復合土工膜

　　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、摩擦系數大、線脹系數小。

　　4、耐老化性能好、適應環境溫度范圍寬、質量穩定。

　　工程應用

　　經編復合增強防水土工布具有優越的隔水性、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、環保等工程 [1] 。

　　特征

　　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，據蘇聯國家標準規定，水工用的厚度為0.2m的加穩定劑的聚乙烯薄膜，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

　　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，為解決上部防滲問題，原來加做了防滲斜墻。根據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)。

　　選型

　　國內生產土工膜的廠家比較多，產品規格也五花八門，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，亦可由用戶根據自己的實際情況提出要求，由廠家根據要求單獨生產。

　　設計

　　復合土工膜防滲體結構由基面、復合土工膜、保護層、塊石(或砼)護坡共四層組成，現將各層設計分述如下：

　　基面設計

　　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，水平寬根據坡比而定，斜坡設計為1 : 1.0，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。

　　復合設計

　　根據的產品主要特能，結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，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)。

　　將上述各數據代入上式得：

　　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——穩定系數，KD=5.5

　　t——塊石護面層厚度

　　n——護面塊石層數n=1

　　c——系數 c=1.4

　　m——斜坡坡度

　　經計算：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。