復(fù)合土工膜以塑料薄膜作為防滲基材，與無(wú)紡布復(fù)合而成的土工防滲材料，它的防滲性能主要取決于塑料薄膜的防滲性能。國(guó)內(nèi)外防滲應(yīng)用的塑料薄膜，主要有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（HDPE,LDPE,LLDPE）、乙烯/醋酸乙烯共聚物（EVA)，它們是一種高分子化學(xué)柔性材料，比重較小、延伸性較強(qiáng)、適應(yīng)變形能力高、耐腐蝕、耐低溫、抗凍性能好。

又有種新型的復(fù)合土工膜--經(jīng)編復(fù)合土工膜。經(jīng)編復(fù)合土工膜以合成纖維（或玻璃纖維）為增強(qiáng)材料，通過(guò)與復(fù)合土工膜復(fù)合而成的新型土工材料。經(jīng)編復(fù)合土工膜不同于一般復(fù)合土工膜。其大特點(diǎn)是經(jīng)線與緯線的交叉點(diǎn)不彎曲，各自處于平直狀態(tài)。用捆綁線將兩者捆扎牢固，可全面較均勻同步，承受外力，分布應(yīng)力，且當(dāng)施加的外力撕裂材料的瞬時(shí)，紗線會(huì)沿初裂口擁集，增加抗撕裂強(qiáng)度。經(jīng)編復(fù)合時(shí)，即利用經(jīng)編捆綁線在經(jīng)，緯紗與短纖針刺非織防水土工布的纖維層間反復(fù)穿行，使三者編結(jié)為一體。因而經(jīng)編復(fù)合土工膜既具有高抗拉強(qiáng)度，低延伸率的特點(diǎn)，又兼有復(fù)合土工膜的防水性能。因此經(jīng)編復(fù)合土工膜是一種具在加筋增強(qiáng)、隔離、防護(hù)作用的防滲材料。它是當(dāng)今國(guó)際上高水平的應(yīng)用土工復(fù)合材料。 鑒于復(fù)合土工膜部分現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)成果合成材料在工程應(yīng)用中具有一定的抗老化能力，故有些的某些文件中對(duì)其使用年限作了較為寬限的規(guī)定，如前蘇聯(lián)BCH07-74《土石壩應(yīng)用聚乙烯防滲結(jié)構(gòu)須知》中規(guī)定，聚乙烯土工膜可用于使用年限不超過(guò)50年的建筑物。奧地利林茨公司發(fā)表的“聚丙烯復(fù)合土工膜土工合成材料的長(zhǎng)期性狀”一文中的結(jié)論寫(xiě)道：“對(duì)聚丙烯的15年以上的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，它們的化學(xué)和生物穩(wěn)定性高，織物的大損壞是在施工中，鋪設(shè)以后沒(méi)有大變化，可預(yù)期超過(guò)100年的穩(wěn)定性。

其主要機(jī)理是以塑料薄膜的不透水性隔斷土壩漏水通道，以其較大的抗拉強(qiáng)度和延伸率承受水壓和適應(yīng)壩體變形；而無(wú)紡布亦是一種高分子短纖維化學(xué)材料，通過(guò)針刺或熱粘成形，具有較高的抗拉強(qiáng)度和延伸性，它與塑料薄膜結(jié)合后，不僅增大了塑料薄膜的抗拉強(qiáng)度和抗穿刺能力，而且由于無(wú)紡布表面粗糙，增大了接觸面的摩擦系數(shù)，有利于復(fù)合土工膜及保護(hù)層的穩(wěn)定。同時(shí)，它們對(duì)細(xì)菌和化學(xué)作用有較好的耐侵蝕性，不怕酸、堿、鹽類(lèi)的侵蝕，在避光使用情況下，使用壽命長(zhǎng)。 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)土工膜的廠家比較多，產(chǎn)品規(guī)格也五花八門(mén)，有一布一膜，一布二膜，二布一膜，二布二膜及多布多膜等。型號(hào)有200g/m2~1000g/m2等，亦可由用戶根據(jù)自己的實(shí)際情況提出要求，由廠家根據(jù)要求單獨(dú)生產(chǎn)。表5.5.3.1列出了湖南維尼綸廠所生產(chǎn)的部分產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)，供設(shè)計(jì)時(shí)參考選用。

表產(chǎn)品主要性能表

型號(hào)規(guī)格

指標(biāo)

項(xiàng)目 WCS—1 WCS—2 WCS—3 WCD—1 WCD—2

一布一膜復(fù)合土工膜 二布一膜復(fù)合土工膜

合格品

抗?jié)B強(qiáng)度(Mpa) 一等品 0.4Mpa水壓

不滲水 0.7 Mpa水壓

不滲水 0.7 Mpa水壓

不滲水 0.4Mpa水壓

不滲水 0.7 Mpa水壓

不滲水

合格品

外觀 一等品 布面平整、無(wú)破洞、布面與膜粘合緊密、無(wú)分層現(xiàn)象

合格品

根據(jù)表5.5.1.3的產(chǎn)品主要性能，結(jié)合周頭水庫(kù)的具體情況設(shè)計(jì)采用WCD——1型二布一膜的復(fù)合土工膜，其規(guī)格為300g/m2，幅寬1.9m。 復(fù)合土工膜防滲體結(jié)構(gòu)由基面、復(fù)合土工膜、保護(hù)層、塊石（或砼）護(hù)坡共四層組成（如下圖5.5.4.1），現(xiàn)將各層設(shè)計(jì)分述如下：

復(fù)合土工膜防滲結(jié)構(gòu)體剖面圖（單位：mm）

①鋪膜基面設(shè)計(jì)（即壩殼表面處理要求）

為防止復(fù)合土工膜上鋪填土層順其表面滑動(dòng)，增加保護(hù)層（包括護(hù)面）的穩(wěn)定性，將上游鋪膜壩殼表面開(kāi)挖成臺(tái)階段，每級(jí)高差為0.3m，水平寬根據(jù)坡比而定，斜坡設(shè)計(jì)為1 : 1.0（如圖5.5.1.3）所示，開(kāi)挖成形后，將表面的磚、石塊及樹(shù)根等清除干凈，并用拍板將表面打緊，平整。

②復(fù)合土工膜設(shè)計(jì)

根據(jù)表5.5.1.3的產(chǎn)品主要特能，結(jié)合周頭水庫(kù)的具體情況，設(shè)計(jì)選用WCD-1型二布一膜的復(fù)合土工膜。

③保護(hù)層設(shè)計(jì)

復(fù)合土工膜的防滲效果取決于施工中和運(yùn)行過(guò)程中塑料膜的完好程度，為了防止人畜踐踏，動(dòng)植物破壞以及減少光熱作用，由于它們是高分子化纖聚合物，故應(yīng)特別避免陽(yáng)光的直接照射，所以復(fù)合土工膜上應(yīng)鋪保護(hù)層。

保護(hù)層的顆粒直徑不能太大，否則會(huì)刺破復(fù)合土工膜，一般對(duì)保護(hù)層的顆粒直徑大小要按下式進(jìn)行近似估算。

式中：d——保護(hù)層土料的大顆粒直徑；

k——安全系數(shù)，本工程取k=5；

[σ]——復(fù)合土工膜的抗拉允許強(qiáng)度[σ]=5.5Mpa；

p——承受大水頭，取P=0.1Mpa；

——復(fù)合土工膜厚度，取 =0.2mm（為塑膜厚度）。

將上述各數(shù)據(jù)代入上式得：

為了安全起見(jiàn)，要求實(shí)際土料大顆粒直徑d不大于6mm，故本工程采用篩制的粉質(zhì)粘土，其它要求與壩體土料填筑要求一樣。保護(hù)層取200mm，下面100mm用篩制土，上面100mm用非篩制土。對(duì)非篩制土，應(yīng)挑出較大石塊等其它雜物。

④護(hù)面設(shè)計(jì)

因?yàn)閴纹旅媸菗跛ㄖ?，要承受風(fēng)浪壓力，所以必須要有護(hù)面措施，本工程設(shè)計(jì)采用干砌大塊石護(hù)面。

護(hù)面塊石必須堅(jiān)硬、密實(shí)、能長(zhǎng)期耐風(fēng)化，并有一定有重量個(gè)體，能夠承受風(fēng)浪壓力及水流沖刷力的作用。

護(hù)面塊石的重量及Q及護(hù)面厚度參照《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50286—98）中附錄D.3的方法確定。計(jì)算公式：

式中：Q——主要護(hù)面層護(hù)面塊石個(gè)體質(zhì)量（t）

rb——人工塊石的重度（KN/m3） rb=24KN/m3

r——水的重度 r=10KN/m3

H——設(shè)計(jì)坡高 H=

KD——穩(wěn)定系數(shù)，KD=5.5

t——塊石護(hù)面層厚度

n——護(hù)面塊石層數(shù)n=1

c——系數(shù) c=1.4

m——斜坡坡度

經(jīng)計(jì)算：Q=48kg，t=0.29m，取干砌塊石護(hù)面厚度t=0.3m。

為防止風(fēng)浪水流將壩殼保護(hù)層粘土顆粒帶走，在塊石護(hù)面下鋪設(shè)厚度為0.1m的碎石（砂礫石）作墊層兼反濾層。 ①工藝流程

復(fù)合土工膜防滲采取邊挖、邊鋪、邊夯、邊護(hù)的區(qū)段循環(huán)作業(yè)

②基面清理

基面一定在按設(shè)計(jì)要求清理好，這是確保防滲效果的關(guān)鍵，特別是對(duì)尖石、樹(shù)根等雜物要徹底清除干凈，基面不允許有局部凹凸現(xiàn)象，清理好的基面要用夯錘或夯板夯緊，使之密實(shí)平整。

③復(fù)合土工膜鋪設(shè)

鋪膜時(shí)，一定要由上下而上鋪設(shè)。膜與膜之間及膜與基面之間要壓平貼緊，但不宜將膜拉得過(guò)緊，一般要略松一點(diǎn)，但不能在膜底留有氣泡。因?yàn)橥凉つけ容^薄且很輕，鋪好以后，在未鋪好保護(hù)層以前，極易被風(fēng)吹動(dòng)，所以一次鋪膜面積不宜太大，好邊鋪膜邊蓋保護(hù)層土料。

根據(jù)廠家提供資料，復(fù)合土工膜幅寬1.0~1.9m，本工程選用1.9m幅寬，以減少接頭用料。接頭有熱粘、膠粘、搭接等方法，本工程設(shè)計(jì)采用膠粘，接縫寬50mm。

若發(fā)現(xiàn)土工膜的刺破或撕破之處，一定要用三倍于破損面積的土工膜膠粘貼補(bǔ)好。

④保護(hù)層及護(hù)面

靠土工膜10cm厚的保護(hù)層土料一定要過(guò)篩，不允許有粒徑大于6mm以上顆粒，否則易刺破土工膜。保護(hù)層土料一定要用夯打密實(shí)，保證干容重在1.5以上，并隨時(shí)取樣檢驗(yàn)?；靥畋Ｗo(hù)層及砌筑塊石護(hù)面時(shí)，一定要輕放，以免撞破土工膜。在塊石護(hù)面下面，應(yīng)鋪填100mm厚的碎石或礫石墊層，以防止因水位變化，風(fēng)浪等因素的影響而淘刷土料保護(hù)層。干砌塊石采取人工掛線鋪砌，石塊應(yīng)緊密嵌固，面層塊石個(gè)體重量應(yīng)大于48kg，所有空隙均用小塊石充填。

⑤周邊接界處理

周邊接界處理的要求是將復(fù)合土工膜與周邊土體聯(lián)結(jié)緊密，封堵滲流入口，截?cái)鄠?cè)向的滲漏路徑，防止?jié)B水進(jìn)入土工膜底面，形成水泡，在庫(kù)水位下降時(shí)脹破土工膜。因此周邊接界一定要挖截水槽，并將土工膜埋入槽內(nèi)。具體布置見(jiàn)設(shè)計(jì)圖。

說(shuō)起復(fù)合土工膜必須強(qiáng)調(diào)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T17642-2008 ，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各種規(guī)格復(fù)合土工膜有具體的參數(shù)要求。按照工藝區(qū)別來(lái)說(shuō)復(fù)合土工膜主要有熱復(fù)合法復(fù)合土工膜和淋膜法復(fù)合土工膜之分。

 

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