土工膜是一種以高分子聚合物為基本原料的防水阻隔型材料。主要分為： 低密度聚乙烯（LDPE）土工膜、高密度聚乙烯（HDPE）土工膜和EVA土工膜。
土工膜
土工膜
1.幅寬、厚度規(guī)格齊全。
2.具有優(yōu)良的耐環(huán)境應力開裂性能及優(yōu)良的耐化學腐蝕性能。
3.優(yōu)良的耐化學腐蝕性能。
4.具有較大的使用溫度范圍和較長的使用壽命。
5.使用于垃圾填埋場、尾礦儲存場、渠道防滲、堤壩防滲及地鐵工程等。
土工膜的物理力學性能
土工膜施工現(xiàn)場
其主要機理是以塑料薄膜的不透水性隔斷土壩漏水通道，以其較大的抗拉強度和延伸率承受水壓和適應壩體變形；而無紡布亦是一種高分子短纖維化學材料，通過針刺或熱粘成形，具有較高的抗拉強度和延伸性，它與塑料薄膜結(jié)合后，不僅增大了塑料薄膜的抗拉強度和抗穿刺能力，而且由于無紡布表面粗糙，增大了接觸面的摩擦系數(shù)，有利于復合土工膜及保護層的穩(wěn)定。同時，它們對細菌和化學作用有較好的耐侵蝕性，不怕酸、堿、鹽類的侵蝕，在避光使用情況下，使用壽命長。
年限編輯
鑒于復合土工膜部分現(xiàn)場觀測成果合成材料在工程應用中具有一定的抗老化能力，故有些國家的某些文件中對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50年的建筑物。奧地利林茨公司發(fā)表的“聚丙烯復合土工膜土工合成材料的長期性狀”一文中的結(jié)論寫道：“對聚丙烯的15年以上的現(xiàn)場應用經(jīng)驗表明，它們的化學和生物穩(wěn)定性高；織物的最大損壞是在施工中；鋪設以后沒有大變化；……可預期超過100年的穩(wěn)定性。
標準編輯
經(jīng)編復合土工膜不同于一般土工膜。
其最大特點是經(jīng)線與緯線的交叉點不彎曲，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，分布應力，且當施加的外力撕裂材料的瞬時，紗線會沿初裂口擁集，增加抗撕裂強度。
經(jīng)編復合時，即利用經(jīng)編捆綁線在經(jīng)，緯紗與土工膜的纖維層間反復穿行，使三者編結(jié)為一體。因而經(jīng)編復合土工膜既具有高抗拉強度，低延伸率的特點，又兼有土工膜的防水性能。因此經(jīng)編復合土工膜是一種具在加筋增強、隔離、防護作用的防滲材料。它是當今國際上高水平的應用土工復合材料。
特性
高抗拉強度，低延伸率，縱橫向變形均勻，抗撕裂強度高，耐磨性能優(yōu)良，隔水性強。
主要功能
1、集防滲與排水作用于一體，同時具備隔離和加筋等功能。
2、復合強度高、剝離強度大、抗穿刺強度高。
3、排水能力強、摩擦系數(shù)大、線脹系數(shù)小。
4、耐老化性能好、適應環(huán)境溫度范圍寬、質(zhì)量穩(wěn)定。
工程應用
經(jīng)編復合增強防水土工布具有優(yōu)越的隔水性、耐用性、防護性？蓮V泛用于鐵路、公路、運動館、堤壩、水工建筑、遂洞、沿海灘涂、圍墾、環(huán)保等工程。
特征編輯
復合土工膜以塑料薄膜作為防滲基材，與無紡布復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。國內(nèi)外防滲應用的塑料薄膜，主要有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、乙烯/醋酸乙烯共聚物（EVA)，它們是一種高分子化學柔性材料，比重較小，延伸性較強，適應變形能力高，耐腐蝕，耐低溫，抗凍性能好。
復合土工膜的使用年限問題，主要是由塑料薄膜是否失去防滲隔水作用而定，據(jù)蘇聯(lián)國家標準規(guī)定，水工用的厚度為0.2m的加穩(wěn)定劑的聚乙烯薄膜，在清水條件下工作年限可達40~50年，在污水條件下工作年限為30~40年。因此復合土工膜的使用年限足以滿足大壩防滲要求的使用年限。
范圍編輯
周頭水庫大壩本為心墻壩，但由于垮壩，造成了心墻上部的脫節(jié)，為解決上部防滲問題，原來加做了防滲斜墻。根據(jù)本次周頭水庫大壩的安全論證分析，為解決因大壩多次滑坡而造成的滲漏弱面及壩基滲漏，在垂直防滲方面采取了基巖帷幕灌漿，接觸面灌漿，沖抓套井回填帷幕及高噴防滲板墻等防滲體形成。上部斜墻部位采用復合土工膜鋪蓋防滲，下與垂直防滲墻相銜接，上至358.0m高程（高于校核洪水位0.97m）。具體位置及工程量見設計圖。
選型編輯
國內(nèi)生產(chǎn)土工膜的廠家比較多，產(chǎn)品規(guī)格也五花八門，有一布一膜，一布二膜，二布一膜，二布二膜及多布多膜等。型號有200g/m2~1000g/m2等，亦可由用戶根據(jù)自己的實際情況提出要求，由廠家根據(jù)要求單獨生產(chǎn)。
性能編輯
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，供設計時參考選用。
表產(chǎn)品主要性能表
型號規(guī)格
指標
項目 WCS—1 WCS—2 WCS—3 WCD—1 WCD—2
一布一膜復合土工膜 二布一膜復合土工膜
220、 500、 600 、300 、500
單位面積質(zhì)量偏
差度(%)≤ 一等品 6.5 5.0 5.0 6.5 5.0
合格品 9.0 8.0 7.0 8.5 8.0
厚度(mm≥) 一等品 0.30 1.40 2.50 0.40 1.75
合格品 0.25 1.30 2.40 0.35 1.65
縱橫向狹條抗拉
強度(N/om) ≥ 一等品 70、 300 、450 、110 、400
合格品
圓球頂破強度
(N) ≥ 一等品 200 、500 、 900 、 200 、900
合格品
抗?jié)B強度(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、無破洞、布面與膜粘合緊密、無分層現(xiàn)象
合格品
根據(jù)表5.5.1.3的產(chǎn)品主要性能，結(jié)合周頭水庫的具體情況設計采用WCD——1型二布一膜的復合土工膜，其規(guī)格為300g/m2，幅寬1.9m。
設計編輯
復合土工膜防滲體結(jié)構(gòu)由基面、復合土工膜、保護層、塊石（或砼）護坡共四層組成（如下圖5.5.4.1），現(xiàn)將各層設計分述如下：
復合土工膜防滲結(jié)構(gòu)體剖面圖（單位：mm）
基面設計
①鋪膜基面設計（即壩殼表面處理要求）
為防止復合土工膜上鋪填土層順其表面滑動，增加保護層（包括護面）的穩(wěn)定性，將上游鋪膜壩殼表面開挖成臺階段，每級高差為0.3m，水平寬根據(jù)坡比而定，斜坡設計為1 : 1.0（如圖5.5.1.3）所示，開挖成形后，將表面的磚、石塊及*根樹等清除干凈，并用拍板將表面打緊，平整。玻璃纖維土工格柵
玻璃纖維土工格柵是以玻璃纖維為材質(zhì)，采用一定的編織工藝制成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，為保護玻璃纖維、提高整體使用性能，經(jīng)過特殊的涂復處理工藝而成的土工復合材料。玻璃纖維的主要成份是：氧化硅、是無機材料，其理化性能極具穩(wěn)定，并具有強度大、模量高，很高的耐磨性和優(yōu)異的對寒性，無長期蠕變；熱穩(wěn)定性好；網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使集料嵌鎖和限制；提高瀝青混合料的承重能力。因表面涂有特殊的改性瀝青使其具有兩重的復合性能，極大地提高了土工格柵的耐磨性及剪切能力。
有時配合自粘感壓膠和表面瀝青浸漬處理，使格柵和瀝青路面緊密結(jié)合成一體。由于土石料在土工格柵網(wǎng)格內(nèi)互鎖力增高，它們之間的摩擦系數(shù)顯著增大（可達08～10），土工格柵埋入土中的抗拔力，由于格柵與土體間的摩擦咬合力較強而顯著增大，因此它是一種很好的加筋材料。同時土工格柵是一種質(zhì)量輕，具有一定柔性的塑料平面網(wǎng)材，易于現(xiàn)場裁剪和連接，也可重疊搭接，施工簡便，不需要特殊的施工機械和專業(yè)技術(shù)人員。
玻璃纖維土工格柵特特點
1高抗拉強度、低延伸率——玻纖土工格柵是以玻璃纖維為原料，具有很高的抗變形能力，斷裂延伸率小于3%。
2無長期蠕變——作為增強材料，具備在長期荷載的情況下抵抗變形的能力即抗蠕變性是極為重要的，玻璃纖維不會發(fā)生蠕變，這保證產(chǎn)品能夠長期保持性能。
3熱穩(wěn)定性——玻璃纖維的熔化溫度在1000℃以上，這確保了玻纖土工格柵在攤鋪作業(yè)中承受熱的穩(wěn)定性。
4與瀝青混合的相容性——玻纖土工格柵在后處理工藝中涂覆的材料是針對瀝青混合料設計的，每根纖維都被充分涂覆，與瀝青具有很高的相容性，從而確保了玻纖土工格柵在瀝青層中不會與瀝青混合料產(chǎn)生隔離，而是牢固的結(jié)合在一起。
5物理穩(wěn)定性——經(jīng)過特殊后處理劑進行涂覆處理，玻纖土工格柵能夠抵抗各類物理磨損和侵蝕，還能抵御生物侵蝕和氣候變化，保證其性能不受影響。
6集料嵌鎖和限制——由于玻纖土工格柵是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，瀝青混凝土中的集料可以貫穿其中，這樣就形成了機械嵌鎖。這種限制阻礙了集料的運動，使瀝青混合料在受荷載的情況下能夠達到更好的壓實狀態(tài)，更高的承重能力，更好的荷載傳遞性能及較小的變形。
復合設計
根據(jù)表5.5.1.3的產(chǎn)品主要特能，結(jié)合周頭水庫的具體情況，設計選用WCD-1型二布一膜的復合土工膜。
保護設計
復合土工膜的防滲效果取決于施工中和運行過程中塑料膜的完好程度，為了防止人畜踐踏，動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，故應特別避免陽光的直接照射，所以復合土工膜上應鋪保護層。
保護層的顆粒直徑不能太大，否則會刺破復合土工膜，一般對保護層的顆粒直徑大小要按下式進行近似估算。
式中：d——保護層土料的最大顆粒直徑；
k——安全系數(shù)，本工程取k=5；
[σ]——復合土工膜的抗拉允許強度[σ]=5.5Mpa；
p——承受最大水頭，取P=0.1Mpa；
——復合土工膜厚度，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，要求實際土料最大顆粒直徑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。保護層取200mm，下面100mm用篩制土，上面100mm用非篩制土。對非篩制土，應挑出較大石塊等其它雜物。
護面設計
因為壩坡面是擋水建筑物，要承受風浪壓力，所以必須要有護面措施，本工程設計采用干砌大塊石護面。
護面塊石必須堅硬、密實、能長期耐風化，并有一定有重量個體，能夠承受風浪壓力及水流沖刷力的作用。
護面塊石的重量及Q及護面厚度參照《堤防工程設計規(guī)范》GB50286—98）中附錄D.3的方法確定。計算公式：
式中：Q——主要護面層護面塊石個體質(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——設計坡高 H=
KD——穩(wěn)定系數(shù)，KD=5.5
t——塊石護面層厚度
n——護面塊石層數(shù)n=1
c——系數(shù) c=1.4
m——斜坡坡度
經(jīng)計算：Q=48kg，t=0.29m，取干砌塊石護面厚度t=0.3m。
為防止風浪水流將壩殼保護層粘土顆粒帶走，在塊石護面下鋪設厚度為0.1m的碎石（砂礫石）作墊層兼反濾層。
要求編輯
工藝流程
周頭水庫大壩復合土工膜防滲采取邊挖、邊鋪、邊夯、邊護的區(qū)段循環(huán)作業(yè)，其施工工藝流程見圖5.5.3.2
圖土工膜防滲施工流程圖
基面清理
基面一定在按設計要求清理好，這是確保防滲效果的關鍵，特別是對尖石、樹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，使之密實平整。
復合鋪設
鋪膜時，一定要由上下而上鋪設。膜與膜之間及膜與基面之間要壓平貼緊，但不宜將膜拉得過緊，一般要略松一點，但不能在膜底留有氣泡。因為土工膜比較薄且很輕，鋪好以后，在未鋪好保護層以前，極易被風吹動，所以一次鋪膜面積不宜達大，最好邊鋪膜邊蓋保護層土料。
根據(jù)廠家提供資料，復合土工膜幅寬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，本工程設計采用膠粘，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好。
保護護面
靠土工膜10cm厚的保護層土料一定要過篩，不允許有粒徑大于6mm以上顆粒，否則易刺破土工膜。保護層土料一定要用夯打密實，保證干容重在1.5以上，并隨時取樣檢驗。回填保護層及砌筑塊石護面時，一定要輕放，以免撞破土工膜。在塊石護面下面，應鋪填100mm厚的碎石或礫石墊層，以防止因水位變化，風浪等因素的影響而淘刷土料保護層。干砌塊石采取人工掛線鋪砌，石塊應緊密嵌固，面層塊石個體重量應大于48kg，所有空隙均用小塊石充填。
周邊處理
周邊接界處理的要求是將復合土工膜與周邊土體聯(lián)結(jié)緊密，封堵滲流入口，截斷側(cè)向的滲漏路徑，防止?jié)B水進入土工膜底面，形成水泡，在庫水位下降時脹破土工膜。因此周邊接界一定要挖截水槽，并將土工膜埋入槽內(nèi)。具體布置見設計圖。
土工膜特點：
幅寬6米，目前國內(nèi)最寬復合膜
抗穿刺強度高，摩擦系數(shù)大
耐老化性能好，適應環(huán)境溫度范圍大
優(yōu)良的抗排水性能
適用于水利、化工、建筑、交通、地鐵、隧道、垃圾處理場等工程
主要技術(shù)指標： 400、 500 、600、 700、 800、 900、 1000 備 注 0.25～0.35 0.3～0.5
斷裂強度KN/m 5 75 100 、120 140 、160 180
CBR頂破強力KN 11 15 19 22 25 28 30 縱橫向
撕破強力KN 0.15 0.25 0.32 0.40 0.48 0.56 0.62 縱橫向
HDPE
生產(chǎn)設備
生產(chǎn)設備
HDPE土工膜的性能特點如下：1、HDPE土工膜是一種柔性防水材料，具有很高的防滲系數(shù)（1×10-17 cm/s）；
2、HDPE土工膜具有良好的耐熱性和耐寒性，其使用環(huán)境溫度為高溫110℃、低溫-70℃；
3、HDPE土工膜具有很好的化學穩(wěn)定性能，能抗強酸、堿、油的腐蝕是好的防腐材料；
4、HDPE土工膜具有很高的抗張力強度，使它具有很高的抗拉強度能滿足高標準工程項目需要；
5、HDPE土工膜具有很強的耐候性，有很強的抗老化性能，能長時間裸露使用而保持原來的性能；
6、HDPE土工膜的整體性能，HDPE土工膜有很強的抗拉強度與斷裂伸長率，使HDPE土工膜能夠在各種不同的惡劣地質(zhì)與氣候條件下使用。適應地質(zhì)不均勻沉降應變力強；
7、HDPE土工膜采用優(yōu)質(zhì)原生塑料與炭黑粒子不含任何防腐劑，HDPE已被我國用來取代PVC作為食品包裝袋和保鮮膜原料。
主要應用
1、 HDPE 土工膜適用環(huán)保、環(huán)衛(wèi)：如垃圾填埋場、污水處理廠、電廠調(diào)節(jié)池、工業(yè)、醫(yī)院固體廢棄物等；
2、 LDPE防滲膜適用水利工程：如江河湖泊水庫堤壩的防滲、堵漏,加固、水渠的防滲、垂直心墻、護坡等；
3、HDPE防滲膜在市政工程：地鐵、建筑物地下工程、種植屋面、屋頂花園、污水管防滲；
4、 聚乙烯防滲膜適用園林：人工湖、河道、蓄水池、高爾夫球場的水塘底、護坡、綠化草坪防水防潮等；
5、 高密度聚乙烯土工膜適用石化：化工廠、煉油廠、儲油罐防滲、化學反應池、沉淀池的內(nèi)襯、二次襯層等；
6、 聚乙烯土工膜適用礦業(yè)：洗選池、堆浸池、堆灰場、溶解池、沉淀池、堆場、尾礦的底襯防滲等；
7、低密度聚乙烯膜適用交通設施：公路的基礎加固、涵洞的防滲；
8、 LDPE防滲膜適用農(nóng)業(yè)：水庫、飲用水池、蓄水塘、灌溉系統(tǒng)的防滲；
9、 HDPE膜適用水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)：集約化,工廠化養(yǎng)殖池、魚塘,蝦池的內(nèi)襯、海參圈護坡等；
10、高密度聚乙烯防滲膜適用鹽業(yè)：鹽場結(jié)晶池、鹵池苫蓋、鹽膜、鹽池塑苫膜。
施工方法
土工膜在運輸過程中不要拖拉、硬拽，避免尖銳物刺傷。
1、 應從底部向高位延伸，不要拉得太緊，應留有1.50%的余幅，以備局部下沉拉伸？紤]到本工程的實際情況，邊坡采取從上到下的鋪設順序；
2、 相鄰兩幅的縱向接頭不應在一條水平線上，應相互錯開1m以上；
3、縱向接頭應距離壩腳、彎腳處1.50m以上，應設在平面上；
4、先邊坡后場底；
5、邊坡鋪設時，展膜方向應基本平行于最大坡度線。
鋪設
1. 鋪設土工膜前應由土建工程相應的合格驗收證明文件。
2. 土工膜裁切之前，應該準確丈量其相關尺寸，然后按實際裁切，一般不宜按圖示尺寸裁切，應逐片編號，詳細記錄在專用表格上。
3. 鋪設土工膜時應力求焊縫最少，在保證質(zhì)量的前提下，盡量節(jié)約原材料。同時也容
易保證質(zhì)量。
4. 膜與膜之間接縫的搭接寬度一般不小于10cm，通常就使焊縫排列方向平行于最大坡度，即沿坡度方向排列。
5. 通常在拐角及畸形地段，應是接縫長度盡量減短。
除特殊要求外，在坡度大于1：6的斜坡上距頂坡或應力集中區(qū)域1.5米范圍內(nèi)，盡量不設焊縫。
6. 土工膜在鋪設中，應避免產(chǎn)生人為褶皺，溫度較低時，應盡量拉緊，鋪平。
7. 土工膜鋪設完成后，應盡量減少在膜面上行走、搬動工具等，凡能對防滲膜造成危害的物件，均不應放在膜上或攜帶在膜上行走，以免對膜造成意外損傷。
焊接規(guī)范
土工膜施工作用及實用效果
土工膜施工作用及實用效果
土工膜焊接規(guī)范
一、工序流程●基礎開挖●做湖底砂漿保護層（H20-30mm）
●削坡、密實與平整
●復合土工膜與垂直擋水墻粘貼
●基面平整、清除、工序交接
●水下水管口的密封止水
●復合土工膜鋪設與焊接
●工序交接
●焊接與修補質(zhì)量驗收
●竣工驗收 二、工程概況
1、最高設計水位：0.6m左右。
2、防水施工總面積約800㎡。
3、陶粒磚砌筑擋水墻。
4、水下設有崩坑。
三、主要防水材料
1、復合土工膜卷材，規(guī)格為：50*4m；150g/㎡/0.5mm/150g/㎡。
2、GB橡膠止水條。
四、基礎條件
1、基礎造形和開挖后，須進行削坡，平整碾壓或夯實處理。擾動土質(zhì)的置換與回填，應分層灑水碾壓或夯實，每層厚度≯400mm。
2、清除基礎表面裸露的具有刺破隱患的物質(zhì)，如磚、石、瓦塊；玻璃和金屬碎屑；樹枝、植物根莖等。 清理場內(nèi)有障礙物，提供必須的鋪設施工條件。
3、周邊擋水墻、泵坑、橋梁基礎，以及水下管口的安裝和預留等工作，必須在復合
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