劉 維

（麗江市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 674100）

淺析水利工程中土工合成材料的應(yīng)用和施工方法

劉 維

（麗江市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 674100）

水利工程建設(shè)在國家經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)代起著舉足輕重的作用。然而，在進(jìn)行水利工程興建時(shí)，對(duì)材料的選取也很重要，材料的選取直接關(guān)系到工程的質(zhì)量。隨著科技的進(jìn)步，越來越多的材料被運(yùn)用到水利工程中，其中就包括土工合成材料。土工合成材料是一種很優(yōu)良的工程材料，近些年被廣泛運(yùn)用于水利工程建設(shè)中。

土工合成材料 復(fù)合土工膜 坡面鋪膜

一、土工合成材料的概述

土工合成材料的總稱是土木工程應(yīng)用的合成材，是一種建筑復(fù)合材料，一般是以人工合成的聚合物為原料制造的產(chǎn)品，這些聚合物包括塑料化纖等。土工合成材料一般大量應(yīng)用于巖土工程和土木工程中，其作用是將這些材料置于土體內(nèi)部和各種土體之間，用來加強(qiáng)和保護(hù)土體免收破壞的作用。國家質(zhì)量監(jiān)督局和國家建設(shè)部于1999年共同頒發(fā)的《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中對(duì)土工合成材料進(jìn)行了詳細(xì)的分類：“土工合成材料分為土工織物、土工膜、土工特種材料、土工帶、土工格柵和土工復(fù)合材料、土工網(wǎng)，玻纖網(wǎng)，土工墊等”。

土工合成材料的原材料是從石油、煤和天然氣中提煉化學(xué)物質(zhì)然后制成的高分子聚合物，再對(duì)這些材料進(jìn)行加工最后制成纖維和材料片材直至成品。制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯（PE）、聚酯（PP）、聚酰胺（PER）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC）、氯化聚乙烯（CPE）、聚苯乙烯（EPS）等。土工合成材料之所以被廣泛應(yīng)用是因?yàn)槠渚哂兄亓枯p、方便施工、耐腐蝕、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉等特點(diǎn)。

水利工程建設(shè)中，人們注重相率的同時(shí)，更注重質(zhì)量的要求，最起碼的要求就是一項(xiàng)水利工程的建筑物要做到防滲漏。所以說，土工合成材料便承擔(dān)起了重任。因?yàn)樗哂心透g、抗壓、防滲等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于水渠、壩基的防滲墻結(jié)構(gòu)中。這種材料的運(yùn)用使得大量水利工程的質(zhì)量得到顯著提高，同時(shí)即經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，對(duì)促進(jìn)水利事業(yè)發(fā)展和進(jìn)步起著至關(guān)重要的作用。

二、土工合成材料的施工方法

土工合成材料是伴隨著第三次科技革命的發(fā)展而出現(xiàn)的一種即環(huán)保又經(jīng)濟(jì)的新型高分子材料，雖然早就被發(fā)現(xiàn)，但是其應(yīng)用的普遍率來看還是很少的，有的工程幾乎沒有運(yùn)用這種材料。雖然沒有得到廣泛的運(yùn)用，但是在部分水利工程成功的實(shí)例中，我們也總結(jié)出來了一套關(guān)于運(yùn)用方面的成熟施工技術(shù)，經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新總結(jié)后，取得了很好的效果，并收到了很高的效益。相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的土工合成材料和提煉方法會(huì)被發(fā)現(xiàn)，土工合成材料也會(huì)被運(yùn)用的越來越廣泛。就目前來看，土工復(fù)合材料被大量應(yīng)用于水利工程方面的建設(shè)，其受關(guān)注度也在進(jìn)一步攀升。如何掌握工會(huì)成材料具體的施工方法使其充分發(fā)揮其防滲的作用。對(duì)水利工程工作者來說也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

（一）坡面鋪膜防滲

關(guān)于如何運(yùn)用土工合成材料在水利工程做到防滲，最主要的施工技術(shù)就是進(jìn)行坡面鋪設(shè)防護(hù)膜的工程模式，這種模式對(duì)施工體系和施工技術(shù)的要求最高，直接決定了工程施工工作的成敗。當(dāng)今我國乃至世界水利工程施工中，大部分都以土石壩為主要的結(jié)構(gòu)模式，因此施工方式的選用對(duì)于整個(gè)工程來說都至關(guān)重要和關(guān)鍵。因?yàn)檫@種模式下的施工需要運(yùn)用技術(shù)含量較高的焊接技術(shù)。對(duì)焊接工藝的控制稍微有不妥直接決定了工程成敗與否以及工程的質(zhì)量、整個(gè)工程的施工進(jìn)度、工作效益，如何進(jìn)行焊接技術(shù)的控制成了重要問題。所以在施工的過程中土工合成材料中的復(fù)合土工膜的施工極關(guān)鍵。

（二）堤腳開挖和堤身削坡

堤身削坡和堤腳開挖先由人工設(shè)計(jì)，再由人工配合為輔機(jī)械施工為主的形式來完成。所以說，堤身的設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵。堤身設(shè)計(jì)一定要使坡度設(shè)計(jì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，削坡后做好仔細(xì)清理坡面的工作，做到坡面既干凈又在平整度上達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。坡面達(dá)標(biāo)后，再在提身和堤頂都要開挖止滑槽。按設(shè)計(jì)斷面開挖堤腳基礎(chǔ)，當(dāng)挖到相對(duì)不透水層后再向下開挖寬1m深1m的溝槽，同理，對(duì)開挖斷面也要做好清理工作，并保證坑基的排水及基坑邊坡保持穩(wěn)定。上述工作都準(zhǔn)備就緒后，測(cè)量人員要對(duì)堤坡的規(guī)格做好規(guī)格檢查和備案，同時(shí)，施工隊(duì)成員也要做好施工記錄。工程符合要求并驗(yàn)收后，要完整填寫工程驗(yàn)收單并請(qǐng)監(jiān)理工程師簽字驗(yàn)收。

（三）施工鋪設(shè)復(fù)合土工膜

在鋪設(shè)土工膜的時(shí)候，一般最好沿著壩軸線方向垂直鋪設(shè)，也可以順著壩軸延伸的方向鋪設(shè)，效果都是一樣的，目的都是防滲。垂直鋪設(shè)一般是資金、人力、無力都充足的情況下進(jìn)行的，這樣不用考慮成本問題。但是資金、人力物力短缺的情況下，就會(huì)考慮順壩坡鋪設(shè)的方案了，因?yàn)榭梢詼p少焊縫的長度。垂直鋪設(shè)往往適用于高壩的鋪設(shè)即通常采用壩上部分垂直壩軸線來鋪設(shè)，即可滿足因應(yīng)力而不會(huì)導(dǎo)致變形的要求又能減少焊縫的特點(diǎn)。但是，壩底的鋪設(shè)一般情況下不區(qū)分垂直還是順壩，都會(huì)采用順壩軸方向輻射的模式，這樣即省工又減少焊縫數(shù)。施工過程中應(yīng)該嚴(yán)格按照復(fù)合土工膜鋪設(shè)時(shí)的設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，一般步驟是從堤頂鋪到坡底而不是從底部到頂部進(jìn)行鋪設(shè)。鋪設(shè)到底部基槽出應(yīng)埋入相對(duì)不透水層，之后迅速回填堤腳和上部護(hù)坡，這樣做是為了避免滑坡現(xiàn)象的產(chǎn)生造成人員受傷等情況的發(fā)生。因?yàn)殚_挖斷面局部土質(zhì)的差異很容易造成滑坡現(xiàn)象。脯膜工作一定要精益求精、聚精會(huì)神，鋪設(shè)完后檢查土工膜與地基結(jié)合面是否吻合平整，細(xì)微的褶皺也會(huì)影響到土工膜的作用，甚至在未來發(fā)生滲漏現(xiàn)象。

三、土工合成材料在工程施工中常出現(xiàn)的問題

在工程實(shí)踐操作中，鋪設(shè)防滲材料也會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問題，這些問題處理的不恰當(dāng)必然會(huì)影響到施工效果，甚至使其失去防滲的作用。土工膜畢竟不像鋼板木板那樣有一定的硬度，既然是一層膜，那么狠容易被石塊棱角等堅(jiān)硬物體磨破。如鋪設(shè)的過程中沒有仔細(xì)檢查平整度，發(fā)現(xiàn)凸凹部分也沒有及時(shí)處理干凈，導(dǎo)致較大的石塊會(huì)將土工膜刺破，從而使土工膜失去放滲作用。同時(shí)、土工膜的抗壓性很差，鋪設(shè)土工膜是應(yīng)該有相應(yīng)的支撐或者約束，目的是當(dāng)其受到土壓或者水壓時(shí)不會(huì)因?yàn)閴毫^大而撐破薄膜。再者，土工膜一般鋪設(shè)在混凝土與支撐土之間，必定會(huì)因?yàn)闇囟取⒅亓Φ仍虬l(fā)生變形，而且時(shí)間長了，隨著土體位移或者水流侵蝕等原因，導(dǎo)致土工膜被拉斷或者撕裂。除此之外，用于保護(hù)土工膜的混凝土面膜也會(huì)因?yàn)樗坏慕档突蛘呱邔?dǎo)致面板失去穩(wěn)定性或者滑行，這些因素都降低了施工原本效果，是土工合成材料減弱甚至喪失原本的性能。因此，要想避免上述問題的發(fā)生，一定要嚴(yán)格的按照施工順序和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鋪設(shè)。同時(shí)，對(duì)施工的質(zhì)量監(jiān)管和材料的采購方面也要認(rèn)真負(fù)責(zé)，以確保施工質(zhì)量，使土工合成材料真正的在水利工程建設(shè)中發(fā)揮作用。

結(jié)語：

水利工程建設(shè)中，正是由于運(yùn)用了土工合成材料，才使得整個(gè)工程建筑結(jié)構(gòu)變得穩(wěn)定和可靠，同時(shí)也使得水利設(shè)施的功能得到了最大的發(fā)揮，即滿足了工程設(shè)計(jì)的要求，又滿足了為人民造福的宗旨。但是，它畢竟是一種新型的材料，其運(yùn)用的歷史還很年輕，技術(shù)發(fā)展也沒完全走向成熟，這就需要在以后的過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行改進(jìn)和研究，從而推動(dòng)我國水利行業(yè)的發(fā)展。

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