复合土工膜在混凝土预制板渠道防渗中的应用

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发布时间：2021-09-12

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复合土工膜在混凝土预制板渠道防渗中的应用
张明炎
(皋兰县西岔电灌工程水利管理局，甘肃皋兰730200)
摘要：为解决西电工程混凝土预制板渠道冻胀破坏问题，经反复论证，认为周混凝土刚性材料防渗，其造价高、工期
长，适应地基变形能力弱，安全性难以保证，而复合土工膜具有抗腐能力强、柔性效果好、价格低的优点。给出了复合
土工膜在混凝土预制板渠道中的防渗设计。
关键词：复合土工膜；西电工程；防渗；应用
中图分类号：TV223．‘；文献标识码：B 文章编号：2095—0144(2010)08—0050—02
1 基本概况
皋兰县西岔电灌工程(简称西电工程)位于兰州市皋兰
县西北部，工程区由南向北地势逐渐升高，地面自然坡度
1／100—1／200，海拔l 475～2 034m，年平均气温7．1℃，最高
气温36．7℃ ，最低气温零下25℃，年日照时数2 587 h，属
于典型的夏暖冬冷、昼夜温差大的西北内陆气候。灌区多为
灰钙土，渗透系数大，容易湿陷，原土干容重在1．2 1．3 m
左右，压实后干容重达到1．55 cm以上。
工程始建于1970年，1989年竣工。建成千渠3条，长
86．86 km，其中混凝土预制板渠道47．42 km，占54．6％；支渠
29条，长180．9 km，其中混凝土预制板渠道89．1 km，占
49．25％，且混凝土预制板衬砌多用塑料薄膜或沥青玻璃丝布
铺设，工程建成初期防渗效果明显。但是随着工程运行年限
的增加，混凝土预制板逐年老化及冻融循环，造成混凝土预
制板鼓胀、裂缝、隆起架空、滑踏、整体上抬等现象，致使水量
渗漏严重、渠床渠道滑坡；甚至，来年造成渠道大面积垮塌，
维修量加大。2006年冬灌因停水较迟，2007年春季仅干渠混
凝土预制板渠道冻胀滑坡一项多达12．3 km。因此，的冻胀
破坏已成为老灌区混凝土预制板渠道的一大难题。
2 膜料选择
结合工程实际，根据防渗工程的环境条件，考虑各利膜
料的性能、单价、产品质量等因素，比选确定。塑料薄膜防渗
可以完全不透水，适应变形能力强，具有好的柔性、韧性和抗
拉性，施工方便，耐腐蚀性强，具有较好的抵抗细菌侵害和化
学作用的性质，不受酸、碱和土壤微生物的侵害，工程造价
低。但在施工中易被外力破坏，容易老化，寿命短。沥青玻璃
纤维布油毡(简称油毡)，抗拉强度较塑料薄膜大，在施工中
不易为外力破坏，但遇水后易溶解，会使强度和耐久性降低。
复合土工膜是在涤轮土工布的表面复合上一层聚乙烯，采用
两次淋膜工艺，从根本上清除了薄膜上气孔、砂眼的形成，使
复合膜具有较高的防渗性能；且预留拼接边缘整齐，即方便
了施工，又提高了膜与膜接缝的质量；且网面采用网纹处理，
增加了磨擦系数，满足了工程防渗要求；具有抗腐能力强、柔
性效果好的优点，且价格比较低。主要技术指标(以300 g，In2
产品为例)如表1所列
表1 膜料主要技术指标表
项目技术指标
单位面积质量，g·m
幅宽偏差
断裂强度／kN·m
断裂伸和率
撕破强度／kN
CBR顶破强jj／kN
剥离强度／ ∞l。
耐静水瓜／AtI1a
渗透系数cin
单价，元·m
从以上优劣比较和长远利益分析，采用复合土工膜适合
西电灌区基土冻胀性较大、昼夜温差大、地质及水文地质条
件差或标准较高的渠道防渗工程。
3 复合土工膜厚度确定
由于本工程属老灌区，用土工布仅为防渗材料，从经
济、适用、安全的角度出发，选用膜100 glm：、布200 g／m：，
即300 g／m 的一布一膜土工布。
4 防渗层结构设计
拆除原有混凝土预制板，削坡、夯实整平，以符合设计平
整度和不刺破土工膜为要求，防渗层结构自上而下依次为
C15混凝土预制板、1：6水泥砂浆过渡层4 cm、一布一膜土
工膜(300 rCm。)、原土翻夯，防渗层结构设计如图1所示。
在工程实际施工过程中，采用过渡层多种铺设的方法进
行对比试验，即采用现有的细红砂、1：6水泥干砂浆、1：6水泥
砂浆等。采用细红砂、1：6水泥干砂浆作过渡层，由于红砂、水