揭密复合土工膜为何具备出色的防渗性能

如今，在防渗工程中，复合土工膜已经取代了过去的材料，成为最广泛使用的防渗材料。那么，它是通过怎样的设计原理实现的呢？为何它能够达到如此出色的防渗效果呢？今天小编就来给大家讲一讲，下面大家一起来看看吧。

复合土工膜防渗体结构包括基面、复合土工膜、保护层和块石（或混凝土）护坡四层构成，现将每一层的设计分述如下：

1、基面设计

为了防止复合土工膜上的填土层滑动，增加保护层的稳定性，我们会将上游铺膜坝壳的表面进行台阶式开挖。每个台阶的高度差为0.3米，水平宽度根据坡度比例确定。斜坡的设计比例为1：1.0。开挖完成后，我们会清除表面的砖块、石块和树根等杂物，并使用拍板将表面压实，使其平整。

2、复合设计

根据周头水库的具体情况和产品的主要特点，我们决定采用WCD-1型二层布一层膜的复合土工膜进行设计。

3、保护设计

复合土工膜的防渗效果取决于施工和运行过程中塑料膜的完好程度。为了预防人畜践踏和动植物破坏，并减少光热作用对复合土工膜的影响，需要铺设保护层。由于复合土工膜是高分子化纤聚合物制成的，因此需要特别避免直接阳光照射。

一般要按照下式进行近似估算，以保护层颗粒的直径大小不至于太大，避免刺破复合土工膜。

4、块石(或砼)护坡：块石(或砼)护坡是防渗体的最后一道防线，可以保护整个防渗体不受水的侵蚀和破坏。块石(或砼)护坡的设计需要考虑其高度、形状、尺寸和材料等因素，以确保其防水、防紫外线和抗拉强度。

式中：d——保护层土料的最大颗粒直径；

k——安全系数，本工程取k=5；

[σ]——复合土工膜的抗拉允许强度[σ]=5.5Mpa；

p——承受最大水头，取P=0.1Mpa；

——复合土工膜厚度，取 =0.2mm（为塑膜厚度）。

将上述各数据代入上式得：

为了保障安全，我们要求实际土料的最大颗粒直径d不能超过6mm。因此，在这个项目中，我们将采用通过筛子筛制的粉质粘土，并且其它要求与坝体土料填筑要求相同。保护层的厚度为200mm，其中下面100mm使用经过筛选的土料，而上面100mm使用未经筛选的土料。对于未经筛选的土料，我们需要挑出较大的石块和其他杂物。

5、护面设计

由于坝坡面是一种用来挡住水流的建筑物，必须能够承受风浪的压力，因此必须采取措施来保护其表面。为此，本工程的设计选择了干砌大块石来作为护面材料。

护面石块必须具备坚固、紧实、长期耐风化的特性，同时还需要具备一定的重量和强度，以承受风浪和水流的压力和冲刷。

护面块石的重量及Q及护面厚度参照《堤防工程设计规范》GB50286—98）中附录D.3的方法确定。计算公式：

式中：Q——主要护面层护面块石个体质量（t）

rb——人工块石的重度（KN/m3） rb=24KN/m3

r——水的重度 r=10KN/m3

H——设计坡高 H=

KD——稳定系数，KD=5.5

t——块石护面层厚度

n——护面块石层数n=1

c——系数 c=1.4

m——斜坡坡度

经计算：Q=48kg，t=0.29m，取干砌块石护面厚度t=0.3m。

为了防止风浪和水流将坝壳保护层中的粘土颗粒带走，我们在块石护面下面铺设了一个厚度为0.1m的碎石垫层，这个垫层同时也起到反滤层的作用。

以上就是今天的内容，感谢各位的阅读和观看，期望对各位有所助益，欢迎大家致电咨询。