1500g/平方米,抗拉、抗撕裂、頂破等物理力學(xué)性能指標高,產(chǎn)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(shè)中的防滲,隔離,補強,防裂加固等土木工程需要。由于其選用高分子材料且生產(chǎn)工藝中添加了防老化劑,故可在非常規(guī)溫度環(huán)境中使用。常用于堤壩、排水溝渠的防滲處理,以及廢料場的防污處理。
復(fù)合土工膜是在薄膜的一側(cè)或兩側(cè)貼上土工布,形成復(fù)合土工膜。其形式有一布一膜、二布一膜、兩膜一布等。
抗穿刺強度高,摩擦系數(shù)大
耐老化性能好,適應(yīng)環(huán)境溫度范圍大
優(yōu)良的抗排水性能
適用于水利、化工、建筑、交通、地鐵、隧道、垃圾處理場等工程
主要技術(shù)指標: 400 500 600 700 800 900 1000 備 注 0.25~0.35 0.3~0.5
斷裂強度kn/m 5 75 100 120 140 160 180
cbr頂破強力kn 11 15 19 22 25 28 30 縱橫向
撕破強力kn 0.15 0.25 0.32 0.40 0.48 0.56 0.62 縱橫向
4.復(fù)合土工膜防滲鋪蓋設(shè)計
1)復(fù)合土工膜的特征
糙面防滲膜
復(fù)合土工膜以塑料薄膜作為防滲基材,與無紡布復(fù)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。目前,國內(nèi)外防滲應(yīng)用的塑料薄膜,主要有聚氯乙烯(pvc)、聚乙烯(pe)、乙烯/醋酸乙烯共聚物(eva),它們是一種高分子化學(xué)柔性材料,比重較小,延伸性較強,適應(yīng)變形能力高,。耐腐蝕,耐低溫,抗凍性能好。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(yīng)壩體變形;而無紡布亦是一種高分子短纖維化學(xué)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(jié)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(shù),有利于復(fù)合土工膜及保護層的穩(wěn)定。同時,它們對細菌和化學(xué)作用有較好的耐侵蝕性,不怕酸、堿、鹽類的侵蝕。
現(xiàn)在又有種新型的復(fù)合土工膜--經(jīng)編復(fù)合土工膜。經(jīng)編復(fù)合土工膜以合成纖維(或玻璃纖維)為增強材料,通過與復(fù)合土工膜復(fù)合而成的新型土工材料。經(jīng)編復(fù)合土工膜不同于一般復(fù)合土工膜。其最大特點是經(jīng)線與緯線的交叉點不彎曲,各自處于平直狀態(tài)。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(yīng)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(jīng)編復(fù)合時,即利用經(jīng)編捆綁線在經(jīng),緯紗與短纖針刺非織防水土工布的纖維層間反復(fù)穿行,使三者編結(jié)為一體。因而經(jīng)編復(fù)合土工膜既具有高抗拉強度,低延伸率的特點,又兼有復(fù)合土工膜的防水性能。因此經(jīng)編復(fù)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(yīng)用土工復(fù)合材料。
復(fù)合土工膜的使用年限問題,主要是由塑料薄膜是否失去防滲隔水作用而定,據(jù)蘇聯(lián)國家標準規(guī)定,水工用的厚度為0.2m的加穩(wěn)定劑的聚乙烯薄膜,在清水條件下工作年限可達40~50年,在污水條件下工作年限為30~40年。因此復(fù)合土工膜的使用年限足以滿足大壩防滲要求的使用年限。
2)復(fù)合土工膜的選型
目前,國內(nèi)生產(chǎn)土工膜的廠家比較多,產(chǎn)品規(guī)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(jù)自己的實際情況提出要求,由廠家根據(jù)要求單獨生產(chǎn)。表5.5.3.1列出了湖南維尼綸廠所生產(chǎn)的部分產(chǎn)品的主要性能指標,供設(shè)計時參考選用。
表產(chǎn)品主要性能表
型號規(guī)格
指標
項目 wcs—1 wcs—2 wcs—3 wcd—1 wcd—2
一布一膜復(fù)合土工膜 二布一膜復(fù)合土工膜
220 500 600 300 500
單位面積質(zhì)量偏
差度(%)≤ 一等品 6.5 5.0 5.0 6.5 5.0
合格品 9.0 8.0 7.0 8.5 8.0
厚度(mm≥) 一等品 0.30 1.40 2.50 0.40 1.75
合格品 0.25 1.30 2.40 0.35 1.65
縱橫向狹條抗拉
強度(n/om) ≥ 一等品 70 300 450 110 400
合格品
圓球頂破強度
(n) ≥ 一等品 200 500 900 200 900
合格品
抗?jié)B強度(mpa) 一等品 0.4mpa水壓
不滲水 0.7 mpa水壓
不滲水 0.7 mpa水壓
不滲水 0.4mpa水壓
不滲水 0.7 mpa水壓
不滲水
合格品
外觀 一等品 布面平整、無破洞、布面與膜粘合緊密、無分層現(xiàn)象
合格品
根據(jù)表5.5.1.3的產(chǎn)品主要性能,結(jié)合周頭水庫的具體情況設(shè)計采用wcd——1型二布一膜的復(fù)合土工膜,其規(guī)格為300g/m2,幅寬1.9m。
4)復(fù)合土工膜防滲體設(shè)計
復(fù)合土工膜防滲體結(jié)構(gòu)由基面、復(fù)合土工膜、保護層、塊石(或砼)護坡共四層組成(如下圖5.5.4.1),現(xiàn)將各層設(shè)計分述如下:
復(fù)合土工膜防滲結(jié)構(gòu)體剖面圖(單位:mm)
①鋪膜基面設(shè)計(即壩殼表面處理要求)
為防止復(fù)合土工膜上鋪填土層順其表面滑動,增加保護層(包括護面)的穩(wěn)定性,將上游鋪膜壩殼表面開挖成臺階段,每級高差為0.3m,水平寬根據(jù)坡比而定,斜坡設(shè)計為1 : 1.0(如圖5.5.1.3)所示,開挖成形后,將表面的磚、石塊及*根樹等清除干凈,并用拍板將表面打緊,平整。
②復(fù)合土工膜設(shè)計
根據(jù)表5.5.1.3的產(chǎn)品主要特能,結(jié)合周頭水庫的具體情況,設(shè)計選用wcd-1型二布一膜的復(fù)合土工膜。
③保護層設(shè)計
復(fù)合土工膜的防滲效果取決于施工中和運行過程中塑料膜的完好程度,為了防止人畜踐踏,動植物破壞以及減少光熱作用,由于它們是高分子化纖聚合物,故應(yīng)特別避免陽光的直接照射,所以復(fù)合土工膜上應(yīng)鋪保護層。
保護層的顆粒直徑不能太大,否則會刺破復(fù)合土工膜,一般對保護層的顆粒直徑大小要按下式進行近似估算。
式中:d——保護層土料的最大顆粒直徑;
k——安全系數(shù),本工程取k=5;
[σ]——復(fù)合土工膜的抗拉允許強度[σ]=5.5mpa;
p——承受最大水頭,取p=0.1mpa;
——復(fù)合土工膜厚度,取 =0.2mm(為塑膜厚度)。
將上述各數(shù)據(jù)代入上式得:
為了安全起見,要求實際土料最大顆粒直徑d不大于6mm,故本工程采用篩制的粉質(zhì)粘土,其它要求與壩體土料填筑要求一樣。保護層取200mm,下面100mm用篩制土,上面100mm用非篩制土。對非篩制土,應(yīng)挑出較大石塊等其它雜物。
④護面設(shè)計
因為壩坡面是擋水建筑物,要承受風(fēng)浪壓力,所以必須要有護面措施,本工程設(shè)計采用干砌大塊石護面。
護面塊石必須堅硬、密實、能長期耐風(fēng)化,并有一定有重量個體,能夠承受風(fēng)浪壓力及水流沖刷力的作用。
護面塊石的重量及q及護面厚度參照《堤防工程設(shè)計規(guī)范》gb50286—98)中附錄d.3的方法確定。計算公式:
式中:q——主要護面層護面塊石個體質(zhì)量(t)
rb——人工塊石的重度(kn/m3) rb=24kn/m3
r——水的重度 r=10kn/m3
h——設(shè)計坡高 h=
kd——穩(wěn)定系數(shù),kd=5.5
t——塊石護面層厚度
n——護面塊石層數(shù)n=1
c——系數(shù) c=1.4
m——斜坡坡度
經(jīng)計算:q=48kg,t=0.29m,取干砌塊石護面厚度t=0.3m。
為防止風(fēng)浪水流將壩殼保護層粘土顆粒帶走,在塊石護面下鋪設(shè)厚度為0.1m的碎石(砂礫石)作墊層兼反濾層。
(5)復(fù)合土工膜防滲體施工技術(shù)要求
①工藝流程
周頭水庫大壩復(fù)合土工膜防滲采取邊挖、邊鋪、邊夯、邊護的區(qū)段循環(huán)作業(yè),其施工工藝流程見圖5.5.3.2
圖土工膜防滲施工流程圖
②基面清理
基面一定在按設(shè)計要求清理好,這是確保防滲效果的關(guān)鍵,特別是對尖石、樹根等雜物要徹底清除干凈,基面不允許有局部凹凸現(xiàn)象,清理好的基面要用夯錘或夯板夯緊,使之密實平整。
③復(fù)合土工膜鋪設(shè)
鋪膜時,一定要由上下而上鋪設(shè)。膜與膜之間及膜與基面之間要壓平貼緊,但不宜將膜拉得過緊,一般要略松一點,但不能在膜底留有氣泡。因為土工膜比較薄且很輕,鋪好以后,在未鋪好保護層以前,極易被風(fēng)吹動,所以一次鋪膜面積不宜達大,最好邊鋪膜邊蓋保護層土料。
根據(jù)廠家提供資料,復(fù)合土工膜幅寬1.0~1.9m,本工程選用1.9m幅寬,以減少接頭用料。接頭有熱粘、膠粘、搭接等方法,本工程設(shè)計采用膠粘,接縫寬50mm。
若發(fā)現(xiàn)土工膜的刺破或撕破之處,一定要用三倍于破損面積的土工膜膠粘貼補好。
④保護層及護面
靠土工膜10cm厚的保護層土料一定要過篩,不允許有粒徑大于6mm以上顆粒,否則易刺破土工膜。保護層土料一定要用夯打密實,保證干容重在1.5以上,并隨時取樣檢驗?;靥畋Wo層及砌筑塊石護面時,一定要輕放,以免撞破土工膜。在塊石護面下面,應(yīng)鋪