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低渗透性土工膜是面膜堆石坝防渗结构中的主要防渗材料

更新时间  2021年04月12日 08:53:07 关键词   土工膜应用 防渗土工材料
低渗透性土工膜是面膜堆石坝防渗结构中的主要防渗材料,铺设在上游坝面,其上部一般铺设一层保护层抵御外在因素可能造成的功性能损伤(如紫外线辐射引起膜材老化等),也有完建工程将其裸露铺设于坝面,不设工程防护措施。土工膜质地柔软,母材一般为聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚氯乙烯(PVC)等有机高分子聚合物,受生产设备/技术限制,土工膜一般分幅生产,最大幅宽6~8m,长度不受限制,工程现场应用土工膜拼接技术实现全坝面铺设(图1)。
低渗透性土工膜是面膜堆石坝防渗结构中的主要防渗材料
将土工膜卷材宽度和长度方向分别称为纬向和经向,单幅土工膜一般经向尺寸能够满足上游坝坡长度要求,纬向尺寸难以达到坝轴线长度要求,因此,现场必须拼接完成大面积土工膜防渗层。坝面土工膜拼接主要是相邻两幅土工膜纬向/纬向间拼接,但局部存在经向之间或经-纬向间的拼接,如面膜防渗结构周边缝部位的土工膜。

为便于坝肩周边缝处趾板部位土工膜锚固施工,一般选用短长度的土工膜,一端锚固另一端处于自由状态,锚固完成后与大坝坡面土工膜焊接为一体;同样,为实现坝基与坝体构成完整的防渗体系,坝基部位需开槽固壁,土工膜一端竖向铺设于槽内下沉封槽,此部分土工膜一般称为地基膜,地基膜相邻两幅完成拼接后再与坝坡土工膜焊接,这种焊接大部分为经向/经向之间焊接。文献指出热风焊和热楔式焊接是土工膜拼接有效可行的技术,通过理论分析与试验提出热楔式熔焊最佳焊接速度,对土工膜焊接法施工的工艺过程做了详细介绍,详细总结了土工膜焊接的主要方法及工作原理,杨帆采用热风焊技术完成PVC土工膜筒状焊接并指出185℃为最佳焊接温度。

笔者选用热风焊焊接技术研究PVC土工膜焊接部位物理变形特性,试验研究过程中发现最佳焊接速度下经向/经向之间的焊缝处粗糙不平、局部起褶皱现象,焊接质量较差,单向拉伸试验表明经向/经向焊缝处断裂强度和延伸率较差。土工膜属于高分子聚合物,其物理特性对温度具有敏感性和依赖性,指出高温环境能够引起土工膜表面产生大面积褶皱。因此,展开土工膜焊接处及焊接温度影响区域内的形变特性研究对面膜堆石坝土工膜防渗结构设计与土工膜焊接施工具有重要意义。


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