浅谈复合土工膜在水利防渗中的应用

摘 要：复合土工膜作为一种基本不透水的防渗透材料，有着造价低廉、轻盈方便、结实耐用特点，而被广泛的应用于工程建设当中，并取得了良好的经济效益和社会效益。本文将通过阐述工膜与复合土工膜的区别、复合土工膜水利防渗结构的设计以及复合土工膜在水利防渗中的应用及施工注意事项来逐步深入探讨复合土工膜在水利防渗中的应用情况。

关键词：复合土工膜，水利工程，防渗应用，注意事项

复合土工膜有着长久的历史和良好的发展前景，早在1986年我国就是用土工膜达百万平米，在九十年代之后，技术愈发成熟起来，出现了复合土工膜，复合土工膜在土木工程中广泛应用开来。在九十年代后到二十一世纪初，从最初的1亿多平米到现在的6亿平米以上。全国复合土工膜厂商接近两百余家，年产值千亿元。由于复合土工膜耐用性、方便性、经济型，所以在防渗透工程中应用广泛，有着良好的发展前景。

1 土工膜与复合土工膜的区别

1.1 土工膜的定义

土工膜通过高分子聚合物为原材的防渗阻隔材料，单纯的讲就是塑料薄膜。一般由沥青土工膜和聚合物土工膜两大不同原材料的土工膜组成。沥青土工膜通常都在施工现场随做随用，而聚合物土工膜则需要在厂里完成制作工艺。根据使用强度的需求，我们还可以对土工膜进行加筋处理。

1.2 复合土工膜的定义

复合土工膜由两种或两种以上的土工织物与土工膜复合而成的防渗材料，复合土工膜除了具有不透水的特点还有这抗撕扯、抗拉伸的高强度物理性，通过在复合土工膜中掺入防老化剂可在相对较高或较低的不正常温度中使用，因为这些优良的物理性能指标，而被广泛应用于隧道桥梁、市政、水利等各种工程当中。

1.3土工膜与复合土工膜的选用

復合土工膜通过土工膜和土工织物复合而成，相对于单纯的土工膜来说有了更强的物理性能指标，如抗撕扯、抗拉伸的自我保护能力更强，而且在施工过程中铺设更为简单便捷，加之使用寿命也比单纯的土工膜更长。但是由于工程的不同，其对土工膜的需求也不尽相同，有些工程对土工膜性能要求并不是很高即可选用常规的土工膜，另一些工程由于施工工艺的原因，对土工膜的要求相对较高，一般的土工膜不能适用，此时就需要引进复合土工膜。

2 复合土工膜水利防渗结构的设计

2.1 复合土工膜规格选择

复合土工膜规格的选择与很多因素有关，诸如允许应力、平整度、范围大小、弹性模量以及最大粒径等，除了关心水利工程的压力强度以外，我们还应考虑其暴露氧化等使用年限问题，严格按照国家的法律规章，确定厚度的设计值与实际值。

2.2 复合土工膜材料的选择

选择所用复合土工膜是PE材料还是PVC材料有着严格的考究，我们可以从力学特性、可连接性、经济性、等三大方面入手。综合这三大方面的优缺点并从实际出发，对复合土工膜的材料做出科学合理的选择。

2.3 复合土工膜防渗体结构层设计

由于水利工程多为细粒土，可以在其表面进行夯实后直接铺设复合土工膜，不在下设垫层，如遇到的不是细粒土，其铺设结构应该由防护、防渗层、上下垫层以及支持层五大层次结构组成完整的复合土工膜防身结构。

2.4 复合土工膜防渗结构稳定计算

通过复合土工膜抗滑稳定的安全系数公式：K=f/tgα计算复合土工膜的防渗结构的稳定性，其中K为抗滑稳定安全系数，f则是上垫层和复合土工膜之间的摩擦系数，剩下的阿尔法则是水利工程的坡度。由于复合土石与土石间的摩擦系数以及土工膜与土石表面的摩擦系数综合影响着复合土工膜防渗结构的整体稳定性，所以我们必须对其进行严格的检查、复核、校验等相关工作。

3 复合土工膜在水利防渗中的应用及施工注意事项

3.1 复合土工膜在水利防渗中的应用

复合土工膜以透水性小，渗漏系数处于纳米级，如此良好的防渗材料可以在复合土工膜水利防渗中大放异彩，其主要可应用在如下几个地方：（1）堤坝和隧道内部管道的防渗漏；（2）渠道的永久性支护结构的防渗漏；（3）给种类型大坝的水平、垂直墙体的防渗漏；（4）堤坝的垂直心墙和斜墙的防渗漏；（5）涵洞、水闸的水平铺盖的防渗漏；（6）堤坝地基的垂直墙体和水平铺盖的防渗漏；（7）施工围堰的防渗漏。复合土工膜有着良好的防渗透能力，尤其在土石坝防渗工程中得到良好应用以衬砌工程中的复合土工膜使用为例子，在土工膜铺设完成后应及时进行砼的衬砌，之后的通水期间，复合土工膜的防水性能显著，通水性能优良。在衬砌工程中，复合土工膜具有造价低廉可节省工程造价、便于施工可减少施工工期，防渗效果好防止反复施工等杰出优势，可在我国大范围推广。

3.2 复合土工膜的缺点及水利施工注意事项

复合土工膜在水利防渗中防水性能显著、通水性能优良、造价低廉、施工便捷等各种优点，但其缺点也非常显著，有容易脆裂、老化严重以及害怕化学腐蚀的缺点。我们需要从实际情况出发，根据施工现场实际，选择适用性的复合土工膜，假如该工程受侵害不明显，并且功能要求较低，我们甚至可以选用土工膜降低造价，当然这需要在保证工程质量的前提下。趋利避害，选择对应的复合土工膜，将其在水利防渗工程中发挥最大的经济效益。

（1）容易脆裂

复合土工膜是一种高分子柔性材料，相对于土工膜来说，厚度更厚，强度也相对较高，不太容易出现破裂的情况，但在高低温差的影响下，复合土工膜仍会出现因温差变化而脆裂的情况。此时，我们可以通过添加耐低温的材料使复合土工膜增加耐低温属性或以增加混凝土保护层厚度的方法，来对复合土工膜进行保温。

（2）老化严重

复合土工膜在高低温差变化大时或者接触太阳光直射氧化，会出现性能急剧恶化的情况，发生老化。我们可以通过日常的维护防止复合土工膜的老化问题如：将复合土工膜置于水中可以防止温差变化过大，或是将复合土工膜放置于阴暗处可以防止太阳直射。不接触温差变化和太阳光直射，复合土工膜的老化程度将会大大降低。我国对复合土工膜的使用期限还没有个明确的指标，不过在正常环境中，复合土工膜的使用寿命甚至可以达到五十到一百年之久。

（3）化学腐蚀

复合土工膜的物理抗性较好，有着抗撕扯、抗拉伸、抗渗透并等结实耐用的特点，但在遭遇部分化学物质时就很容易被破坏，虽然在一般的水利防渗工程中，我们不会接触到诸如矿物油或者酸碱腐蚀液体等。但不接触就不代表我们不用担心，恰恰相反，我们仍需要考虑这方面问题，如在水利工程中防止废弃液体渗漏时，其中就很容易出现矿物油或者是酸碱腐蚀液体，这就需要防患于未然，此时可在复合土工膜中添加抗腐蚀材料，提高复合土工膜的化学抗性。

4 结束语

在水利防渗工程复合土工膜的施工过程中，我们应当严格设计水利工程中的复合土工膜防渗透结构，并详细了解其在水利工程中的应用情况和注意事项，这样才能让水利防渗工程的施工质量得以保障，同时我们还可以进行现场取样后送至实验室进行测试，只有复合土工膜的各项试验的性能指标达到我们的要求才能在现场使用，如此水利防渗工程的整体质量得以保证，确保水利防渗工程的目标得以实现。

参考文献：

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[2]李国裕.浅谈复合土工膜防渗技术在惠州大堤加固工程中的应用[J]. 水利建设与管理， 2006（10）：69-70.

[3]刘继伟，宋吉帅. 浅析水利工程渠道防渗施工中复合土工膜的应用[J]. 科技与企业， 2015（16）：111-111.

作者简介：

韩永师（1978.9——）男，汉族，中央广播电视大学，水利水电工程专业，大专学历，主要从事机器检修管理工作。