復合土工膜廣泛應用于渠道防滲工程。土工合成材料在土木工程,尤其是在防洪搶險工程中的大量應用及其成效,引起了廣大工程技術人員的高度重視。對于土工合成材料的應用技術,國家從防滲、反濾、排水、加筋、防護等方面,提出了規范性技術要求,大大加快了新材料的推廣應用步伐。該材料在灌區渠道防滲工程中得到廣泛應用,結合施工實踐,淺談復合土工膜的應用技術。
復合土工膜是用土工織物與土工膜復合而成的不透水材料,它主要用于防滲,復合土工膜分為一布一膜和兩布一膜、寬幅4-6m,重量為200-1500g/m2,抗拉、抗撕裂、頂破等物理力學性能指標高,能滿足水利、市政、建筑、交通、地鐵、隧道等土木工程需要。由于其選用高分子材料且生產工藝中添加了防老化劑,故可在非常規溫度環境中使用
1.一布一膜(布:100-1000g/m2膜厚:0.1-1.5mm)
2.兩布一膜(布:80-600g/m2膜厚:0.2-1.5mm)
3.一布兩膜(布:100-1000g/m2膜厚:0.1-0.8mm)
4.多布多膜(布:100-1000g/m2膜厚:0.1-0.8mm)
性能
復合土工膜(復合防滲膜)分為一布一膜和兩布一膜,寬幅4-6m,重量為200—1500g/平方米,抗拉、抗撕裂、頂破等物理力學性能指標高,產品具有強度高,延伸性能較好,變形模量大,耐酸堿、抗腐蝕,耐老化,防滲性能好等特點。能滿足水利、市政、建筑、交通,地鐵、隧道、工程建設中的防滲、隔離、補強、防裂加固等土木工程需要。常用于堤壩、排水溝渠的防滲處理,以及廢料場的防污處理。
施工
復合土工膜是在薄膜的一側或兩側經過烘箱遠紅外加熱,把土工布和土工膜經導輥壓到一起形成復合土工膜。隨著生產工藝的提高,還有一種流延法做復合土工膜的工藝。其形式有一布一膜、二布一膜、兩膜一布等。
土工布作為土工膜的保護層,使保護防滲層不受損壞。為減少紫外線照射,增加抗老化性能,最好采用埋入法鋪設。
施工中,首先要用料徑較小的砂土或粘土找平基面,然后再鋪設土工膜。土工膜不要繃得太緊,兩端埋入土體部分呈波紋狀,最后在所鋪的土工膜上用細砂或粘土鋪一層10cm左右過渡層。砌上20-30cm塊石(或砼預制塊)作防沖保護層。施工時,應盡力避免石塊直接砸在土工膜上,最好是邊鋪膜邊進行保護層的施工。復合土工膜與周邊結構物連接應采用膨脹螺栓和鋼板壓條錨固,連接部位要涂刷乳化瀝青(厚2mm)粘接,以防該處發生滲漏。
水壓測定
復合土工膜的耐靜水壓測定
1.復合土工膜的耐靜水壓原理在復合土工膜兩側壓力水頭達到一定值后,復合土工膜就會破裂。逐級增加試樣兩側水力壓養,并保持一定時間,當滲流量急速增加,表示試樣受到破壞,也就獲得了試樣的耐靜水壓值。
2.保持復合土工膜的上述壓力至少2h,觀察滲流管水位變化情況,復合土工膜水位基本穩定(滲流量為0),則以0.1-0.2mpa,為級差逐級增加壓力,每級均保持2h,直至出現滲流量快速增加現象,表明試樣已出現破裂,此前一級壓力即作為耐靜水壓(mpa)。
3.復合土工膜如只需判定土工膜樣品是否達到某一規定耐靜水壓值,則可直接加壓到此壓力并保持2h,再判定是符合要求。
施工要向
(1)使用須采用埋入式:覆蓋厚度不宜小于30cm。
(2)整修防滲系統應有:墊層、防滲層、過渡層、保護層組成。
(3)土體要堅實,避免不均勻沉陷,裂紋,防滲范圍內的草皮、樹根要清除。與膜接觸面鋪設粒徑小的沙土或粘土作防護層。
(4)鋪設時土工膜不要拉得太緊,兩端埋入土體部分成波紋狀較好,特別是與剛性材料錨固時,應留有一定的伸縮量。
(5)施工時,應避免石塊,重物直接砸在土工膜上、最好邊施工、邊鋪設膜、邊覆蓋保護層。
特點
1.幅寬6米,國內最寬復合膜;
2.抗穿刺強度高,摩擦系數大;
3.耐老化性能好,適應環境溫度范圍大;
4.優良的抗排水性能;
5.適用于水利、化工、建筑、交通、地鐵、隧道、垃圾處理場等工程。
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(HDPE,LDPE,LLDPE)、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。
又有種新型的復合土工膜--經編復合土工膜。經編復合土工膜以合成纖維(或玻璃纖維)為增強材料,通過與復合土工膜復合而成的新型土工材料。經編復合土工膜不同于一般復合土工膜。其最大特點是經線與緯線的交叉點不彎曲,各自處于平直狀態。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。經編復合時,即利用經編捆綁線在經,緯紗與短纖針刺非織防水土工布的纖維層間反復穿行,使三者編結為一體。因而經編復合土工膜既具有高抗拉強度,低延伸率的特點,又兼有復合土工膜的防水性能。因此經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。
使用年限
鑒于復合土工膜部分現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定,如前蘇聯BCH07-74《土石壩應用聚乙烯防滲結構須知》中規定,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”一文中的結論寫道:“對聚丙烯的15年以上的現場應用經驗表明,它們的化學和生物穩定性高,織物的最大損壞是在施工中,鋪設以后沒有大變化,。
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,有利于復合土工膜及保護層的穩定。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。
規格
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。
設計要求
1.根據工程性質、類別、應用部位,使用條件、設計要求等來選擇適宜的種類及規格。
2.根據工程設計的水壓力要求強度,以及暴露、埋壓、氣候、使用壽命等應用條件,來確定土工膜的厚度。
3.根據工程實際尺寸、面積、施工條件、施工能力,以施工時接縫最少為原則,來確定土工膜的寬度與長度。
4.當基層為混凝土結構時,宜選擇可直接在水泥基層上直接粘接的長絲無紡布復合土膜。
5.公路中應用于防滲處理,中央分隔帶下部防滲時一般采用一布一膜200-300g/m。
工膜
基本項技術要求:
序號
項目
指 標
允差,%
1
單位面積質量,g/m2
按設計或合同規定 -10 2
幅寬,cm
按設計或合同規定 -1.0 3
斷裂強度1),KN/m
按設計或合同規定 -5 縱橫向 4 撕裂伸長率,%
符合設計要求 30~100 縱橫向 5 撕破強力1),KN 按設計或合同規定 -8 縱橫向 6 CBR頂破強力,KN 按設計或合同規定 -5 7 剝離強度2),N/cm 6 不低于標準 縱橫向 8 耐靜水壓,Mpa 按設計或合同規定 不低于標準 9 滲透系數,cm/s
按設計或合同規定 符合設計要求 1)常見短纖針刺非織造布/聚乙烯復合土工膜強度要求按表2。
2)測定時如試樣難以預測剝離及未到規定離強度基材或膜材斷裂,視為符合要求。