淺析水利工程中土工合成材料的應用和施工方法

劉 維

（麗江市水利水電勘測設計研究院 674100）

淺析水利工程中土工合成材料的應用和施工方法

劉 維

（麗江市水利水電勘測設計研究院 674100）

水利工程建設在國家經濟高速發展的時代起著舉足輕重的作用。然而，在進行水利工程興建時，對材料的選取也很重要，材料的選取直接關系到工程的質量。隨著科技的進步，越來越多的材料被運用到水利工程中，其中就包括土工合成材料。土工合成材料是一種很優良的工程材料，近些年被廣泛運用于水利工程建設中。

土工合成材料 復合土工膜 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用的合成材，是一種建筑復合材料，一般是以人工合成的聚合物為原料制造的產品，這些聚合物包括塑料化纖等。土工合成材料一般大量應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部和各種土體之間，用來加強和保護土體免收破壞的作用。國家質量監督局和國家建設部于1999年共同頒發的《土工合成材料應用技術規范》中對土工合成材料進行了詳細的分類：“土工合成材料分為土工織物、土工膜、土工特種材料、土工帶、土工格柵和土工復合材料、土工網，玻纖網，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物質然后制成的高分子聚合物，再對這些材料進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用是因為其具有重量輕、方便施工、耐腐蝕、質優價廉等特點。

水利工程建設中，人們注重相率的同時，更注重質量的要求，最起碼的要求就是一項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起了重任。因為它具有耐腐蝕、抗壓、防滲等特點，被廣泛應用于水渠、壩基的防滲墻結構中。這種材料的運用使得大量水利工程的質量得到顯著提高，同時即經濟又環保，對促進水利事業發展和進步起著至關重要的作用。

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展而出現的一種即環保又經濟的新型高分子材料，雖然早就被發現，但是其應用的普遍率來看還是很少的，有的工程幾乎沒有運用這種材料。雖然沒有得到廣泛的運用，但是在部分水利工程成功的實例中，我們也總結出來了一套關于運用方面的成熟施工技術，經過技術改進和創新總結后，取得了很好的效果，并收到了很高的效益。相信隨著科學技術的進步，越來越多的土工合成材料和提煉方法會被發現，土工合成材料也會被運用的越來越廣泛。就目前來看，土工復合材料被大量應用于水利工程方面的建設，其受關注度也在進一步攀升。如何掌握工會成材料具體的施工方法使其充分發揮其防滲的作用。對水利工程工作者來說也是一項挑戰。

（一）坡面鋪膜防滲

關于如何運用土工合成材料在水利工程做到防滲，最主要的施工技術就是進行坡面鋪設防護膜的工程模式，這種模式對施工體系和施工技術的要求最高，直接決定了工程施工工作的成敗。當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構模式，因此施工方式的選用對于整個工程來說都至關重要和關鍵。因為這種模式下的施工需要運用技術含量較高的焊接技術。對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量、整個工程的施工進度、工作效益，如何進行焊接技術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合土工膜的施工極關鍵。

（二）堤腳開挖和堤身削坡

堤身削坡和堤腳開挖先由人工設計，再由人工配合為輔機械施工為主的形式來完成。所以說，堤身的設計尤為關鍵。堤身設計一定要使坡度設計達到標準，削坡后做好仔細清理坡面的工作，做到坡面既干凈又在平整度上達到標準。坡面達標后，再在提身和堤頂都要開挖止滑槽。按設計斷面開挖堤腳基礎，當挖到相對不透水層后再向下開挖寬1m深1m的溝槽，同理，對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定。上述工作都準備就緒后，測量人員要對堤坡的規格做好規格檢查和備案，同時，施工隊成員也要做好施工記錄。工程符合要求并驗收后，要完整填寫工程驗收單并請監理工程師簽字驗收。

（三）施工鋪設復合土工膜

在鋪設土工膜的時候，一般最好沿著壩軸線方向垂直鋪設，也可以順著壩軸延伸的方向鋪設，效果都是一樣的，目的都是防滲。垂直鋪設一般是資金、人力、無力都充足的情況下進行的，這樣不用考慮成本問題。但是資金、人力物力短缺的情況下，就會考慮順壩坡鋪設的方案了，因為可以減少焊縫的長度。垂直鋪設往往適用于高壩的鋪設即通常采用壩上部分垂直壩軸線來鋪設，即可滿足因應力而不會導致變形的要求又能減少焊縫的特點。但是，壩底的鋪設一般情況下不區分垂直還是順壩，都會采用順壩軸方向輻射的模式，這樣即省工又減少焊縫數。施工過程中應該嚴格按照復合土工膜鋪設時的設計及規范要求，一般步驟是從堤頂鋪到坡底而不是從底部到頂部進行鋪設。鋪設到底部基槽出應埋入相對不透水層，之后迅速回填堤腳和上部護坡，這樣做是為了避免滑坡現象的產生造成人員受傷等情況的發生。因為開挖斷面局部土質的差異很容易造成滑坡現象。脯膜工作一定要精益求精、聚精會神，鋪設完后檢查土工膜與地基結合面是否吻合平整，細微的褶皺也會影響到土工膜的作用，甚至在未來發生滲漏現象。

三、土工合成材料在工程施工中常出現的問題

在工程實踐操作中，鋪設防滲材料也會出現這樣那樣的問題，這些問題處理的不恰當必然會影響到施工效果，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硬物體磨破。如鋪設的過程中沒有仔細檢查平整度，發現凸凹部分也沒有及時處理干凈，導致較大的石塊會將土工膜刺破，從而使土工膜失去放滲作用。同時、土工膜的抗壓性很差，鋪設土工膜是應該有相應的支撐或者約束，目的是當其受到土壓或者水壓時不會因為壓力過大而撐破薄膜。再者，土工膜一般鋪設在混凝土與支撐土之間，必定會因為溫度、重力等原因發生變形，而且時間長了，隨著土體位移或者水流侵蝕等原因，導致土工膜被拉斷或者撕裂。除此之外，用于保護土工膜的混凝土面膜也會因為水位的降低或者升高導致面板失去穩定性或者滑行，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生，一定要嚴格的按照施工順序和設計標準進行鋪設。同時，對施工的質量監管和材料的采購方面也要認真負責，以確保施工質量，使土工合成材料真正的在水利工程建設中發揮作用。

結語：

水利工程建設中，正是由于運用了土工合成材料，才使得整個工程建筑結構變得穩定和可靠，同時也使得水利設施的功能得到了最大的發揮，即滿足了工程設計的要求，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，其運用的歷史還很年輕，技術發展也沒完全走向成熟，這就需要在以后的過程中及時發現問題并進行改進和研究，從而推動我國水利行業的發展。

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[4]陳斌.土工合成材料在水利工程中的應用及其施工方法研究[J]價值工程，2013（4）

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