土工膜面板堆石坝设计

从土工膜材料的应用和发展历史出发，探讨了建筑结构防水与水工建筑物防渗的区别，并提出参考、分析、探索、建议。 以土工膜为主防渗的创新型土工膜面板坝。通过工程实例分析了未来的发展趋势，指出以土工膜作为主坝面。 防渗材料的土工膜面板防渗形式将成为未来面板堆石坝可选择的防渗方式之一，甚至面板堆石坝、 碾压混凝土水坝的主要替代方案。

目前国内外市场使用的土工膜材料通常是 又称塑料薄膜，主要是聚氯乙烯（PVC）和聚氯乙烯（PVC） 乙烯（PE）、EVA（乙烯/醋酸乙烯酯共聚物橡塑 材料）和欧洲央行（B 醋酸乙烯酯改性沥青共混聚合物土工膜）。他们都属于 它是一种比重较轻、延伸性强、适应性强的柔性高分子材料。 具有变形能力强、耐腐蚀、耐低温、抗冻等特点。头 目前，据统计，全世界有超过10万个工程使用土工膜①，其中包括复合土工膜。应用领域极其广泛 涉及面广，涉及环保、垃圾填埋场、公路、铁路、 隧道、机场、港口、河流、水库、水坝、运动场、 游泳池、工业厂房、建筑房屋及军事工程等 相关行业研究机构推测，按照目前的发展速度， 到2065年全球土工膜使用量可能覆盖地球陆地 超过一半表面②。土工合成材料也将成为水泥， 继钢材、木材之后的第四大建筑材料③。 土工膜作为防渗材料在工业建筑领域的应用 土工膜材料的发展可以追溯到50年前。 用于水利、水电行业防渗。采用欧美高分子材料 随着土工膜材料的研究开发和质量的不断提高，其应用也越来越广泛。 在我国，特别是改革开放以来，随着大规模的基础设施建设 随着建筑业和基础设施建设的快速发展，建筑防水防渗 工程技术突飞猛进，工业与民用建筑、环境 工程、水利工程、水电工程领域防水防渗工程新材料 材料、新技术、新工艺的开发应用迅速发展，防水 防渗工程和材料质量不断提高。 土工合成防渗材料也应用于水利水电工程 到广泛应用。 20世纪80年代以来，我国开发了大量水库和 自大坝开始应用土工膜防渗以来，经过30多年的实践 实践，打造了一大批代表性项目； 密度聚乙烯（HDPE）和聚氯乙烯（PVC）材料是 对主要土工防渗材料（膜）的结构运行特性进行了研究。 获得大量研究成果，特别是基于基础力学的设计 该方法已得到广泛应用，防渗膜化学结构分析水平也得到了提高 土工合成防渗材料（膜）产品有了很大的进步。 防渗结构的质量、数量和施工技术日趋成熟[1-6]。 与其他高分子材料相比，作为世界上最 高端高分子防水材料，新一代材料 产品：热塑性聚烯烃 (TPO) 材料，基础物理除外 除了机械性能外，在耐用性和抗老化方面也具有明显的优势。 这一优势来自于材料合成时不添加增塑剂，不添加任何添加剂。 随着时间的推移，增塑剂会发生迁移。必须建设大量基础设施项目 将为这些新材料的应用提供新的市场，同时支持新的 对材料提出了更高的要求，进一步刺激了材料科学的研究和发展。 并不断进步，主要体现在物质性能指标的不断提高， 具有更强的适应性，在耐用性和使用寿命方面不断突破[7]。

近十年土工膜在水利水电工程中的应用 典型 随着土工膜材料质量的提高，一批土工膜材料已 土工膜材料在水电工程中作为主要防渗层。 不同水头、不同地理区域、不同坝型的水库 项目，包括永久性和临时性项目。 这一时期主要体现在土工膜材料的生产数量上。 以及品质上的突破。在水利水电工程的应用中，也是从低坝开始， 从围堰等临时和小型工程到永久性工程和坝高70 米以上高坝推进。 （1）白鹤滩水电站上游围堰防渗墙施工及开采 采用HDPE复合土工膜防斜墙防渗，斜墙防渗体高度 43.0米；土工膜表面设置保护层。土工膜铺设 面积约25,000 m 2、斜墙土工膜采用复合土工膜。 两布一膜（350g/1.0mmHDPE/350g）。 （2）溪洛渡水电站上下游土石围堰。围堰 按50年一遇洪水标准设计，上游最大堰高78.00 米。堰防渗采用砾石土倾斜核心墙，最大高度58.00 米；上游围堰混凝土防渗墙两侧、堰顶分堰及 砾石土心墙之间铺设土工膜，防止渗漏。下游围堰 土工膜芯墙用于防渗。上游围堰土工膜铺设区 是 6701 米 2、下游围堰土工膜铺设面积9869m 2、 总长 16570 米 2、土工膜采用两布一膜复合土工膜。 膜（350g/0.8mmPE/350g）。 （3）长河坝水电站是大渡河干流上的一座水电站。 车站，枢纽主体建筑为碎石土心墙堆石坝，是我国最大的 坝高240m，总库容10.75亿立方米 3.工程一流 大型（一）类工程、挡水、泄洪、引水、发电等永久性工程等。 主楼为一层建筑。上游围堰顶部标高 1530.5 m，最大堰高53.5 m，堰顶宽度13.5 m， 上游坡度为1：2.0，下游坡度为1：1.8。复合土工膜 核心墙布置在围堰中部，最大高度约36 m。复合土 工业膜采用两布一膜。规格为： 350g/0.8mm HDPE/350g、涤纶短纤无纺布复合 组合土工膜。复合土工膜呈“之”字形上升。 （4）库区渗漏一直是困扰水库建设和运行管理的难题。 这是一个需要处理的大问题，特别是在工程地质条件较差的冲积平原地区。 原始及黄河平原地区各种大大小小的水库。大量泄漏和 周边淹没给当地造成严重的经济损失，直接 影响周边群众正常生产、生活。南水北调东线工程 北段大屯水库为坝式平原水库，设计蓄水位。 29.80 m，最大库容5209万立方米 3.调整存储容量4464 百万米 3、水库最大坝高14.15 m，坝轴线总长为 8914米，水库工程总面积9732.90亩。解决 解决水库防渗问题，在水库托盘上铺两布一膜，防止渗漏。 上下层各铺设一层针刺无纺长丝土工布。该设计 规格为200克/平方米 ；中间PE膜厚度为0.5毫米。水库 累计铺设PE土工膜501万米 2、土工布1002万米 2、 是目前国内最大的平原水库水平式塑料铺砌防渗工程。 平原水库大面积储盘防渗施工技术研究 荣获中国水利水电建设有限公司2013年度科研奖 科技进步奖。