宜为15m~20m, 宽2m~3m。 3斜坡顶因条件限制只能与透水结构相接时,膜顶边高程应 满足现行行业标准《碾压式土石坝设计规范》DL/T5395有关对 防渗体顶部高程的超高规定。 5.44对十工膜与刚性结构连接部位、地形突变和转角衔接处等

    满足现行行业标准《碾压式土石坝设计规范》DL/T5395有关对 防渗体顶部高程的超高规定。 5.4.4对士工膜与刚性结构连接部位、地形突变和转角衔接处等 变形差较大部位,应采取适应变形的结构措施。

    5.4.4对士工膜与刚性结构连接部位、地形突变和转角衔接处等

    5.5.1防渗土工膜幅与幅之间连接可采用热熔焊接法焊接、化 粘结剂粘接或嵌固锚接,聚乙烯(PE)土工膜粘接性能差,不 合粘接。

    5.5.2土工膜的接缝设计应使接缝数量最少,主接缝方向宜平

    绍构长度延中万同。 5.5.31、2级防渗结构土工膜采用热熔焊接时,应采用双缝焊接 以便充气检测。 5.5.4土工膜与地基、混凝土刚性结构之间可采取嵌固、螺栓锚 固、预理件焊接或压覆连接。士工膜连接方式应符合下列要求: 1土工膜与黏土地基嵌固连接。土工膜与黏土地基相连时可

    5.5.31、2级防渗结构土工膜采用热熔焊接时,应采用双缝焊接 以便充气检测。

    固、预理件焊接或压覆连接。士工膜连接方式应符合下列要求: 1土工膜与黏土地基嵌固连接。土工膜与黏土地基相连时可 采取开挖槽形结构,将土工膜埋入其中,实现嵌固连接,槽的尺 寸大小应根据土工膜承受的拉力大小确定,且埋入长度应不小于 100cm。 2土工膜与透水地基下岩基连接。砂砾石透水地基覆盖层 厚度不大,其下为岩基时,可采取埋入式连接,通过分期浇筑 的混凝土基座嵌固士工膜,土工膜嵌入基座长度应不小于 80cmo

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    3土工膜与连接板、趾板、岩石上混凝土基础的螺栓锚固莲 接。面板堆石坝坝前库底采用土工膜水平防渗时,土工膜可通过 混凝土连接板与面板连接。土工膜与连接板、趾板等混凝土基础 结构可采用螺栓锚固连接,混凝土条形结构宜不分或少分结构缝。 级防渗结构还应通过现场压水试验,以检验螺栓锚固连接的防 渗效果。 4土工膜与连接板、趾板、岩石基础的土工合成材料理件焊 接(粘接)莲接。土工膜与莲接板、趾板等混凝土基础结构可采 用焊接或粘接的方法连接,其方法是在混凝土结构中沿连接方向, 预理与膜材相同材料的基础理件,通过热熔焊接或粘接的方法连 接土工膜和土工合成材料理件。 5土工膜与混凝土廊道及混凝土防渗墙等结构连接。土工膜 与混凝土廊道及混凝土防渗墙连接,可利用其结构二期混凝土对 连接处进行压覆。与土工膜相连接的廊道结构分缝止水材料宜与 土工膜同材质。 6土工膜分幅嵌固锚接。防渗级别高或防渗可靠性要求高、 范围大的土工膜坡面防渗结构,可采取土工膜分幅嵌固锚接形式: 以提高防渗层抗滑稳定性,方便运行期检查、维护。逐幅施工嵌 固,幅宽可选择9m~12m。其方法是将幅与幅之间接头嵌固于, 期混凝土槽内,连接处覆盖同材料土工膜,膜与膜之间进行焊接 或粘接,设置土工膜结构分区。 7土工膜与坝顶结构莲接。坝顶、堤顶等高出常水位部位的 土工膜与周边结构的连接,可采取压覆、嵌固、锚固等方式。

    5.6.1下支持层的作用是均化受力和排出防渗层膜下渗水。下支 持层的形式应根据天然基础条件、防渗级别和所用土工膜特性进 行确定。

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    5.7.2上保护层设置应满足抗滑稳定和抗浮稳定要求

    要是防止施工期或防护层施工时损伤土工膜。上保护层应符合下 列要求: 1上垫层宜采用土工织物(单位面积质量为200g/m~ 500g/m)或塑料板。 2防护层可采用砂土、碎(卵)石土、混凝土板、浆砌块石、 干砌块石、士工砂袋等。 3位于水库死水位以下的库底防渗层,当死水位深度大于 5m、水流流速较小时,上保护层设置可简化,柔性材料垫层可采 用土工织物,压覆层可采用土工砂袋、混凝土预制块、块石等间 隔布置,不宜设置士、石类材料全面积压覆。 4土、石类防护层厚度除应满足环境防护厚度要求外,宜为 30cm~150cm,必要时还应满足施工机械作业要求。 5坝体表面防渗层宜根据水库区水位运行特点、漂浮物情 况,设置保护层(防老化、防冻、防撞)。 6防渗级别为3级、4级工程,经技术论证,可不设上保 护层。

    5.8.1有排水要求的土工膜防渗工程,膜下支持层级配应满足排

    5.8.1有排水要求的土工膜防渗工程,膜下支持层级配应满足排 水能力和水力计算的要求,在支持层排水能力不足时,可采用碎 石盲沟、土工排水管、无砂混凝土管、复合排水网、土工织物等

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    引流。水库底土工膜防渗层下设置的排水体系,应通过廊道等排 水通道引至坝下。 5.8.2坝前土工膜水平防渗铺盖,以及防渗系统不封闭、仅起延 长渗径作用的土工膜防渗层下不应设排水系统。 5.8.3土石坝(堤)挡水面采用土工膜防渗层,膜后采用土工织 物排渗时,应进行排渗能力核算。 5.8.4混凝土坝上游贴土工膜时,土工膜后可视需要设排水层。 5.8.5膜下排水结构一般兼有排气功能,水电工程土工膜防渗结 构不宜采用止回阀排气结构,施工期排气应通过调整施工工艺措 施解决。

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    6防渗层结构和水力计算

    6.1 土工膜厚度计算

    6.1.1王工膜厚度应根据作用水头,膜下支持层可能产生的裂缝 宽度,膜的应变和强度等可按本规范附录A的规定估算。 6.1.2斜坡面上的1级防渗结构宜采用有限元法复核土工膜的应 力和变形。

    好的工膜的渗透量可按下式计算

    式中:Qg 土工膜的渗透量,m3/s; kg——土工膜的渗透系数,m/s; i一一水力梯度; Hw——土工膜上下水头差,m; A一一土工膜的渗透面积,m?; Tg——土工膜的厚度,m。 6.2.2土工膜上、下为透水介质,且缺陷尺寸大于土工膜的厚度时, 通过缺陷的渗漏量可近似按孔口自由出流计算,可按下式计算:

    式中:Q 一土工膜缺陷引起的渗漏量,m"/s: A一一土工膜缺陷孔的面积总和,m; 重力加速度,m/s2:

    Q= μA/2gHu

    H一土工膜上下水头差,m;

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    9.≥F6 a=k,o e, = i J.

    式中:——排水层导水率,m/s; 6.——排水所需导水率,m/s; s—排水层的厚度,m; q; 一单宽流量,m3/(s·m); 取 5。 6.2.4土石坝上游水位骤降时,坝体内部分水量将流向上游,沿 排水层顺流至坡底,应先估算来水量,自上而下核算各段排水层 的导水率。具体计算方法可按本规范附录B的有关规定执行。对 1、2级防渗结构,宜采用有限元法计算确定土石坝渗流场的各种 渗流要素。 6.2.5土工膜防渗铺盖的合理长度,应使地基渗透坡降和渗流量 限制在允许值内,可采用公式法进行渗流计算确定,复杂地基及 重要工程宜采用有限元法计算。

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    6.3.1王工膜防渗的斜墙土石坝,除应进行沿有关部位的坝坡和 坝基抗滑稳定分析外,还应沿土工膜和土的接触面进行抗滑稳定 分析。 6.3.2、土工膜和土的接触面之间控制稳定的有施工期(包括竣工 时)、稳定渗流期、水位降落期和正常运用遇地震四种工况,应分 别计算其抗滑稳定性。最小安全系数应符合现行行业标准《碾压 式土石坝设计规范》DL/T5395的有关规定,

    6.3.1土工膜防渗的斜墙土石坝,除应进行沿有关部位的坝坡和 坝基抗滑稳定分析外,还应沿土工膜和土的接触面进行抗滑稳定 分析。 6.3.2、土工膜和土的接触面之间控制稳定的有施工期(包括竣工 时)、稳定渗流期、水位降落期和正常运用遇地震四种工况,应分 别计算其抗滑稳定性。最小安全系数应符合现行行业标准《碾压 式土石坝设计规范》DL/T5395的有关规定

    6.3.3土工膜和土的接触面稳定分析应采用刚体极限平衡法。稳 定计算方法可按现行行业标准《碾压式土石坝设计规范》DL/T 5395的有关规定执行。3级及以下防渗结构的水位降落期工况可 按本规范附录C的方法计算

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    7.1.1土工膜防渗工程施工前应做好以下准备工作: 1编制施工技术方案并对施工人员进行技术交底。 2根据工程结构和设计要求,绘制土工膜铺设顺序和分区分 块图。 3清除铺设场地范围内各种锥形、尖锐杂物。 4作业范围周边应做好安全防护围挡。 5连接、检测、修补人员均经过专项培训,并考核合格。 7.1.2土工膜在储运中,应有防紫外线辐射的外包装,应保证土 工膜不破损、不沾污、不受潮、防雨淋。 7.1.3每卷土工膜应有醒目的标志牌,标志内容包括:生产企业 名称和地址、产品名称、产品代号、产品等级、产品规格、生产 批号、执行的标准号、生产日期、卷长和净重、检验合格证。 7.1.4土工膜在现场应存放在通风于燥处无缝钢管标准,不得遭受日光照射, 并远离热源。存储期限从生产之日起不超过一年。 7.1.5土工膜使用前应查验产品的检测试验报告。1、2级土工膜 防渗结构,施工前应对土工膜的外观、厚度、拉伸强度、断裂 伸长率进行抽样检测。同一批次产品抽样率应不少于交货卷数 的5%,且最少不低于1卷。试验方法应符合国家现行标准的有 关规定。 7.1.6土工膜施工宜在5℃以上、35℃以下,风力5级以下并无 雨、无雪、无沙尘天气进行。若遇特殊环境需要施工,应在正式

    7.1.6 土工膜施工宜在 5℃以上、35℃以下,风力 5 级以

    雨、无雪、无沙尘天气进行。若遇特殊环境需要施工,应在正式 施工前进行工艺试验,并采取有效的防护措施。

    1.7施工工序安排应符合以下规

    1土工膜的施工应在下支持层结构验收合格后进行。 2进行下道工序或相邻部位施工时,应对完工部位的土工膜 妥善保护。 3在铺设开始后,严禁在可能危害土工膜安全的范围内进行 开挖、放炮、凿洞、电焊、燃烧、排水、运输等交叉作业。 7.1.8土工膜焊接前,应对已铺设土工膜的外观质量进行100% 检查,不符合要求的土工膜不得使用 7.1.9土工膜施工质量评定应按国家现行标准的有关规定执行。

    7.2.1砂砾石、级配碎石垫层应满足设计要求,表层无大粒径颗 粒集中。 7.2.2天然土质地基内的植物根等杂物必须清除至其表面15cm 以下。天然土质地基存在对土工膜有影响的特殊菌类时,应用土 壤杀菌剂处理。 7.2.3砂砾石、碎石垫层和天然土质地基,应在土工膜铺设前按 设计要求碾压密实。 7.2.4混凝土、岩石基础,须对凸起、凹坑、裂缝等部位应进行 修平或填补处理,修圆半径应符合设计要求。下支持层表面不平 整度不应大于3cm。 7.2.5下部土工织物宜采用平搭法、丁缝法连接。平搭法搭接宽 度应不小于25cm。丁缝法搭接宽度应不小于10cm,搭接头宜位 于土工织物底部。土工膜摊铺前,应清除夹杂在织物中的断针头 等尖锐物。

    7.2.1砂砾石、级配碎石垫层应满足设计要求轻工业标准,表层无大粒径颗 粒集中。

    以下。天然土质地基存在对土工膜有影响的特殊菌类时,应

    7.2.3砂砾石、碎石垫层和天然王质地基,应在土工膜铺设前按 设计要求碾压密实。 7.2.4混凝土、岩石基础,须对凸起、凹坑、裂缝等部位应进行 修平或填补处理,修圆半径应符合设计要求。下支持层表面不平 整度不应大于3cm。

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