复合土工膜在倭肯河治理工程中的应用

陈惠清，武东财，刘福波

(1.七台河市水务局，黑龙江七台河 154600;2.黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080;3.龙煤集团七台河分公司新铁煤矿，黑龙江七台河 154600)

复合土工膜在倭肯河治理工程中的应用

陈惠清1，武东财2，刘福波3

(1.七台河市水务局，黑龙江七台河 154600;2.黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080;3.龙煤集团七台河分公司新铁煤矿，黑龙江七台河 154600)

复合土工膜是一种防渗性能良好，适应变形能力强的防渗材料。文章以七台河市倭肯河治理工作中的实例，论述了复合土工膜在防渗中的作用。

复合土工膜;渗流分析;溢出点;堤防工程;防渗应用

1 复合土工膜简介

复合土工膜分为一布一膜和两布一膜，宽幅4～6 m，重量为200～1 500 g/km2，抗拉、抗撕裂、顶破等物理力学性能指标高，产品具有强度高，延伸性能较好，变形模量大，耐酸碱、抗腐蚀，耐老化，防渗性能好等特点。能满足水利、市政、建筑、交通，地铁、隧道、工程建设中的防渗，隔离，补强，防裂加固等土木工程需要。由于其选用高分子材料且生产工艺中添加了防老化剂，故可在非常规温度环境中使用。常用于堤坝、排水沟渠的防渗处理，以及废料场的防污处理。

复合土工膜是以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺土工布复合而成的土工防渗材料，它的防渗性能主要取决于塑料薄膜的防渗性能。目前，国内外防渗应用的塑料薄膜，主要有聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)，它们是一种高分子化学柔性材料，比重较小，延伸性较强，适应变形能力高，耐腐蚀，耐低温，抗冻性能好。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，通过针刺或热黏成形，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。

复合土工膜利用土工布良好的透气性和透水性，使水流通过，从而有效的截留砂土流失。防渗土工布具有良好的导水性能，它可以在土体内部形成排水通道，将土体结构内多余液体和气体外排。利用土工布增强土体的抗拉强度和抗变形能力，增强建筑结构的稳定性，以改善土体质量，有效的将集中应力扩散，传递或分解，防止土体受外力作用而破坏。防止上下层砂石、土体及混凝土之间混杂。不定型纤维组织形成的网状结构有应变性和运动性，网孔不易堵塞，防渗土工布重量轻，使用方便，施工简单。

2 复合土工膜在倭肯河治理工程中的防渗应用

七台河市倭肯河治理工程混合堤主要采用复合土工膜进行防渗。复合土工膜施工是在薄膜的一侧或两侧贴上土工布，形成复合土工防渗膜。土工布作为土工膜的保护层，使保护防渗层不受损坏。为减少紫外线照射，增加抗老化性能，最好采用埋入法铺设。

2.1 防渗前堤防的渗流分析

堤身的渗流分析计算公式按不透水地基土堤渗流计算公式计算。计算简图见图1。

图1 堤身渗流分析计算简图

计算公式为：

式中：q为单位宽度渗流量，m3/s·m;K为堤身渗透系数，m/s;H1为上游水位，m;H2为下游水位，m;h0为下游出逸点高度，m;m1为上游坡率;m2为下游坡率。计算结果见表1。

表1 防渗前堤防断面溢出点计算结果表

2.2 防渗后堤防的渗流分析

堤防铺复合土工膜后的水头he按下式计算：

式中：K1为堤基渗透系数;K为堤身渗透系数;L为he至下游坡脚水平段长;H为上游水头;m为上游坡比。

用堤防铺复合土工膜后的水头he代替1中H1计算出出逸点高度，计算结果见表2。

表2 防渗后堤防断面溢出点计算结果表

3 结论

由上述计算结果比较可知，铺设复合土工膜以后，堤防的防渗效果在一定程度上有了明显的提高，堤防的渗流稳定性满足了规范要求。

［1］水利部水利水电规划设计总院.GB50286-98堤防工程设计规范［S］.北京：中国水利水电出版社，2006.

［2］黑龙江省水利水电勘测设计研究院.堤防工程设计参考资料［R］.哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2000.

［3］黑龙江省水利水电勘测设计研究院.七台河市区倭肯河治理工程可行性研究报告［R］.哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2010.

TV87

B

1007-7596(2011)04-0287-02

2011-01-05

陈惠清(1972-)，女，山东阳谷人，工程师;武东财(1978-)，男，甘肃静宁人，工程师;刘福波(1965-)，男，黑龙江勃利人，工程师。