土工合成材料在水利工程施工中的應用

陳明 項靖

摘 要： 在水利工程中，土工合成材料因其特有優勢得到廣泛應用，其具有豐富的物料資源、便捷的施工方式以及較高的工程強度等特點，不僅能夠給人們的提供生活便利，而且能夠促進社會生產的進步，進一步推動國民經濟的快速發展，是目前最為常見的基礎材料，在現代社會中發揮著至關重要的作用，本文主要圍繞土工合成材料概述，重點分析了土工合成材料施工技術？以及常見問題，以期能為有關方面的需要提供借鑒和參考。

關鍵詞： 土工合成材料；水利工程；應用

在我國社會發展中，水利工程起著越來越重要的作用，對于工業和農業的生產來說有著極大的促進作用。近年來，隨著人口的不斷增長，緊缺的水資源使人們越來越重視水利工程建設。目前的水利工程建設主要以土工織物、土工膜以及土工復合材料等新材料為主，具有性能好、造價低、抗腐蝕等特性，能夠有效提升水利工程整體質量。

一、土工合成材料概述

土工合成材料是隨著科學技術和各種化學材料綜合形成的一種新型巖土工程，這種工程模式是以合成纖維、塑料和橡膠等化學聚合物為基礎原料形成的一種綜合性材料體系，是通過將這些合成材料置放在土體以及各種土體結構之間，從而形成一種具備保護條件的工作模式和方法。這種方法在目前應用中已經形成了土工膜、土工織物和土工符合材料等多種類型體系，同時在水工建筑結構的施工中應用較為廣泛，已成為目前施工項目中最值得關注和研究的話題。這主要是由于土工合成材料在應用的過程中具備著重量輕、施工和搬運方便且施工強度高、耐腐蝕性能好以及價格低廉的優勢。

近年來的社會發展中，隨著人們對于各種建筑結構施工要求的不斷提高，其施工質量和施工技術也得到了人們的高度重視和關注。就目前的社會發展而言，這種材料已成為目前土木工程和巖土工程施工的關鍵所在。尤其是在水利工程的基層施工中，其主要使用者防滲墻結構、壩體結構和渠道襯砌施工之中。同時，伴隨著節能、環保和可持續發展社會觀念的提出，這種材料在施工中由于其節能環保優勢好而得到人們的關注與重視。我國作為一個農業大國，在改革開放的多年時間里，由于水利工程整體性和抗滲性不科學而造成了施工質量和施工效益影響，更是造成嚴重的水資源浪費現象。因此，在目前的水利工程建設中，各種新材料的應用受到人們的重視，而土工符合材料也得到人們的關注。

二、土工合成材料的類型

1、土工織物，土工織物是將合成纖維以不同方法制成透水性的土工合成材料，按制造方法不同，可分為織造型和非織造型土工織物。織造型土工織物又分編織、平織和針織，它們是由單絲或多絲織成的，或者由薄膜形成的扁絲編織成的布狀卷材；非織造型土工織物由短纖維或噴絲長纖維按隨機排列制成絮墊，經機械纏合（針刺）或熱粘或化學粘合而成的布狀卷材（即無紡布）。

2、土工膜，土工膜是20世紀70年代出現的，它是由聚合物或瀝青制成的一種相對不透水卷材。取用聚合物需要在工廠采用吹塑，壓延或涂敷法制造；用瀝青則可在現場或廠內以噴涂或浸漬法形成。

3、土工特種材料，土工特種材料包括土工格柵、土工帶、土工格室、土工網、土工石籠、土工管，土工模袋、三維網墊、EPS等，均由聚合物按需要分別以不同加工方法制成。

4、土工復合材料，土工復合材料包括復合土工膜和復合防排水材料，均由兩種或兩種以上土工合成制品復合或組合而成，如復合土工膜由土工膜與土工織物經加熱滾壓而成，主要是為了增加材料的強度。承受更大的荷載，復合防排水材料由排水帶、排水管、排水防水材料等組成，

三、土工合成材料施工技術的應用

1、施工設計

土工合成材料的應用是出自于巖土工程建設的一種新型材料體系，其在水利工程建設中發揮著不可忽視的作用與意義，同時其在應用的過程中不僅是在各種基礎結構之中的應用，同時更是廣泛的應用在各種主體結構施工模式。而且在施工的過程中，由于施工材料的不同而對于工程的設計原理、物料使用量的計算以及施工工藝等方面都提出了新的認識和要求。防滲土工合成料作為目前最為常見的一種，其在目前工程施工中得到了人們的重視，同時對于施工方法的研究也成為我們關注的重點。

2、坡面鋪膜防滲

在目前的土工合成材料施工的過程中，坡面鋪膜是最為常見的工程模式，其在施工的過程中，施工技術和施工體系是最為關鍵的模式。就當前的就當前的水利工程施工而言，其多數工程項目都是以土石壩為主的壩體結構模式，這種施工方式的選用對于整個工程的施工而言極為關鍵，同時在施工的過程中還需要對焊接工藝進行系統控制。焊接技術的應用直接決定著焊接工程質量，同時也決定著整個工程的施工效益要求。因此，在施工的過程中復合土工膜的施工極為關鍵和重要。

3、堤身削坡與堤腳開挖

堤身削坡和堤腳開挖可采用人工配合機械施工，堤身按設計要求進行削坡，使其坡度達到設計標準，削坡后仔細清面，盡可能將坡面清理干凈，整體上滿足平整度要求，堤身堤頂分別開挖止滑槽。堤腳基礎按設計斷面開挖，達到相對不透水層后再向下開挖1m，寬1m深的溝槽，并清理開挖斷面，同時做好基坑排水及基坑邊坡穩定工作。完成以上工作后，施工和測量人員再進行堤坡規格檢查，并做好實地施工記錄和填寫堤坡工程驗收單，請監理工程師驗收簽證后，即可鋪膜。

4、施工鋪設復合土工膜

在進行壩體土工膜鋪設時，可以是順壩軸方向鋪設，最好是垂直壩軸線鋪設。但是為了減少焊縫的長度，通常采用順壩坡鋪方案。對于高壩來講，土工膜鋪設通常采用壩上部分垂直壩軸線來鋪設，不但能滿足應力最小要求，也能滿足焊縫少的特點；壩底可采用順壩鋪設，以減少焊縫。復合土工膜鋪設時，要按設計及規范要求，從堤頂鋪到坡底基槽，并埋入相對不透水層。鋪設完畢后，應盡快回填堤腳和上部護坡，以避免開挖斷面局部土質差而產生滑坡，鋪膜時，注意張馳適度，避免應力集中和人為損傷，要求土工膜與地基結合面務必吻合平整，切不可有上、下游方向凸出的褶皺。

四、土工合成材料施工常見問題分析

防滲土工合成材料在工程施工中經常出現的問題有：經常遭受石塊或其他尖棱物的穿刺破壞；由于土工薄膜缺少約束支撐，在承受水壓力和土壓力時易于被鼓破；薄膜受到下層氣體或液體的頂托產生應力集中導致破壞；鋪設在支撐土與混凝土面板之間的土工薄膜由于受到溫度、重力、土體位移、浪擊和水位變化等因素的影響，可能引起界面滑動，使土工薄膜產生過度拉伸、撕裂或擦傷；在斜面上用土或混凝土面板保護土工薄膜，當水位驟降時，土體中的孔隙水壓力和庫水位失去平衡而造成失穩滑動。只要按照施工規范和施工組織設計施工，確保施工質量，就可避免或減少類似問題的出現。

五、結束語

綜上所述，作為一種新型的巖土工程材料，土工合成材料主要由是以合成纖維、塑料、合成橡膠等聚合物以及玻璃纖維為原料制成的各種類型產品，一般應用于土體表層或各層土體之間，主要作用是對土體進行保護。土工合成材料分為四種類型，具有防滲、過濾、排水、防護、隔離、加筋和加固等多種功能，近年來被廣泛應用于水利防滲工程中，發揮著至關重要的作用。■

參考文獻

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