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(dá)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?fù)?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。
4.鋪設(shè)復(fù)合土工膜:
采用壩頂移動式卷揚機牽引復(fù)合土工膜卷材,由下而上鋪設(shè)。復(fù)合土工膜卷材運到壩頂后,在復(fù)合土工膜卷中心插入鋼管,鋼管兩頭裝定滑輪,卷揚機的鋼絲繩通過定滑輪牽引卷材運動。復(fù)合土工膜兩幅拼接處留邊10cm,中間的膜用自動爬行ZPR-210熱合焊機或TH-1熱合焊機焊成雙道焊縫,每條焊縫寬10mm,用氣壓針在雙焊縫片間充氣檢查焊縫質(zhì)量。兩面的織物用手提工業(yè)縫紉機縫合。根據(jù)設(shè)計要求,如果復(fù)合土工膜與斜墻間的摩擦系數(shù)較小,還需要在復(fù)合土工膜下面涂刷粘接劑(如乳化瀝青),粘接劑一般按上下方向涂刷而不按井字形涂刷是為了不影響水庫運行后排水排氣。
復(fù)合土工膜的鋪設(shè)不要繃得太緊,應(yīng)留1.5%左右的富裕度,特別是在與邊界連接時,應(yīng)留有更大一點的伸縮量,以適應(yīng)氣溫變化和基礎(chǔ)的沉陷。由于膜厚不能打折,可作成波浪形。
注意事項。復(fù)合土工膜包裝好后,運輸途中包裝品不能破損,不能接近火源;復(fù)合土工膜運到工地要存放在涼爽干燥的倉庫內(nèi);按包裝的編號運到壩頂相對應(yīng)的編號位置;鋪設(shè)焊接的工作人員不得穿釘?shù)仔?,?yīng)穿軟底鞋;工作人員不得在鋪設(shè)壩面吸煙打火;復(fù)合土工膜鋪設(shè)以后,應(yīng)在7d內(nèi)噴射混凝土,如不能在此期間噴射混凝土,則應(yīng)當(dāng)用氈布遮蓋,以免暴曬老化;施工人員在壩面操作時,須系保險帶;卷揚機應(yīng)配制動裝置。
土工膜最早應(yīng)用可追溯到上世紀(jì)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(jì)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。