壩堤防滲土工膜

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國內(nèi)外土工膜所用的原材料主要是聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）兩種。工程選料時(shí)，主要根據(jù)以下幾個方面來選定合適的土工膜：

①力學(xué)特性，上述兩種材料制成的土工膜的拉伸強(qiáng)度相差不大。由于土工膜只用于防滲而不作為加筋材料使用，故其拉伸強(qiáng)度不是選材的重要指標(biāo)。但從另一方面來說，PVC膜因添加有塑化劑，使得其拉伸率比PE膜的大一些，柔性較好，與砂粒接觸時(shí)可使砂粒嵌入得更深一些而不破裂，從而增加二者之間的摩擦系數(shù)。因此，PVC膜與砂之間的摩擦系數(shù)明顯大于PE膜與砂之間的摩擦系數(shù)，摩擦角平均至少大5o ～6o 。這是一個關(guān)鍵性的指標(biāo)，會影響到膜與土體接觸面以及膜與其上保護(hù)層之間的抗滑穩(wěn)定性。增大PE膜摩擦性能的方法有三種：一是采用復(fù)合土工膜，因復(fù)合土工膜外層的土工織物與土料的摩擦系數(shù)較大，接近于PVC膜與土料的摩擦系數(shù)。二是對PE膜采用加糙措施，例如在土工膜的光滑表面上壓紋或噴涂加糙材料。三是改變水工建筑物的結(jié)構(gòu)，如調(diào)整壩坡，加防滑槽或防滑檻等。另外，當(dāng)PE膜的厚度從0.12mm增加到0.24mm時(shí)，其與粗砂的摩擦系數(shù)可以增加30%。

②可連接性。土工膜無論出廠時(shí)幅有多寬，在實(shí)際使用時(shí)仍需將其幅與幅之間連接起來，以成為一個整體的防滲膜體。一般PE膜只能用加熱熔合的方式連接，而PVC膜除此之外，還可以采用特殊的粘合劑進(jìn)行粘接。薄型土工膜由于不能用熱焊方法連接而必須用粘接法連接，因此只能選用PVC膜。

③經(jīng)濟(jì)性。目前兩種材料的價(jià)格大體相當(dāng)，一般均在1萬元/T左右，而PE膜的比重小于PVC膜的比重，所以同樣厚度的情況下每單位面積的價(jià)格PE膜要少一些。另外PVC膜出廠時(shí)的幅寬一般為1.5～2.0m，PE膜幅寬可達(dá)4～4.5m，相應(yīng)地PE膜的接縫數(shù)量就比PVC膜的要少，因而搭接的用量就少一些，現(xiàn)場接縫的工作量也少一些。

由于土工薄膜在工程中可能遇到以上幾個問題，因此，要正確設(shè)計(jì)，精心施工，保證土工膜良好地工作。同時(shí)也可根據(jù)不同情況在土工薄膜上面或下面，或者上、下兩面加以保護(hù)，將土工薄膜與針刺土工織物通過擠壓、滾壓或噴涂等工藝制成整體結(jié)構(gòu)的復(fù)合土工薄膜，其土工織物能起到排水排氣以及緩沖受力的作用，并能彌補(bǔ)薄膜自身強(qiáng)度之不足，又能改善接觸界面的摩擦特性。它與單一土工薄膜相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：①提高了土工薄膜的抗拉、抗撕裂、抗頂破及抗穿刺等力學(xué)強(qiáng)度；②在相同應(yīng)力作用下，伸長率有所減小，模量增大；③趨于各向同性，能避免在物理?xiàng)l件和溫度變化時(shí)所產(chǎn)生某個方向上的過量收縮和移動；④易于避免下層土體凍融時(shí)土工薄膜的損壞；⑤易于壓力均布，避免應(yīng)力局部集中；⑥易于消散土工薄膜與土體接觸面上的孔隙水應(yīng)力及浮托力；⑦改善土工薄膜的摩擦性能，增加其穩(wěn)定性。因此，復(fù)合土工膜改善了薄膜的工程性能，簡化施工程序，保證施工質(zhì)量。目前工程中大多采用復(fù)合土工膜作防滲材料。

土工膜是一種柔性防滲材料，具有可靠的防滲功能。防滲是土工合成材料應(yīng)用最早的，也是目前最為廣泛的功能之一。土工膜可用于水庫庫盤防滲、土石壩的直立防滲墻或傾斜防滲層、閘壩的上游防滲鋪蓋、混凝土壩的擋水面防滲層、瀝青混凝土面板或混凝土面板堆石壩的防滲層、尾礦壩的初期壩防滲層、渠道防滲、污水防滲和危險(xiǎn)性廢物堆場的封閉等等。土工膜用于水利防滲工程，具有結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，防滲效果好，節(jié)省工程造價(jià)，加快工期等顯著優(yōu)點(diǎn)。只要正確設(shè)計(jì)，精心施工，就可保證安全可靠地運(yùn)行，宜于在我國大力推廣。

土工薄膜是由高分子聚合物制成的透水性甚小的材料，滲透系數(shù)一般為10-11～10-12 cm/s，這樣低的透水性是一種頗為理想的防滲材料。其在水利防滲工程中可應(yīng)用于以下幾個方面：（1）堤壩的防滲斜墻或垂直防滲心墻。（2）透水地基上堤壩的水平防滲鋪蓋和垂直防滲墻。（3）混凝土壩、圬工壩及碾壓混凝土壩的防滲體。（4）渠道的襯砌防滲。（5）涵閘水平鋪蓋防滲。（6）隧道和堤壩內(nèi)埋管的防滲。（7）施工圍堰的防滲。

土工膜作為一種良好的防滲材料，目前在土石壩中，特別是堤防防滲工程中已被廣泛地采用，在混凝土壩或碾壓式混凝土壩的修補(bǔ)中，作為防滲護(hù)面也逐漸增多，其使用量約為土工織物使用量的11%左右。在我國的土壩建設(shè)和堤防加固中，作為垂直防滲墻的墻體材料等，被廣泛地使用。土工膜的厚度很薄，容易遭破壞，為了有效保護(hù)和提高其在坡面上的穩(wěn)定性，在土工膜與堤身或堤基接觸處應(yīng)加一定厚度的墊層（過渡層）或反濾層，尤其對于膜與粗粒料直接接觸的情況。