非织造复合土工膜、土工织物在水利工程中的应用和质量控制

时间：2024-05-30

杜学能

（甘肃科瑞水电工程试验检测有限公司，甘肃兰州730046）

非织造复合土工膜、土工织物在水利工程中应用十分广泛，分别为不透水材料和透水材料，置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加强和保护土体的作用。两种材料都有制作简单、整体性强、适应性强、造价低、施工速度快等优点，发展非常迅速，尤其在坝体及库区、灌区渠道、河道治理、田间蓄水池等防渗工程中的大量应用及其成效，引起了广大工程技术人员的高度重视。

1 非织造复合土工膜、土工织物概述

土工织物：由纤维纱或长丝等按一定方向排列，经机械织成的布状土工织物，按加工工艺分为编织、机织和针织土工织物。

非织造型土工织物：由短纤维或长丝按随机或定向排列，经机械缠合、热黏或化黏而形成的絮状或布状土工织物。

水利工程常用非织造复合土工膜包括短纤针刺非织造复合土工膜，长丝纺粘针刺非织造复合土工膜；非织造土工织物包括短纤针刺非织造土工布、长丝纺粘针刺非织造土工布。

2 非织造复合土工膜、土工织物在水利工程中的功能和应用

2.1 加筋功能

土工布与工作面形成整体进行加固，减少沉降。土工布与砂垫层一起使用形成一垫层整体，在受到荷载的时候能够将荷载向不同部位分散，减少应力集中，从而减少不均匀沉降，提高工作面整体性，增加建筑物结构的稳定性。

2.2 防渗功能

坝体及库区、灌区渠道、河道治理、田间蓄水池等建筑物都有防渗、防漏的要求。用于防渗的主要是非织造复合土工膜。

2.3 防护功能

减少水流对土体的冲刷，有效地将集中应力扩散、传递或分解，防止土体受外力作用而破坏，保护土壤。

2.4 隔离功能

土工布可将不同的土质结构进行分离，形成稳定的分界面，使各层结构分离，按照要求发挥各自的特性和整体作用，以避免相互混杂产生不良效果。在土石混合坝中用作隔离不同的筑坝材料。

2.5 反滤功能

当水由细粒土层流入粗粒土层时，可利用土工织物良好的透气性和透水性，使水流通过，而保留细颗粒土等，从而保持水土工程的稳定。

2.6 排水功能

长丝无纺土工布可以在土体中形成排水通道，把土中水分汇集起来，沿着材料的平面排出体外，主要用于坝内部垂直或水平排水，土坝或土堤中的防渗土工膜后面或混凝土护面下部的排水，挡土墙后面的排水以及各建筑物周围的排水等。

3 非织造复合土工膜、土工织物在水利工程中的质量控制

3.1 原材料质量控制

材料选购依据设计单位的设计图纸要求选择规格型号，进行抽样检测，各项检测技术指标达到设计要求，经业主同意方可进场。材料进场应提交出厂合格证明和试验检测报告。材料进场后贮存中不得沾污、雨淋、破损、避免长期暴晒和直立。进场材料应按设计要求和合同规定对产品按批量进行检测，其力学指标和水力学指标应委托有相应资质的检测单位进行检测。它的工程特性需要依靠标准试验确定，必须符合标准要求。检测内容见表1、表2 和表3。

表2 长丝纺粘针刺非织造土工布GB/T17639-2008 基本技术要求

3.2 接缝的质量

施工中土工膜或布的接缝是不可避免的，而接缝往往是整个结构中的薄弱点，接缝处理是土工膜或布施工的一个关键程序，直接影响其工程的运行时间。土工膜或布场内拼接，为了施工方便，保障拼接质量，膜或布尽量采用宽幅，减少坝坡现场拼接量。施工前根据膜或布的幅宽，现场长度需要在库内专用场地裁剪，并拼接成符合要求尺寸的块体，卷到钢管上，人工搬运到现场铺设。根据质量检测和相关数据表明，采用热焊接方式来处理可以得到比较理想的效果，热焊接方式先使土工膜表面熔化，然后通过施加一定的压力使之融合成体。焊接前要调整好接缝处搭接宽度，且平整、无褶皱。焊接时要有经验的专业技术人员完成，调整好温度和速度。此焊接方式所得焊缝为双道直缝，每道宽1 cm，间隔宽1 cm，焊缝处土工膜搭接宽度10 cm。膜焊接完成后进行外观检测，是否有表面缺陷，若焊缝透明、均匀、无褶皱、无空洞、无气泡、手剥离坚固等，可视为合格。外观检测合格后可进行抽样测试，根据规范要求随机抽取试样，做接缝拉伸强度试验，要求接缝强度大于等于母材的80%，且试样破坏位置在接缝外，则接缝质量合格。反之，不合格。接缝搭接宽度处的布要进行缝合，保护接缝和膜。接缝焊接不合格的可重新补焊，补焊大小为大于破洞周围10 cm 为宜。

3.3 施工现场质量控制

膜或布铺设前要按设计要求进行场地平整，对尖石、树根等杂质清除，基面要平整，不可有凹凸现象，清理好的基面要夯紧，使膜或布铺设后紧贴基面。但不能将膜或布拉得太紧，不得打皱，拼接要安稳，严格按技术规范施工。铺设过程中不能有大量气泡在膜下，所以一次铺膜面积不能过大，边铺设边盖保护层土料，铺设时场地人员穿平底鞋。