土工膜最早應(yīng)用可追溯到上世紀二三十年代,人們曾采用聚氯乙烯PVC土工膜作為游泳池的防滲材料;50年代初,美國墾務(wù)局采用PVC土工膜作防滲襯砌;前蘇聯(lián)以聚乙烯膜進行渠道防滲。我國對土工膜的研究和應(yīng)用起步雖較晚,但發(fā)展很快。60年代中期,塑料薄膜用于渠道防滲,較早的工程有河南人民勝利渠、陜西人民引渭渠、北京東北旺灌區(qū)和山西的幾處灌區(qū),主要原料是聚氯乙烯,個別是聚乙烯,以后推廣到水庫、水閘和蓄水池等工程。70年代中后期利用聚丙烯編織布進行防滲護底處理,1979~1980年寧夏石嘴山市修建了一 座容積為25萬m3 的蓄水池,采用厚度為0.1mm的聚氯乙烯薄膜防滲。1984年陜西西駱峪水庫采用三層厚0.06mm的聚乙烯薄膜作防滲。
隨著高分子化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,自20世紀以來相繼出現(xiàn)了聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚酰胺、聚酯、聚乙烯、聚丙烯等各種纖維,這些合成材料具有強度高、彈性好、耐磨、耐化學(xué)腐蝕、不會發(fā)霉、不怕蟲蛀及吸濕性小等特點,用于工程又具有施工簡便、易保證質(zhì)量、施工進度快、造價低等優(yōu)點,故被人們所重視,應(yīng)用也日益廣泛。
土工膜與混凝土、粘土、鋼板襯砌等幾種防水材料相比,有以下幾個弱點:
(1)容易破裂,土工膜是一種高分子化合物的柔性材料,強度低,厚度也比較薄,因此容易破裂。造成破裂的原因有:①在施工過程中受損破裂;②被土石料中的石塊等尖硬物刺破或頂破;③由于設(shè)計選擇不當(dāng)或沒有局部約束被過大的水壓力擊穿;④鋪設(shè)在支承土與混凝土面板之間的土工薄膜由于溫度脹縮、重力、土體位移、浪擊和水位變化的因素,可能引起界面滑動,土工薄膜將承受過度伸長、撕裂或擦傷;⑤斜面上用土和混凝土板保護土工薄膜的情況,當(dāng)水位驟降,土中孔隙水應(yīng)力與庫水位失去平衡,土體失穩(wěn)而滑動。⑥建筑物過大的變形或不均勻沉降而導(dǎo)致破裂;⑦由于保護層薄或埋深淺,特別是用于渠道防滲時,被人畜或植物根系弄破。這些問題很容易發(fā)生,但又是可以避免的。
(2)容易脆裂,土工膜在低溫環(huán)境下,性能惡化,容易脆裂。這方面可通過選擇耐低溫的品種或增加保護層厚度解決,一般也不成問題。
(3)老化問題,土工膜在接觸陽光、冷熱氣候、臭氧的條件下,將較快老化而失去性能。不過埋在水中或處于水下,不接觸這些因素,其老化還是相當(dāng)慢的。目前對土工膜的使用壽命,還沒有一個確切的規(guī)定,試驗研究和實測資料都表明,在正常的保護條件下,其壽命可達50~100年。
(4)化學(xué)腐蝕,土工膜遇上某些化學(xué)物質(zhì),如酸性、堿性液體,或礦物油,可能會被腐蝕破壞。不過在一般的工程應(yīng)用中,不接觸這些物質(zhì)因而不必擔(dān)心。但在用于封閉廢棄的固體或液體時,則應(yīng)考慮這方面的問題。
土工膜在運輸過程中不要拖拉、硬拽,避免尖銳物刺傷。
1、 應(yīng)從底部向高位延伸,不要拉得太緊,應(yīng)留有1.50%的余幅,以備局部下沉拉伸??紤]到本工程的實際情況,邊坡采取從上到下的鋪設(shè)順序;
2、 相鄰兩幅的縱向接頭不應(yīng)在一條水平線上,應(yīng)相互錯開1m以上;
3、縱向接頭應(yīng)距離壩腳、彎腳處1.50m以上,應(yīng)設(shè)在平面上;
4、先邊坡后場底;
5、邊坡鋪設(shè)時,展膜方向應(yīng)基本平行于最大坡度線。
土工膜的鋪設(shè):
1. 鋪設(shè)土工膜前應(yīng)由土建工程相應(yīng)的合格驗收證明文件。
2. 土工膜裁切之前,應(yīng)該準(zhǔn)確丈量其相關(guān)尺寸,然后按實際裁切,一般不宜按圖示尺寸裁切,應(yīng)逐片編號,詳細記錄在專用表格上。
3. 鋪設(shè)土工膜時應(yīng)力求焊縫最少,在保證質(zhì)量的前提下,盡量節(jié)約原材料。同時也容易保證質(zhì)量。
4. 膜與膜之間接縫的搭接寬度一般不小于10cm,通常就使焊縫排列方向平行于最大坡度,即沿坡度方向排列。
5. 通常在拐角及畸形地段,應(yīng)是接縫長度盡量減短。除特殊要求外,在坡度大于1:6的斜坡上距頂坡或應(yīng)力集中區(qū)域1.5米范圍內(nèi),盡量不設(shè)焊縫。
6. 土工膜在鋪設(shè)中,應(yīng)避免產(chǎn)生人為褶皺,溫度較低時,應(yīng)盡量拉緊,鋪平。
7. 土工膜鋪設(shè)完成后,應(yīng)盡量減少在膜面上行走、搬動工具等,凡能對防滲膜造成危害的物件,均不應(yīng)放在膜上或攜帶在膜上行走,以免對膜造成意外損傷。