土工膜的類型大體可分為如下幾類:
(1)現(xiàn)場制成的非加筋土工薄膜:現(xiàn)場非加筋土工薄膜即是在工地防滲面現(xiàn)場(土體或混凝土表面)噴涂一層熱的或冷的粘性材料,常用材料是瀝青、瀝青和彈性材料混合物及其他聚合物(如聚氨基甲酸脂)。這種土工薄膜的主要優(yōu)點是不存在拼接的問題,價格低,但厚度較厚,約3~7.5mm。
(2)現(xiàn)場制成的加筋土工薄膜:現(xiàn)場加筋土工薄膜是在現(xiàn)場將一層織物先鋪設(shè)在需要施工的防滲面上,然后在織物上噴涂一層熱的或冷的粘性材料,使透水性很低的粘性材料浸漬在織物的表層,以形成整體性的防滲薄膜。所用的粘性材料與上述di一種土工薄膜相同。起加筋作用的織物,早期主要為玻璃纖維布,現(xiàn)大多使用針刺無紡?fù)凉た椢?。這種土工薄膜的典型厚度為3~7.5mm。
(3)工廠預(yù)制非加筋土工薄膜:預(yù)制非加筋土工薄膜使用聚合物、彈性體以及低分子材料通過滾壓和擠壓工藝制成,是一種沒有任何織物加筋的均質(zhì)薄膜。其典型厚度為0.25~4mm(擠壓工藝)和0.25~2mm(滾壓工藝)。
(4)工廠預(yù)制復(fù)合土工膜:預(yù)制復(fù)合土工膜是將土工織物通過滾壓或噴涂使表面浸漬或粘合一層聚合物薄膜,應(yīng)用 較多的是非織造針刺土工織物,其單位面積質(zhì)量一般為200~600g/m2 。復(fù)合土工膜在工廠制造時可以有兩種方法,一是將織物和膜共同壓成;另外根據(jù)工程的質(zhì)量也可在織物上涂抹聚合物以形成二層(俗稱一布一膜)、三層(二布一膜)、五層(三布二膜)的復(fù)合土工膜。
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,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,故其拉伸強度不是選材的重要指標。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,會影響到膜與土體接觸面以及膜與其上保護層之間的抗滑穩(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PE膜的厚度從0.12mm增加到0.24mm時,其與粗砂的摩擦系數(shù)可以增加30%。
②可連接性。土工膜無論出廠時幅有多寬,在實際使用時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)濟性。目前兩種材料的價格大體相當,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格PE膜要少一些。另外PVC膜出廠時的幅寬一般為1.5~2.0m,PE膜幅寬可達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。
堆石壩的復(fù)合土工膜防滲工程施工:
1.清理壩面與基礎(chǔ):1)清除壩面雜土塊石、已老化的鱗片狀瀝青混凝土,用地面打磨機設(shè)備打磨清洗。2)清理壩基與防滲墻頂部的淤土,檢查瀝青混凝土斜墻與壩基混凝土防滲墻的連接情況,有無破損及裂縫缺陷,若有缺陷,進行加固處理。3)用高壓清水將壩面沖洗干凈,進行涼干保護。
2.埋設(shè)排水管:1)在復(fù)合土工膜和瀝青混凝土瀝青斜墻界面上設(shè)置排滲管,按設(shè)計圖紙準確定位放線,使排水支管滲水及時由干管排出。2)用瀝青混凝土將排水管固定在瀝青混凝土斜墻上,按設(shè)計要求做出1:1斜坡,便于復(fù)合土工膜鋪設(shè)。3)排水管在固定前進行注水試驗,檢查排水管是否暢通,應(yīng)排除管內(nèi)堵塞。
3.周邊連接:在壩面上鋪設(shè)復(fù)合土工膜之前,先應(yīng)作好周邊的連接。1)與左右?guī)r石岸坡連接,清除岸邊雜土,用水沖洗干凈,澆筑混凝土墩,在岸邊基巖中鉆孔、插錨筋、鋪設(shè)復(fù)合土工膜,用鋼板壓膜,螺栓緊固,并在其上澆筑混凝土保護層。在錨固件的外邊要預(yù)留復(fù)合土工膜1.5m(每邊10cm),以備與壩面的復(fù)合土工膜底邊焊接。2)與壩基截水墻的連接,將截水墻清理以后,在上游側(cè)作一混凝土錨墩,將復(fù)合土工膜彎折埋入墩內(nèi)。注意在墩的上游側(cè)復(fù)合土工膜要打一褶皺。3)與沖溝截滲墻連接,將沖溝擋土墻內(nèi)側(cè)作一混凝土錨固墩,并用錨桿連接,形式同1)。4)與左岸基巖連接,在原混凝土基座上作混凝土錨固墩,并用錨桿連接,同1)。