第四节 膜料防渗技术

膜料防渗就是用不透水的土工膜来减少或防止渠道渗漏损失的技术措施。土工膜是一种薄型、连续、柔软的防渗材料。

一、膜料防渗的特点

（一）膜料防渗的优点

1.防渗性能好

只要设计正确，施工精心，膜料防渗就能达到最佳防渗效果。实践证明，膜料防渗渠道一般可减少渗漏损失90%～95%。特别是在地面纵坡缓，土壤含盐量大，冻胀严重而又缺乏砂石料源的地区，尤其应当推广。

2.适应变形能力强

土工膜具有良好的柔性、延伸性和较强的抗拉能力。所以，不仅适用于各种不同形状的断面渠道，而且适用于可能发生沉陷和位移的渠道。

3.质轻、用量少、材料运输量小

土工膜具有薄、轻、单位重量轻等特点，衬砌面积大，用量少，运输量小，对于交通不便，当地缺乏其他建筑材料地区具有明显经济意义。

4.施工工艺简便，工期短

膜料防渗施工主要是挖填土方，铺膜和膜料接缝处理等，不需复杂技术，方法简便易行，大大缩短工期。

5.耐腐蚀性强

土工膜具有较好的抵抗细菌侵害和化学作用的性能，不受酸碱和土壤微生物的侵蚀，耐腐蚀性强。特别适用于有侵蚀性水文地质条件及盐碱化地区的渠道或排污渠道的防渗工程。

6.造价低

由于膜料防渗有上述优点，所以造价低。据经济分析，每平方米塑膜防渗的造价为混凝土防渗造价的1/10～1/5，为浆砌卵石防渗造价的1/10～1/4，一层塑膜的造价仅相当于1cm厚混凝土板造价。

（二）膜料防渗的缺点

膜料防渗的缺点是抗穿刺能力差、与土的摩擦系数小，易老化等。随着现代塑料工业的发展，将会越来越显示出膜料防渗的优越性和经济性，膜料防渗将是今后渠道防渗工程发展的方向，其推广和使用范围将会越来越广。

二、膜料防渗结构

（一）防渗膜料的选用

防渗膜料的基本材料是聚合物和沥青，按材料的性质可分为塑料类、橡胶类、沥青和环氧树脂类，目前我国渠道防渗工程普遍采用聚乙烯和聚氯乙烯薄膜，其次是沥青玻璃纤维布油毡和复合土工膜。

塑膜的变形性能好、质轻、运输量小，一般宜优先选用。聚氯乙烯膜的抗拉强度较聚乙烯膜高，抗植物穿透能力较强，在芦苇等植物丛生地区，宜优先选用聚氯乙烯膜；聚乙烯膜耐低温、抗老化性能较聚氯乙烯膜好，严寒地区可选用聚乙烯膜。

沥青玻璃纤维布油毡，抗拉强度较塑膜大，施工中不易受损，中、小型渠道防渗可选用。复合土工膜具有防渗和平面导水的综合功能，抗拉强度较高，抗穿透和抗老化等性能好，可不设过渡层，但价格较高，适用于地质条件差、基土冻胀性较大或标准较高的渠道防渗工程。

（二）膜料防渗结构设计

为保证膜料发挥防渗效果，延长使用寿命，膜料应采用埋铺式结构。按铺膜范围可分为全铺、半铺和底铺三种。全铺为渠坡、渠底全铺，渠坡铺膜高度与渠道正常水位齐平；半铺为渠底全铺，渠坡铺膜高度为渠道正常水位的1/2～2/3；底铺为仅铺渠底，多采用全铺。

埋铺式膜料防渗结构一般包括膜料防渗层、过渡层和保护层，如图2-3所示。

1.过渡层

过渡层作用是保护膜料不被损伤，分膜下过渡层和膜上过渡层。土渠基一般可不设膜下过渡层，岩石和砂砾石渠基应设膜下过渡层；采用黏性土、灰土、水泥土做保护层时一般不设膜上过渡层，采用砂砾石、石料、现浇碎石混凝土或预制混凝土板做保护层时应设膜上过渡层；采用复合土工膜作防渗层时，土工织物侧一般不设过渡层。

用作过渡层的材料很多，如水泥土、灰土和水泥砂浆。在温暖地区膜上过渡层可选用灰土或水泥土，在寒冷和严寒地区膜上过渡层可选用砂浆；采用土及砂料做膜上过渡层，在砌缝较多时会被水流冲走或淘空，应采取防止淘刷的措施。膜下过渡层一般宜采用粉砂、细砂等透水材料，以排除透过土工膜的水和地基内部的渗流水。过渡层的厚度可按表2-2选用。

2.保护层

土、水泥土、沙砾、石料和混凝土等都可做膜料防渗的保护层。土保护层厚度应根据渠道流量大小、保护层土质情况，按表2-3选用。

土保护层的设计干密度，应通过试验确定。无试验条件时，压实法施工，砂壤土和壤土的干密度不小于1.5g/cm3；采用浸水湿法施工时，其干密度宜为1.40～1.45g/cm3。

此外，水泥土、石料、混凝土保护层属于刚性材料保护层，其主要作用是保护防渗膜料，可不考虑其本身的防渗作用，故较相同材料防渗层的厚度小，不同刚性材料保护层的厚度可按表2-4选用。

3.防渗结构与建筑物的连接

防渗结构与渠系建筑物的连接是否正确，将直接影响渠道防渗效果和工程使用寿命，连接不佳，会导致渠水渗漏，冲走过渡层材料，引起保护层塌陷，表面凹凸不平，甚至整体下滑。

膜料防渗结构应按图2-4用黏结剂将膜料与建筑物黏结牢固。

土保护层与跌水、闸、桥连接时，应在建筑物上、下游改用石料、水泥土、混凝土保护层，以防流速、流态变化及波浪淘刷等影响，引起边坡滑塌等事故。

水泥土、石料和混凝土保护层与建筑物连接处应设置伸缩缝。

膜料顶部按图2-5铺设。