两布一膜

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国内外土工膜所用的原材料主要是聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）两种。工程选料时，主要根据以下几个方面来选定合适的土工膜：

①力学特性，上述两种材料制成的土工膜的拉伸强度相差不大。由于土工膜只用于防渗而不作为加筋材料使用，故其拉伸强度不是选材的重要指标。但从另一方面来说，PVC膜因添加有塑化剂，使得其拉伸率比PE膜的大一些，柔性较好，与砂粒接触时可使砂粒嵌入得更深一些而不破裂，从而增加二者之间的摩擦系数。因此，PVC膜与砂之间的摩擦系数明显大于PE膜与砂之间的摩擦系数，摩擦角平均至少大5o ～6o 。这是一个关键性的指标，会影响到膜与土体接触面以及膜与其上保护层之间的抗滑稳定性。增大PE膜摩擦性能的方法有三种：一是采用复合土工膜，因复合土工膜外层的土工织物与土料的摩擦系数较大，接近于PVC膜与土料的摩擦系数。二是对PE膜采用加糙措施，例如在土工膜的光滑表面上压纹或喷涂加糙材料。三是改变水工建筑物的结构，如调整坝坡，加防滑槽或防滑槛等。另外，当PE膜的厚度从0.12mm增加到0.24mm时，其与粗砂的摩擦系数可以增加30%。

②可连接性。土工膜无论出厂时幅有多宽，在实际使用时仍需将其幅与幅之间连接起来，以成为一个整体的防渗膜体。一般PE膜只能用加热熔合的方式连接，而PVC膜除此之外，还可以采用特殊的粘合剂进行粘接。薄型土工膜由于不能用热焊方法连接而必须用粘接法连接，因此只能选用PVC膜。

③经济性。目前两种材料的价格大体相当，一般均在1万元/T左右，而PE膜的比重小于PVC膜的比重，所以同样厚度的情况下每单位面积的价格PE膜要少一些。另外PVC膜出厂时的幅宽一般为1.5～2.0m，PE膜幅宽可达4～4.5m，相应地PE膜的接缝数量就比PVC膜的要少，因而搭接的用量就少一些，现场接缝的工作量也少一些。

如果用粘接剂将膜牢牢粘贴在沥青混凝土斜墙或混凝土面板上，膜断裂时都不会滑移，斜墙限制了它的伸长变形。给斜墙上铺膜时斜墙上是没有裂缝的，当水库蓄水斜墙受水压力作用，在水压力足够大时，因斜墙堆石基础沉陷变形，斜墙抗拉强度低，伸长变形小，允许拉应变仅为1%，当斜墙变形超过沥青混凝土斜墙或混凝土面板的允许变形时，斜墙开裂，产生裂缝。由于在裂缝处，膜的初始长度为零，因而在斜墙裂缝处膜的应变和应力是比较大的，应该设法避免这种情况发生。

复合土工膜如果用喷射混凝土或现浇混凝土，约束嵌固了膜，从理论上来说只要混凝土保护层出现裂缝，膜就可能断裂。与沥青混凝土斜墙不同的是，混凝土受拉和适应变形能力差，混凝土保护层更易出现裂缝，再则膜在保护层下面，对膜更不利。但根据有关规定，复合土工膜保护层可采用喷射混凝土或现浇混凝土，中间不需设其它垫层。对于较高的堆石坝，经研究表明，斜墙上的复合土工膜承受的拉力较大，安全系数偏低，需选较厚的复合土工膜，也可以根据不同的部位选择不同厚度的复合土工膜。

土工膜在水利防渗工程中应用情况及优缺点：土工膜在坝工中的应用，从地域上看已很广泛，国内已经普遍接受了这种新型的防渗材料和技术。许多工程实录都表明它的防渗效果良好、经济、施工方便，有推广使用价值。国内在坝工中使用土工膜防渗虽然较晚，但从土工膜承受20m以上水头的实例所占的百分数来看，接近了国外的水平，且国内也有土工膜承受超过50m水头的实例。这些都说明国内在坝工使用土工膜的技术水平已逐渐接近国际先进水平。关于土工膜的厚度目前有两种观点：一种是主张用厚膜（膜厚>1.0mm），以欧洲国家为多；另一种观点是使用薄膜（膜厚<1.0mm），以美洲国家和我国的实例较多，这些坝的使用情况至今仍然很好，因而值得很好地总结经验。根据上述情况以及目前SL/T225-98《水利水电工程土工合成材料应用技术技术规范》和GB50290-98《土工合成材料应用技术规范》中所列入的土工膜在堤坝中的防渗使用规定，都表明土工膜防渗技术在我国堤坝中的应用已经逐渐成熟。这将为这项新技术和新材料在堤坝中的推广应用提供良好的范例。