李 紅

（德慶縣水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)室，廣東 德慶 526600）

1 土工膜

土工膜是一種基本不透水的材料。根據(jù)原材料不同，可分為聚合物和瀝青兩大類。為滿足不同強(qiáng)度和變形需要，又有不加筋和加筋的區(qū)分。聚合物膜在工廠制造，瀝青膜則大多在現(xiàn)場(chǎng)制造。制造土工膜的聚合物有熱塑塑料（如聚氯乙烯）、結(jié)晶熱塑塑料（如高密度聚乙烯）、熱塑彈性體（如氯化聚乙烯）和橡膠（如氯丁橡膠）等?，F(xiàn)場(chǎng)制造土工膜是在地面噴涂或敷一層冷或熱的黏滯聚合物而成。瀝青土工膜用的是瀝青聚合物或合成橡膠。

2 復(fù)合土工膜

土工復(fù)合材料是兩種或兩種以上的土工合成材料組合在一起的制品。這類制品將各組合料的特性相結(jié)合，以滿足工程的特定需要。不同的工程有不同的綜合功能要求，故土工復(fù)合材料的品種繁多，可以說(shuō)土工復(fù)合材料是當(dāng)前和今后一段時(shí)期發(fā)展的大方向，而復(fù)合土工膜就是其中的一種。復(fù)合土工膜是將土工膜和土工織物（包括織造和非織造型）復(fù)合在一起的產(chǎn)品。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200～600 g/m2。復(fù)合土工膜在工廠制造時(shí)可以有兩種方法：一是將織物和膜共同壓成；另外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。

3 復(fù)合土工膜防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 復(fù)合土工膜規(guī)格選擇

復(fù)合土工膜規(guī)格的選擇與下墊層平整度、材料允許拉應(yīng)力、材料彈性模量、鋪設(shè)范圍內(nèi)的最大水頭及覆蓋層最大粒徑等有關(guān)，土工膜厚度設(shè)計(jì)除應(yīng)考慮主要由水壓力要求的強(qiáng)度外，尚應(yīng)考慮暴露、埋壓、氣候、使用壽命等應(yīng)用條件，并按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定確定設(shè)計(jì)厚度及實(shí)際厚度。

3.2 復(fù)合土工膜材料的選擇

國(guó)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(gè)方面來(lái)選定合適的土工膜：

3.2.1 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。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5 °～6 °。這是一個(gè)關(guān)鍵性的指標(biāo)，會(huì)影響到膜與土體接觸面以及膜與其上保護(hù)層之間的滑動(dòng)穩(wěn)定性。

3.2.2 可連接性

土工膜無(wú)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(lái)，以成為一個(gè)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，還可以采用特殊的黏合劑進(jìn)行黏接。

3.2.3 經(jīng)濟(jì)性

目前兩種材料的價(jià)格大體相當(dāng)，一般均在10000元/t左右，而PE的比重小于PVC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1.5～2.0 m，PE膜幅寬可達(dá)4～4.5 m，相應(yīng)地PE膜的接縫數(shù)量就 LLPVC膜的要少，因而搭接的用量就少一些，現(xiàn)場(chǎng)接縫的工作量也相應(yīng)地少一些。

綜合這三個(gè)方面的優(yōu)缺點(diǎn)，再結(jié)合工程實(shí)際情況，可以對(duì)膜材做出合理的選擇。

3.3 復(fù)合土工膜防滲體結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)

復(fù)合土工膜防滲結(jié)構(gòu)自上而下依次為防護(hù)層、上墊層、防滲層、下墊層、支持層，由于壩體和庫(kù)底土層為細(xì)粒土，整平夯實(shí)后可直接鋪設(shè)土工膜，因此不再設(shè)下墊層。

3.4 復(fù)合土工膜防滲結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計(jì)算

土工膜以上防護(hù)層和上墊層沿土工膜表面的滑動(dòng)。這種情況的抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算一般采用土力學(xué)中的極限平衡法。由于土坡有不同工況，驗(yàn)算需要按正常運(yùn)行，即水位保持不變，堤壩內(nèi)有穩(wěn)定滲流和非常情況（通常指外水位由某水位快速下降到某一低水位）進(jìn)行。對(duì)于非常情況，還有上墊層材料是透水和不透水之分，后一情況是當(dāng)該層與膜的交界面處存在過(guò)高的孔隙水壓力，使強(qiáng)度顯著下降造成的，這是驗(yàn)算中的一種最危險(xiǎn)的控制工況。由于土坡有不同工況，驗(yàn)算需要按正常運(yùn)行，由于復(fù)合土工膜與土石介質(zhì)間的摩擦系數(shù)及土石介質(zhì)間的摩擦系數(shù)將影響防滲體的穩(wěn)定，必須復(fù)核復(fù)合土工膜與壩坡、復(fù)合土工膜與保護(hù)層的抗滑穩(wěn)定性。復(fù)合土工膜穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)公式計(jì)算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：K＝f/tgα。

式中：K：抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；f：上墊層與土工膜之間的摩擦系數(shù)；α：壩坡坡角。

4 復(fù)合土工膜防滲斜墻的施工

4.1 施工準(zhǔn)備

（1）復(fù)合土工膜材料質(zhì)量檢測(cè)，使用前委托相關(guān)實(shí)驗(yàn)部門對(duì)產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)需均符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和設(shè)計(jì)要求。

（2）坡面應(yīng)平整、密實(shí)、光滑，以防復(fù)合土工膜被刺破，須監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，才可以鋪設(shè)復(fù)合土工膜。

（3）為了施工方便，保證拼接質(zhì)量，復(fù)合土工膜應(yīng)盡量采用寬幅，減少壩坡現(xiàn)場(chǎng)拼接量，施工前應(yīng)根據(jù)復(fù)合土工膜幅寬、現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)度需要，在庫(kù)內(nèi)專用場(chǎng)地剪裁。

4.2 復(fù)合土工膜的鋪設(shè)方法

復(fù)合土工膜的鋪設(shè)要求在平地先將4 m窄幅拼接焊成20 m寬幅，然后在坡面自上而下，垂直于壩軸線方向通幅鋪設(shè)。坡面鋪設(shè)在坡面驗(yàn)收合格后，從堤頂向堤腳沿垂直于堤軸線方向緩慢展鋪到坡腳齒槽外項(xiàng)處與庫(kù)底土工膜丁字形相接。庫(kù)底鋪設(shè)在庫(kù)底開(kāi)挖驗(yàn)收合格后，從齒槽外頂向庫(kù)內(nèi)沿垂直于堤腳軸線方向緩慢展鋪到庫(kù)內(nèi)25 m處。鋪設(shè)應(yīng)在干燥暖和天氣進(jìn)行，為了便于拼接，防止應(yīng)力集中，復(fù)合土工膜鋪設(shè)采用波浪形松弛方式，富余度約為1.5%，攤開(kāi)后及時(shí)拉平、拉開(kāi)，要求復(fù)合土工膜與坡面吻合平整，無(wú)突起褶皺，施工人員應(yīng)穿平底布鞋或軟膠鞋，嚴(yán)禁穿釘鞋，以免踩壞土工膜，施工時(shí)如發(fā)現(xiàn)土工膜損壞，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

4.3 復(fù)合土工膜的拼接

復(fù)合土工膜焊接質(zhì)量的好壞是復(fù)合土工膜防滲性能成敗的關(guān)鍵，所以務(wù)必做好土工膜的焊接，確保焊接質(zhì)量。

焊接前用電吹風(fēng)吹去膜面上的砂子、泥土等臟物，保證膜面干凈，在焊接部分的底下墊一條長(zhǎng)木板，以便焊機(jī)在平整的基面上行走，保證焊接質(zhì)量，正式焊接前，根據(jù)施工氣溫進(jìn)行試焊，確定行走速度和施焊溫度，一般掌握行走速度1.5～2.5 m/s，施焊溫度為220～300 ℃。拼接焊縫兩條，每條寬10 mm，兩條焊縫間留有10 mm的空腔，用此空腔檢查其焊縫質(zhì)量。

4.4 復(fù)合土工膜的錨固

復(fù)合土工膜的錨固分上部與壩頂?shù)腻^固、庫(kù)底與防滲鋪蓋的錨固，鋪設(shè)復(fù)合土工膜時(shí)將復(fù)合土工膜緊貼在溝內(nèi)側(cè)，在溝槽內(nèi)夯填土。

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