非織造復(fù)合土工膜、土工織物在水利工程中的應(yīng)用和質(zhì)量控制

杜學(xué)能

（甘肅科瑞水電工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司，甘肅蘭州730046）

非織造復(fù)合土工膜、土工織物在水利工程中應(yīng)用十分廣泛，分別為不透水材料和透水材料，置于土體內(nèi)部、表面或各種土體之間，發(fā)揮加強(qiáng)和保護(hù)土體的作用。兩種材料都有制作簡(jiǎn)單、整體性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、造價(jià)低、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展非常迅速，尤其在壩體及庫區(qū)、灌區(qū)渠道、河道治理、田間蓄水池等防滲工程中的大量應(yīng)用及其成效，引起了廣大工程技術(shù)人員的高度重視。

1 非織造復(fù)合土工膜、土工織物概述

土工織物：由纖維紗或長(zhǎng)絲等按一定方向排列，經(jīng)機(jī)械織成的布狀土工織物，按加工工藝分為編織、機(jī)織和針織土工織物。

非織造型土工織物：由短纖維或長(zhǎng)絲按隨機(jī)或定向排列，經(jīng)機(jī)械纏合、熱黏或化黏而形成的絮狀或布狀土工織物。

水利工程常用非織造復(fù)合土工膜包括短纖針刺非織造復(fù)合土工膜，長(zhǎng)絲紡粘針刺非織造復(fù)合土工膜；非織造土工織物包括短纖針刺非織造土工布、長(zhǎng)絲紡粘針刺非織造土工布。

2 非織造復(fù)合土工膜、土工織物在水利工程中的功能和應(yīng)用

2.1 加筋功能

土工布與工作面形成整體進(jìn)行加固，減少沉降。土工布與砂墊層一起使用形成一墊層整體，在受到荷載的時(shí)候能夠?qū)⒑奢d向不同部位分散，減少應(yīng)力集中，從而減少不均勻沉降，提高工作面整體性，增加建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.2 防滲功能

壩體及庫區(qū)、灌區(qū)渠道、河道治理、田間蓄水池等建筑物都有防滲、防漏的要求。用于防滲的主要是非織造復(fù)合土工膜。

2.3 防護(hù)功能

減少水流對(duì)土體的沖刷，有效地將集中應(yīng)力擴(kuò)散、傳遞或分解，防止土體受外力作用而破壞，保護(hù)土壤。

2.4 隔離功能

土工布可將不同的土質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分離，形成穩(wěn)定的分界面，使各層結(jié)構(gòu)分離，按照要求發(fā)揮各自的特性和整體作用，以避免相互混雜產(chǎn)生不良效果。在土石混合壩中用作隔離不同的筑壩材料。

2.5 反濾功能

當(dāng)水由細(xì)粒土層流入粗粒土層時(shí)，可利用土工織物良好的透氣性和透水性，使水流通過，而保留細(xì)顆粒土等，從而保持水土工程的穩(wěn)定。

2.6 排水功能

長(zhǎng)絲無紡?fù)凉げ伎梢栽谕馏w中形成排水通道，把土中水分匯集起來，沿著材料的平面排出體外，主要用于壩內(nèi)部垂直或水平排水，土壩或土堤中的防滲土工膜后面或混凝土護(hù)面下部的排水，擋土墻后面的排水以及各建筑物周圍的排水等。

3 非織造復(fù)合土工膜、土工織物在水利工程中的質(zhì)量控制

3.1 原材料質(zhì)量控制

材料選購依據(jù)設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)圖紙要求選擇規(guī)格型號(hào)，進(jìn)行抽樣檢測(cè)，各項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，經(jīng)業(yè)主同意方可進(jìn)場(chǎng)。材料進(jìn)場(chǎng)應(yīng)提交出廠合格證明和試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告。材料進(jìn)場(chǎng)后貯存中不得沾污、雨淋、破損、避免長(zhǎng)期暴曬和直立。進(jìn)場(chǎng)材料應(yīng)按設(shè)計(jì)要求和合同規(guī)定對(duì)產(chǎn)品按批量進(jìn)行檢測(cè)，其力學(xué)指標(biāo)和水力學(xué)指標(biāo)應(yīng)委托有相應(yīng)資質(zhì)的檢測(cè)單位進(jìn)行檢測(cè)。它的工程特性需要依靠標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)確定，必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求。檢測(cè)內(nèi)容見表1、表2 和表3。

表2 長(zhǎng)絲紡粘針刺非織造土工布GB/T17639-2008 基本技術(shù)要求

3.2 接縫的質(zhì)量

施工中土工膜或布的接縫是不可避免的，而接縫往往是整個(gè)結(jié)構(gòu)中的薄弱點(diǎn)，接縫處理是土工膜或布施工的一個(gè)關(guān)鍵程序，直接影響其工程的運(yùn)行時(shí)間。土工膜或布場(chǎng)內(nèi)拼接，為了施工方便，保障拼接質(zhì)量，膜或布盡量采用寬幅，減少壩坡現(xiàn)場(chǎng)拼接量。施工前根據(jù)膜或布的幅寬，現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)度需要在庫內(nèi)專用場(chǎng)地裁剪，并拼接成符合要求尺寸的塊體，卷到鋼管上，人工搬運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)。根據(jù)質(zhì)量檢測(cè)和相關(guān)數(shù)據(jù)表明，采用熱焊接方式來處理可以得到比較理想的效果，熱焊接方式先使土工膜表面熔化，然后通過施加一定的壓力使之融合成體。焊接前要調(diào)整好接縫處搭接寬度，且平整、無褶皺。焊接時(shí)要有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員完成，調(diào)整好溫度和速度。此焊接方式所得焊縫為雙道直縫，每道寬1 cm，間隔寬1 cm，焊縫處土工膜搭接寬度10 cm。膜焊接完成后進(jìn)行外觀檢測(cè)，是否有表面缺陷，若焊縫透明、均勻、無褶皺、無空洞、無氣泡、手剝離堅(jiān)固等，可視為合格。外觀檢測(cè)合格后可進(jìn)行抽樣測(cè)試，根據(jù)規(guī)范要求隨機(jī)抽取試樣，做接縫拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)，要求接縫強(qiáng)度大于等于母材的80%，且試樣破壞位置在接縫外，則接縫質(zhì)量合格。反之，不合格。接縫搭接寬度處的布要進(jìn)行縫合，保護(hù)接縫和膜。接縫焊接不合格的可重新補(bǔ)焊，補(bǔ)焊大小為大于破洞周圍10 cm 為宜。

3.3 施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制

膜或布鋪設(shè)前要按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行場(chǎng)地平整，對(duì)尖石、樹根等雜質(zhì)清除，基面要平整，不可有凹凸現(xiàn)象，清理好的基面要夯緊，使膜或布鋪設(shè)后緊貼基面。但不能將膜或布拉得太緊，不得打皺，拼接要安穩(wěn)，嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范施工。鋪設(shè)過程中不能有大量氣泡在膜下，所以一次鋪膜面積不能過大，邊鋪設(shè)邊蓋保護(hù)層土料，鋪設(shè)時(shí)場(chǎng)地人員穿平底鞋。

4 結(jié)束語

近年來，非織造復(fù)合土工膜、土工織物在國(guó)內(nèi)水利工程中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，尤其是在中小型水庫及農(nóng)田灌溉中取得了明顯的效果。今后需總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷尋求和探索土工合成材料技術(shù)發(fā)展，更好地服務(wù)于水利工程建設(shè)，提升水利工程質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)水利工程建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。