常用的土工膜及复合土工膜品种
土工膜的原材料有聚氯乙烯(PVC)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(l才DPE)、氯丁橡胶(CR)、氯化聚乙烯(CPE)、乙烯共聚物(EVA),这些都属于聚合物(Polymer)。另外一类是沥青产品(asphaltieproduet),不属于聚合物。沥青产品以前常用于渠道防渗、屋面防渗,现在只用于屋面防渗。
60年代,桓仁水电站混凝土支墩坝曾用聚氯乙烯沥青膜防渗,现在堤坝渠道防渗都用聚合物产品。60年代至80年代初,前苏联、法国、意大利很多土石坝用土工膜防渗,我国80年代有很多病险土石坝用农用土工膜防渗加固。这些都是单一土工膜。
有些工程,为了增大土工膜与坝坡面之间的抗滑稳定,曾生产花纹加糙的土工膜。有些堤坝坡面,先铺土工织物再铺土工膜,上面再铺土工织物,以增大抗滑稳定和抗刺破作用。这些措施都未起到预期效果,法国曾有一座坝,土工膜与土工织物之间发生滑动。因为土工织物与土工膜之间的摩擦系数比土工膜与砂土间的摩擦系数更小。针对这个问题,我国发展了复合土工膜,将土工织物与土工膜热压结合成一体,既保护了土工膜不被尖锐碎石刺破,又防止了土工膜与土工织物之间发生滑动。这是一项技术进步,我国已大规模应用,而国外却刚起步,只有少数厂家生产复合土工膜。
复合土工膜中间的膜有聚氯乙烯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜等,膜两面的土工织物为聚酞胺纤维、聚酷纤维、聚丙烯纤维等的非织针刺土工织物。复合土工膜有单面复合土工膜和双面复合土工膜两种。当复合土工膜两面接触的介质都是有棱角的粗粒料,则选用双面复合土工膜。如果接触介质一面是有棱角的粗粒料,另一面是粗中砂或土,则可选用单面复合土工膜。
复合土工膜两面的土工织物厚度为1.5-3.Omm,有沿着平面方向排水的能力。当水库水位降落,复合土工膜上游面的土工织物可以排水降低坝面护坡下反滤垫层(也是复合土工膜的保护层)内的瞬时浸润线。复合土工膜下游面的土工织物可以排出渗流水或下游坝体内渗入的雨水。
加筋土工膜是在聚合物辊压过程中,中间放置锦纶帆布或锦纶丝(聚酞胺纤维)热压成整体膜。国内生产的加筋土工膜通常是用熔融的氯丁橡胶与锦纶帆布或锦纶丝高温辊压成的。由于聚酞胺的熔点在200℃以上,在熔融的氯丁橡胶中不会损坏而成为加筋材料。用锦纶丝布加筋的简称为氯丁丝布,用锦纶帆布加筋的简称为氯丁帆布。加筋土工膜与复合土工膜相反,它的帆布或丝布在中间,两面为聚合物(氯丁像胶)。一层帆布或丝布两面氯丁橡胶者为一布二胶氯丁帆布或氯丁丝布,二层帆布或丝布中间和两面氯丁橡胶者为二布三胶氯丁帆布或氯丁丝布。加筋土工膜抗拉强度很高;抗磨性好;但与接触介质的摩擦系数小,同单一土工膜与接触介质的摩擦系数相近。加筋土工膜主要用于橡胶坝的坝袋。亦可用于溢洪道护面以及溢洪道附近坝段的上游面防渗护面,可抵御较高的行近流速对坝坡的冲刷。还可作为帆坝、片坝的挡水膜片,用纲丝绳牵引升降,控制挡水和泄水。