黑龙江复合土工膜作用,渠道防渗工程

鉴于复合土工膜部分现场观测成果合成材料在工程应用中具有一定的能力，故有些国家的某些文件中对其使用年限作了较为宽限的规定，如前苏联BCH07-74《土石坝应用聚乙烯防渗结构须知》中规定，聚乙烯土工膜可用于使用年限不超过50年的建筑物。奥地利林茨公司发表的"聚丙烯复合土工膜土工合成材料的长期性状"一文中的结论写道:"对聚丙烯的15年以上的现场应用经验表明，它们的化学和生物稳定性高，织物的大损坏是在施工中，铺设以后没有大变化，可预期超过100年的稳定性。
其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道，以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形;而无纺布亦是一种高分子短纤维化学材料，通过针刺或热粘成形，具有较高的抗拉强度和延伸性，它与塑料薄膜结合后，不仅增大了塑料薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力，而且由于无纺布表面粗糙，增大了接触面的摩擦系数，有利于复合土工膜及保护层的稳定。同时，它们对细菌和化学作用有较好的耐侵蚀性，不怕酸、碱、盐类的侵蚀，在避光使用情况下，使用寿命长。

折叠防渗体设计
复合土工膜防渗体结构由基面、复合土工膜、保护层、块石(或砼)护坡共四层组成(如下图5.5.4.1)，现将各层设计分述如下:
为防止复合土工膜上铺填土层顺其表面滑动，增加保护层(包括护面)的稳定性，将上游铺膜坝壳表面开挖成台阶段，每级高差为0.3m，水平宽根据坡比而定，斜坡设计为1 : 1.0(如图5.5.1.3)所示，开挖成形后，将表面的砖、石块及树根等清除干净，并用拍板将表面打紧，平整。
②复合土工膜设计
根据表5.5.1.3的产品主要特能，结合周头水库的具体情况，设计选用WCD-1型二布一膜的复合土工膜。
③保护层设计
复合土工膜的防渗效果取决于施工中和运行过程中塑料膜的完好程度，为了防止人畜践踏，动植物破坏以及减少光热作用，由于它们是高分子化纤聚合物，故应特别避免阳光的直接照射，所以复合土工膜上应铺保护层。
保护层的颗粒直径不能太大，否则会刺破复合土工膜，一般对保护层的颗粒直径大小要按下式进行近似估算。
式中:d--保护层土料的大颗粒直径;
k--安全系数，本工程取k=5;
[σ]--复合土工膜的抗拉允许强度[σ]=5.5Mpa;
p--承受大水头，取P=0.1Mpa;
--复合土工膜厚度，取 =0.2mm(为塑膜厚度)。

为了安全起见，要求实际土料大颗粒直径d不大于6mm，故本工程采用筛制的粉质粘土，其它要求与坝体土料填筑要求一样。保护层取200mm，下面100mm用筛制土，上面100mm用非筛制土。对非筛制土，应挑出较大石块等其它杂物。

护面设计
因为坝坡面是挡水建筑物，要承受风浪压力，所以要有护面措施，本工程设计采用干砌大块石护面。
护面块石坚硬、密实、能长期耐风化，并有一定有重量个体，能够承受风浪压力及水流冲刷力的作用。
护面块石的重量及Q及护面厚度参照《堤防工程设计规范》GB50286-98)中附录D.3的方法确定。计算公式:
式中:Q--主要护面层护面块石个体质量(t)
rb--人工块石的重度(KN/m3) rb=24KN/m3r--水的重度 r=10KN/m3
H--设计坡高 H=KD--稳定系数，KD=5.5t--块石护面层厚度n--护面块石层数n=1c--系数 c=1.4
m--斜坡坡度经计算:Q=48kg，t=0.29m，取干砌块石护面厚度t=0.3m。
为防止风浪水流将坝壳保护层粘土颗粒带走，在块石护面下铺设厚度为0.1m的碎石(砂砾石)作垫层兼反滤层。

功能加强
1、复合土工膜与支撑材料接触面应力求平整，以免薄膜被刺破丧失其防渗作用，否则，应设细粒垫层，以保护薄膜不被损伤。
2、通常在拐角及畸形地段，应是接缝长度尽量减短，除特殊要求外，在坡度大于1:6的斜坡上距顶坡或应力集中区域1.5米范围内，尽量不设焊缝。
3、复合土工膜自身的连接，防渗薄膜的连接方式可归纳为三种，即粘结法、焊接法以及硫化法，视防渗薄膜的原材料的不同而选择，所有连接缝的抗渗性能均应进行检查，以防接缝连接不好而渗漏。
4、复合土工膜与周边边界的连接。复合土工膜与周边边界严密结合，施工时可在地基和岸坡开挖锚固槽连接，如果地基是浅层砂砾石透水层，则应将砂砾石开挖掉，直至基岩然后浇筑混凝土底座，将土工膜固定在混凝土内，如果地基是不透水粘水层，可开挖深为2m，宽为4m左右的锚固槽，将土工薄膜置于槽内，然后密实回填粘土;如果地基是深厚的砂砾石透水层，可采用土工薄膜铺盖的方式进行防渗，其长度根据计算确定，铺盖部位整平，并铺设厚约30cm，大粒径为20mm的过渡层，同样膜上也要铺设过滤层，随后加设保护层，薄膜周边应与两岸岸坡不透水层严密结合，防渗薄膜与锚固槽的连接视薄膜与混凝土的允许接触渗透坡降确定。聚氯乙烯和丁基橡胶类薄膜可用粘合剂或溶化剂很好的粘着于混凝土面上，故嵌入长度适当可短些，因聚乙烯薄膜不能粘着于混凝土面上，故嵌上混凝土的长度至少为0.8m。
5、复合土工膜铺设完成后，应尽量减少在膜面上行走、搬动工具等，凡能对防渗膜造成危害的物件，均不应放在膜上或携带在膜上行走，以免对膜造成意外损伤。

复合土工膜的铺设方法:
复合土工膜铺设分渠底铺设、坡面铺设两个部分。铺设方法:沿渠道轴线方向水平滚铺。坡面铺设在坡面验收合格后，从顺坡面轴线方向滚铺，与渠底的复合土工膜连接采用丁字形连接。
2)复合土工膜的铺设技术要求: 众联 壹伍 零伍 三四 壹 捌壹 柒 伍
铺设应在干燥和暖天气进行，为了便于拼接，防止应力集中，复合土工膜铺设采用波浪形松弛方式，富余度约为1.5%，摊开后及时拉平，拉开，要求复合土工膜与坡面吻合平整，无突起褶皱，施工人员应穿平底布鞋或软胶鞋，严禁穿钉鞋，以免踩坏土工膜，施工时如发现土工膜损坏，应及时修补。