土工合成材料是以人工合成的聚合物(包括各種塑料、合成纖維、合成橡膠)為原料制成的土工織物和t T．膜等產(chǎn)晶。土工合成材料具有重量輕、整體性好、產(chǎn)品規(guī)格化、強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)、運(yùn)輸和儲(chǔ)運(yùn)方便、施T簡(jiǎn)易等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用于十石壩T程可收到節(jié)省上程投資、縮短工期的效果。土工合成材料具有防滲、排水、過濾、加筋、隔離、防護(hù)等多種功能，是·種很有發(fā)展前景的新型壩I：材料。隨著其日益廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)品品種不斷增加。質(zhì)量性能不斷提高。我國(guó)同家技術(shù)監(jiān)督局與建設(shè)部也已發(fā)布了GB50290一98《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》。
1土工膜
土上膜為高分子聚合物或『}I瀝青制成的一種相對(duì)不透水薄膜。聚合物薄膜所用的聚合物有合成橡膠和塑料兩類。合成橡膠薄膜町用尼龍絲布加筋，其抗老化及各種力學(xué)性能都較好，但價(jià)格比塑料簿膜貴。水利j二程上采用的塑料薄膜主要是聚氯乙稀和聚乙烯制品，此外，還有各種復(fù)合玨!!上工膜，如將土T薄膜與土一I：織物復(fù)合成一體，土T織物能起緩沖受力作用，可彌補(bǔ)土T膜強(qiáng)度的不足，又能改善接觸面的抗磨性能。土工膜的滲流系數(shù)一般都在l×10一acm／s以下。土1_膜早期應(yīng)用于渠道防滲．20世紀(jì)60年代以后應(yīng)用丁上石壩．存前蘇聯(lián)及法國(guó)等歐洲國(guó)家應(yīng)用較多。據(jù)報(bào)道，前蘇聯(lián)曾在150多座土白^壩中使用土丁膜防滲，效果良好。
1984年兩班牙建成的波扎弟洛斯托莫斯堆石壩，壩高97m，使用土工膜防滲運(yùn)行良好，現(xiàn)已加高到期134m。應(yīng)用土丁膜作土石壩防滲體時(shí)，可以鋪設(shè)枉上游面，并在其上部和下部分別設(shè)置上墊層和下墊層，再往表面加防護(hù)層。防護(hù)層可采用砂礫料、干砌或漿砌塊石、混凝I：塊等；卜-墊層可采用砂礫料、瀝青混凝士、土_T織物或土上網(wǎng)等；下墊層可采用壓實(shí)細(xì)粒土、土．【織物、土工網(wǎng)、土T格柵等。當(dāng)土工膜具有足夠強(qiáng)度和抗老化能力時(shí)，也可不設(shè)防護(hù)層、上墊層；復(fù)合土丁膜可不設(shè)下墊層。采用土L膜的壩坡坡度受墊層和土T膜間的摩擦系數(shù)所控制，一般比較半緩，用料較多，但鋪設(shè)和檢修較方便。也可將土工膜直立鋪設(shè)于壩體中部，此時(shí)壩坡坡度町小受其影響。薄
膜也不易損壞，但以后的維修更新不便。上工膜多用了：斜墻壩。在土j二膜防滲體設(shè)計(jì)施工中，要注意許多細(xì)部構(gòu)造問題，以保證其防滲效果，如盡量采用復(fù)合型土T膜，膜厚不宜小丁O．5mm，對(duì)于重要工程應(yīng)適當(dāng)加厚；對(duì)于次要T程，町以適當(dāng)減薄，但最小不得薄于0．3mm；做好底部、周邊與不透水地基或岸坡的結(jié)合，一般采用錨嗣槽的連接力‘式；鋪設(shè)時(shí)應(yīng)保持松弛狀態(tài)，以避免高應(yīng)力造成的破壞；注意薄膜的粘結(jié)或焊接丁藝，以保汪連接質(zhì)量。土石壩卜游防滲土T膜鋪設(shè)通常有甲直坡形、折坡形、鋸齒形、臺(tái)階形4種方式。施TT序主要有準(zhǔn)備工作、鋪設(shè)、拼接、質(zhì)量檢驗(yàn)和回填。土工膜防滲系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算及膜后排滲能力校核。
土工膜的老化和使用壽命問題為T程界所關(guān)注。通過大量室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究表明，薄膜埋設(shè)于土石壩內(nèi)中，與溫度、紫外線、大氣等老化因素基本隔絕，加卜抗老化劑的應(yīng)用，可以認(rèn)為，老化并不嚴(yán)重。前蘇聯(lián)在有關(guān)規(guī)程中規(guī)定：聚乙烯薄膜可用于使用年限不超過50年的建筑。從試驗(yàn)竄加速老化試驗(yàn)的結(jié)果推算，埋在壩內(nèi)的聚乙烯薄膜可使用100年。歐美國(guó)家也有類似的經(jīng)驗(yàn)。
2土工織物
土工織物為用聚酯(PES)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚乙烯醇(PVA)等高分子聚合物纖維制造的透水性織物，但其中小得摻有棉、毛、絲、麻等人然纖維，閃其強(qiáng)度較低，耐久性能較差。按加T_【：藝的不同，可Ⅸ分為織造土上織物和非織造(無紡)土工織物【lli類。用途較廣的足非織造土]二織物，它的纖維旱不規(guī)則或隨意排列，用化學(xué)粘合、熱力粘合、機(jī)械粘合等方法制成。其最大優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度沒有明顯的方向性，小像紡織物沿經(jīng)線、緯線的強(qiáng)度高，與經(jīng)線、緯線斜交辦向的強(qiáng)度低。土T織物L(fēng)較普遍地應(yīng)用于排水反濾系統(tǒng)與護(hù)坡墊層。土工織物的滲流系數(shù)一般為lo_1～10‘4cm]s，與面板堆石壩對(duì)墊層料的要求相近。但廊用上工織物作反濾層，要防I卜．其被細(xì)粒土淤堵失效，宜盡Ⅱf能用在易修補(bǔ)部f{)=，如護(hù)坡下而的摯層、壩下游排水溝下面的反濾層、下游貼坡排水的反濾層等處。應(yīng)用土T織物加筋墊層，可增加壩坡的穩(wěn)定性。在施工中應(yīng)特別注意：當(dāng)有往復(fù)水流時(shí)，織物后面的十-料小易形成天然濾層，需要鋪薄砂層予以改善．此外，
土工織物足聚合材料，紫外線直接照射會(huì)引起降解等破壞作用，故應(yīng)盡早覆蓋保護(hù)．傳統(tǒng)用粒狀材料建-眵向或斜向反濾或排水體質(zhì)量
很難保證，采用上工磐{物不僅能保證質(zhì)督而且施工方便．
3其它土工合成材料
fIl兩種或兩種以上土工合成材料復(fù)合而成的土工復(fù)合材料，包括復(fù)合土T膜、復(fù)合土工織物、復(fù)合防排水材料(排水帶、排水管)等，可用于防滲、反濾、排水、加筋及防護(hù)等方面。土工特種材料為根據(jù)特殊需要加T而成的制品。包括土工格柵、土工帶、土1二格室、土丁網(wǎng)、土T模袋、土工網(wǎng)墊、土丁織物膨潤(rùn)土墊(GCL)、聚苯乙烯(EPS)等，主要用于防護(hù)、加筋等方面。土上合成材料是一種很有發(fā)展前景的新型壩上材料，隨著其產(chǎn)品品種的不斷增加，具有防滲、排水、過濾、隔離、防護(hù)等多種功能，越來越得到廣泛的應(yīng)用。值得在土石壩丁二程中大面積推廣使用。
參考文獻(xiàn)
【1】中華人民共和國(guó)水利部．SLT225—1998水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范．
[2】繼鏞主編．水工建筑物5版．【M】．北京：中國(guó)水利水電出版社，2011．
