水库工程防渗土工膜的强度、渗漏与稳定若干关键问题

杨俊露

【摘要】：对于水库工程来说，最重要的就是质量问题，如果建成后的工程发生渗漏，将会导致巨大的安全隐患，为此，一些重要的防渗技术被应用于工程建设的过程中。这其中，防渗土工膜是一种非常实用经济的防渗技术，被很多水库施工中所采用，实践证明，这是一种可以充分发挥作用的重要防渗技术，有很好的强度、防渗效果和稳定性。同时，又因为该技术施工简便，材料造价成本很低，使得其在水库防渗领域有非常广泛的使用，对水库建设发挥积极作用。

【关键词】：水库工程 防渗土工膜 关键问题

在我国的很多中小水库建设领域，防渗土工膜是一种必不可少的技术选择。作为一种新型的防渗材料，土工膜有足够工程强度和防水性质，通过使用这种防渗膜，可以极大提升水库工程的防渗能力。在具体的施工和使用过程中，需要针对土木膜的一些关键性问题，分析其形成的根本原因，进而做好各方面的处理，以确保施工质量，确保土木膜的性能能够得到充分发挥。

1.防渗土工膜概述

用于水库等工程领域的土工膜，其构成的主要成分包括塑料膜防渗基材和复合无纺布防渗材料，而土工膜防渗性能的差异性主要来自塑料膜的防水能力。目前普遍采用的防渗塑料膜，包括几个比较主要的类型：聚氯乙烯、聚乙烯、乙烯/醋酸乙烯共聚物等，在一些隧道工程中有时还会用到乙烯乙酸乙烯改性沥青共混土工膜。土工膜属于一种柔性的高分子化学材料，其比重相对较小，同时延伸性还很强，变形适应等能力比较高，更可以耐腐蚀和低温。

土工膜的作用机理主要源于塑料薄膜本身具备的水隔断能力，这对于很多以土填充的坝体来说，是非常关键的性能需要。如果土坝中存在漏水通道，就会形成较大强度以及伸展率来抵御水压和坝体的形变影响。土工膜内主要成分之一是无纺布，属于短纤维高分子化学成分材料，将这些土工膜利用针刺以及热粘等施工方法进行成形处理，可以形成较高水准的抗拉强度以及物理伸展性，当无纺布与塑料膜进行充分结合，可以有效提升塑料膜的实际抗拉伸强度，对机械穿刺等外力作用也有足够抵抗能力。无纺布材质比较粗糙，这也进一步加大了与建筑材料接触面的融合，形成土工膜保护层的足够稳定。无纺布和塑料膜对于细菌以及一些化学反应可以有很好的抗耐性，避光情況下，其使用年限可以保持很多年。

2.防渗土工膜强度、渗漏与稳定若干关键问题分析

防渗土工膜用于水库工程，能够充分发挥高强度、防渗透和稳定性等关键性能，在实际的设计和施工过程中，要对一些重要的影响问题深入研究，结合工程实际需要，实现土工膜的整体性能得到充分发挥。具体来说，这些关键问题包括以下几个方面：

2.1土工膜联合防渗体的结构设计

（1）对土工膜使用规格的设计

在设计中，对于土工膜的使用规格的选择，要充分考虑其垫层的基本情况、主要材料能承受的最大应力和弹性程度尺度，并要综合分析铺设土工膜区域内的最主要水源和垫层的最大粒径等因素，对于土工膜的厚度，在具体的设计中不但要分析水压力对强度的最大要求，而且还要考虑施工以及使用中不可避免的一些条件对土工膜性能的影响，包括气候、埋压、暴露、使用寿命等，要严格按照现行的国家规定标准和规范确定设计情况。

（2）对土工膜防渗层的设计

防渗层是土工膜发挥防渗功能的物理基础，在具体的设计中，要强化对防渗墙的结构设计。从上依次的设计结构为：厚度为30cm的砂石过渡层，厚度为20cm的中砂垫层，土工膜层，坝体。对于上游坝面的设计，可采用堆卵石设计作为坝体的护坡，护坡厚度为60cm，其实际的粒径约10-30cm。

（3）土工膜防渗墙的连接设计

首先要在水库坝前利用黏土进行铺盖，以形成对库底的初步防渗处理，对于上游坝与黏土的连接处，建设防渗槽，防渗槽深度约为1.5m，槽底宽度控制在1.5m宽度。此时，将土工膜平铺嵌入到防渗槽内，之后用黏土进行夯填压实，确保土工膜处理过的防渗墙可以与库底的黏土有效连接，形成封闭稳定的防渗物。

2.2对土工膜防渗墙的施工

在防渗墙施工中，铺设土工膜是整个施工过程中最关键的步骤，为确保施工质量，几个关键性的程序和环节必须牢牢把握，确保不发生任何问题。

（1）整平土工膜的铺设面

总的来说，土工膜具备一定的坚韧性，能够承受外界较强的物理作用，普通渗水情况对其稳定性不会有太大影响。但如果水头形成得较大情况下，可能会裹挟一些尖锐的物体，可能会刺破土工膜。为防止这种情况的出现，水库在进行防渗作业时，要通过设置过滤设置及时预防清除各种有威胁的尖锐物体。在防滑槽的建设中，也要及时清除整个坝体表面的石子和树根等坚硬尖锐物体，同时喷洒一些除草剂等药物，确保防渗墙不会受到草本植物的破坏。经过整理的防渗坡要总体平整、光滑、密实，对土工膜形成保护作用。

（2）铺设土工膜

铺设土工膜要从建筑物的两侧进行，采取从上向下的顺序，以垂直方向进行通幅的铺设施工。铺膜时，要掌握好力度，拉动均匀，防止土工膜遭到意外的机械和人为的损伤。在铺设时，应根据当时的气候和气温情况，还要依照产品说明的具体要求，提前留出由于温度影响形成的变形伸缩，确保铺设面积与实际应用情况相符。

（3）连接土工膜

连接土工膜要按照膜的构成分工序进行，先是缝接下层的无纺布，接着是中层塑料膜的结合，最后缝接上层的无纺布。对土工膜的无纺布进行缝接，可以采取缝纫机和尼龙线双道方式进行缝接，边缝搭接的实际宽度控制在10cm，塑料膜利用焊接工艺方式进行，焊接所用工具为自动调温功能的电热式塑料双道热合机，所有焊接工作全部都要在施工现场完成。

3.结束语

综上所述，对于水库工程建设来说，防渗施工是一项非常重要的工序，很多防渗技术被充分采用，以确保水库质量的完好，确保其性能得到充分的发挥。土工膜是一种非常实用的防渗材料，因其构成的主要成分都具有较好的拉伸强度和使用的稳定性，且塑料膜可以提供很好的防渗能力，使得土工膜在水库工程领域得到充分的使用。在实际的设计施工过程中，重点把握几个关键环节，位水库工程高质量的防渗性能奠定坚实基础，其应用空间值得深入挖掘。

【参考文献】

【1】王帅. 平原水库土工膜防渗及围坝稳定性分析[J]. 山东大学，2013，06.