關(guān)于復(fù)合土工膜防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工技術(shù)探析

呂杰 侍克斌

摘 要：在工程項目的建設(shè)中，復(fù)合土工膜被廣泛應(yīng)用。但是在實際的應(yīng)用中，很少人會對復(fù)合土膜的使用經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)并將其提升到理性的高度，理論遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實踐。文章從復(fù)合土工膜的工藝設(shè)計與材料特性出發(fā)，圍繞復(fù)合土膜的防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)展開討論，以期進(jìn)一步完善復(fù)合土膜在工程項目中的理論知識。

關(guān)鍵詞：復(fù)合土膜；防滲結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)；工藝設(shè)計

在現(xiàn)代的工程項目建設(shè)中，尤其是土石壩的建設(shè)，復(fù)合土膜的防滲性能更好，且成本低廉、施工速度快，因而在土石壩的工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。但是，由于我國對于復(fù)合土膜在工程中的理論指導(dǎo)知識還不完善，在很大程度上制約了復(fù)合土工膜的使用。因此，相關(guān)研究人員要不斷加強對復(fù)合土工膜在工程建設(shè)中使用的理論研究，構(gòu)建相對完整的理論知識體系，使復(fù)合土膜更好地運用到工程項目的建設(shè)之中。

一、復(fù)合土工膜的定義

土工復(fù)合材料，是指將土工膜、土工織物與某些土工合成材料中的兩種或者兩種以上材料組合起來[ 1 ]。這類復(fù)合材料能將材料的特性進(jìn)行有機組合，從而滿足工程的需求。不同的項目工程對土工復(fù)合材料的綜合要求不同，因而土工復(fù)合材料具有豐富多樣的品種，復(fù)合土工膜就是其中之一。復(fù)合土工膜就是將土工膜與土工織物復(fù)合在一起而成的產(chǎn)品，其中，土工織物包括織造型織物與非織造型織物。在工程建設(shè)中，非織造型的針刺土工織物應(yīng)用次數(shù)較多，其單位面積的質(zhì)量大致為200到600克每平方米。制造復(fù)合土工膜有兩種方法：第一，把土工織物和膜共同壓制而成；第二，在土工織物上抹上聚合物，使之形成二層、三層、五層的復(fù)合土工膜。

二、復(fù)合土工膜的防滲結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計

1）規(guī)格選擇。影響復(fù)合土工膜的規(guī)格選擇的因素包括下墊層的平整程度、材料的拉應(yīng)力、彈性模量、覆蓋層的最大粒徑與最大水頭等等。在設(shè)計復(fù)合土工膜的厚度時，還需要考慮水壓強度、氣候、埋壓條件以及使用壽命等因素，并根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)確定復(fù)合土工膜的厚度。2）材料選擇。在進(jìn)行工程選料時，選擇土工膜的依據(jù)有：a.力學(xué)特性。PE膜與PVC膜的拉伸強度差距無幾，但PE膜和砂的摩擦系數(shù)明顯小于PVC膜與砂的摩擦系數(shù)。b.可連接性。復(fù)合土工膜在應(yīng)用時需要把幅與幅連接起來，從而形成完整的防滲膜體。PE膜的連接方式僅是加熱熔合，PVC膜還可用特殊粘合劑粘接。c.經(jīng)濟性。目前兩者價格大致相同，但同等厚度下，PE膜的價格相對較少，而PVC膜的幅寬較大，二者各有優(yōu)勢。因此，在工程建設(shè)中，施工人員要結(jié)合工程的具體情況，綜合考慮優(yōu)缺點，合理選擇復(fù)合土工膜。3）防滲結(jié)構(gòu)層的設(shè)計。以水壩工程的建設(shè)為例，因壩體與底層圖層是細(xì)粒土，經(jīng)過平整夯實后可以直接鋪上復(fù)合土工膜，所以可減去下墊層，則其防滲結(jié)構(gòu)層自下而上為支持層、防滲層、上墊層、防護層。4）計算防滲結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在實際的工程項目建設(shè)中，施工人員要充分了解工程建設(shè)情況與外部環(huán)境，根據(jù)坡度的差異性與水流等情況進(jìn)行核算[ 2 ]，計算復(fù)合土工膜的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K=f/tga（f=上墊層和復(fù)合土工膜的摩擦系數(shù)，a=壩體坡度的坡角）。

三、防滲斜墻的設(shè)計施工工藝

（一）施工準(zhǔn)備

1）檢測復(fù)合土工膜的材料的各項指標(biāo)質(zhì)量，確保其符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。2）保證坡面的平整性、密實性與光滑程度，經(jīng)驗收合格后才能鋪設(shè)土工膜。3）盡可能采用寬幅的復(fù)合土工膜，根據(jù)實際情況“量體裁衣”。

（二）鋪設(shè)方法

在平地將4米窄幅焊接成20米寬幅，沿坡面從上至下，垂直壩體軸線的方向進(jìn)行鋪設(shè)。經(jīng)驗收合格后，從壩堤頂部向堤腳沿垂直展鋪，于坡腳的齒槽外頂處和庫底的土工膜相接。驗收后，從齒槽外頂展鋪至庫內(nèi)25米處。在鋪設(shè)復(fù)合土工膜時，應(yīng)選在干燥、暖和的天氣，采取波浪形的松弛鋪設(shè)方式，使富余度在1.5%左右。施工人員要及時拉平復(fù)合土工膜使之無褶皺，發(fā)現(xiàn)損壞的復(fù)合土工膜，應(yīng)及時修補。

（三）焊接

1）試焊。為保證焊接質(zhì)量，施工人員應(yīng)進(jìn)行復(fù)合土工膜的試焊。試焊樣品長度應(yīng)在1 米以上，且需綜合考慮試焊當(dāng)天的溫度與環(huán)境[ 3 ]。通過試焊，施工人員可以合理調(diào)整正式焊接時的施工狀態(tài)，進(jìn)而確定焊接復(fù)合土工膜的溫度、速度與壓力。試焊結(jié)束后，檢測焊接樣品的質(zhì)量是否合格，若達(dá)不到要求，需重新進(jìn)行試焊，直到符合焊接規(guī)范。2）焊接準(zhǔn)備工作。運用熱合焊機進(jìn)行焊接。在焊接前，施工人員應(yīng)先鋪設(shè)好第一幅復(fù)合土工膜，并翻疊需焊接的邊，翻疊的寬約為0.6米，再將第二幅鋪在第一幅上，調(diào)整二者焊接的邊緣走向，使其搭接長度為0.1 米。在焊接前，要將土工膜上附著的雜物清理干凈，確保膜體表面的整潔性。3）雙縫熱合焊接。檢查土工膜間的搭接寬度。在焊接前，嚴(yán)格清理土工膜表面的灰塵、污物和水分，確保膜面的干燥、清潔。4）擠壓熔焊機焊接。雙縫熱合焊接主要是用于復(fù)合土工膜的長直焊縫；而非長直焊縫、局部修補與加強處理等則用熱熔擠壓進(jìn)行焊接。焊接時，應(yīng)將機頭對準(zhǔn)接縫處，避免出現(xiàn)焊偏、滑焊和跳焊的情況。施工人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)天的氣溫及時冷卻處理焊縫；擠壓熔焊被迫中斷時，應(yīng)逐漸減少焊條的擠出量，不能突然中斷土工膜的焊接工作。

（四）錨固

錨固可分為上部和壩頂?shù)腻^固，庫底和防滲鋪蓋的錨固，鋪設(shè)時復(fù)合土工膜應(yīng)貼緊溝內(nèi)側(cè)，并于溝槽內(nèi)填土。

四、結(jié)語

與傳統(tǒng)防滲材料相比，復(fù)合土工膜具有防滑效果佳、抗穿透力強和表面摩擦力較大的優(yōu)點，因而在施工中被廣泛應(yīng)用。在施工時，要科學(xué)設(shè)計，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。施工時要細(xì)心檢查基面，保證基面的平整程度。同時要加強對復(fù)合土工膜的保護，避免造成損傷，并嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定施工，保證施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姜曉楨，束一鳴.高面膜堆石壩防滲結(jié)構(gòu)受力變形數(shù)值分析方法——高面膜堆石壩關(guān)鍵技術(shù)（四）[J].水利水電科技進(jìn)展，2015，01（34）：23-28.

[2] 張貴金，潘燁，彭春雷，陳安重，楊松林.松軟地層防滲灌漿帷幕結(jié)構(gòu)性狀實驗研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報，2015，03（22）：526-532.