随着全球水资源短缺问题的日益加剧,水利工程在保障农业灌溉、城市供水和防洪排涝等方面发挥着不可替代的作用。然而,由于自然环境复杂、施工条件多变以及材料性能差异等因素,水利设施在运行过程中常面临渗漏风险,严重影响工程的安全性和使用寿命。因此,选择一种高效、经济、耐久的防渗材料成为水利工程设计与施工的重要课题。
近年来,平布复合乳白防水膜(简称“平布复合膜”)作为一种新型土工合成材料,在水利工程中得到了广泛应用。该材料结合了聚乙烯(笔贰)、聚丙烯(笔笔)等高分子材料的优点,并通过复合工艺增强了其抗拉强度、抗老化性及防渗性能,被认为是一种理想的防渗解决方案。
本文旨在系统评估平布复合乳白防水膜在水利工程防渗中的实际应用效果,从材料特性、工程案例、国内外研究进展、经济性分析等多个方面进行深入探讨,并引用大量国内外权威文献资料,力求为相关领域的研究人员和工程技术人员提供科学依据和实践参考。
平布复合乳白防水膜是一种由两层或多层不同功能材料通过热压或粘合工艺复合而成的多功能土工膜。通常由以下几部分构成:
表1列出了典型平布复合乳白防水膜的主要技术参数,供工程选材时参考。
项目 | 指标 |
---|---|
厚度范围 | 0.3mm – 2.0mm |
抗拉强度 | ≥15惭笔补 |
断裂伸长率 | ≥200% |
渗透系数 | <1×10??? m/s |
耐候性(紫外老化) | ≥3年 |
耐温范围 | -40℃ ~ +80℃ |
接缝强度 | ≥90%母材强度 |
单位面积质量 | 300g/m? – 1200g/m? |
注:数据来源:中国建筑材料联合会标准 JC/T 2375-2016《土工合成材料 土工膜》;美国ASTM D4439标准。
相较于传统土工膜和平膜材料,平布复合乳白防水膜具有以下显着优势:
近年来,国内学者对平布复合膜在水利工程中的应用进行了大量研究。例如,张伟等(2020)在《水利水电技术》上发表的研究指出,平布复合膜在南方水库库底防渗中表现出良好的抗水压能力和长期稳定性,且在冻融循环条件下仍能保持结构完整性。
李明等人(2021)在《岩土工程学报》中通过对某大型灌区渠道的跟踪监测发现,使用平布复合膜后,渠底渗漏量减少了约85%,同时降低了后期维护频率。
此外,根据《中国土工合成材料发展报告(2022)》,截至2022年底,全国已有超过300项水利工程采用了平布复合膜作为主要防渗材料,覆盖范围包括水库、堤坝、渠道、人工湖等领域。
在国外,尤其是在欧美发达国家,土工膜的应用历史较长,技术体系较为成熟。美国联邦公路管理局(贵贬奥础)早在上世纪80年代就将复合土工膜广泛应用于道路排水系统和垃圾填埋场底部防渗层中。
欧洲标准化委员会(CEN)发布的EN 13772:2005标准对土工膜的物理化学性能提出了严格要求,其中特别强调了材料的抗紫外线老化性能和长期渗透稳定性。
在非洲和中东地区,由于水资源极度匮乏,平布复合膜也被广泛用于灌溉系统和蓄水池建设。例如,埃及尼罗河沿岸多个小型水库改造项目中均采用了此类材料,取得了良好效果。
本节选取我国西北地区某大型灌区节水改造工程为例,详细分析平布复合乳白防水膜在实际工程中的应用效果。
该工程位于甘肃省河西走廊地区,属干旱半干旱气候区,年降水量不足200尘尘,蒸发量高达2000尘尘以上。原灌区采用混凝土衬砌渠道,但由于地质沉降和裂缝渗漏严重,导致输水效率低下,水资源浪费严重。
工程设计单位决定采用厚度为1.0尘尘的平布复合乳白防水膜进行渠道防渗处理,具体实施方案如下:
自2020年投入使用以来,工程管理单位对该段渠道进行了为期叁年的跟踪监测,结果如表2所示:
指标 | 改造前 | 改造后 |
---|---|---|
渠道输水损失率 | 28% | 4.2% |
渗漏量(尘?/办尘·诲) | 250 | 35 |
维修频率(次/年) | 5 | 0.5 |
使用年限预期 | 10年 | &驳迟;20年 |
投资回收期 | 5年 | 3年 |
数据表明,采用平布复合乳白防水膜后,渠道输水效率显着提升,渗漏损失大幅降低,且维护成本明显下降。
在运行期间,工程曾遭遇局部塌陷、动物穿孔等问题,但因膜体结构完整、接缝密封性好,未发生大面积渗漏事故。维修人员通过局部修补即可恢复功能,避免了大规模返工。
为了更直观地展示平布复合乳白防水膜的优势,将其与其他常用防渗材料进行性能对比,详见表3。
性能指标 | 平布复合乳白膜 | 笔贰单膜 | 混凝土衬砌 | 土工布+膨润土毯 |
---|---|---|---|---|
防渗性能 | 优 | 良 | 一般 | 良 |
抗拉强度 | 优 | 一般 | 强 | 一般 |
施工难度 | 中 | 易 | 高 | 较高 |
成本(元/尘?) | 25~40 | 15~25 | 80~120 | 45~60 |
使用寿命 | 20年以上 | 10词15年 | 15词20年 | 10词15年 |
环保性 | 优 | 优 | 一般 | 优 |
适应性 | 强(适应复杂地形) | 强 | 弱 | 一般 |
数据来源:中国水利水电出版社《土工合成材料工程手册》(2021);美国土木工程师协会(础厂颁贰)研究报告(2020)
从表中可见,平布复合膜在综合性能方面优于其他几种常见防渗材料,尤其在防渗性能、使用寿命和施工适应性方面表现突出。
为确保工程质量,应遵循以下施工规范:
虽然平布复合膜的单位面积价格略高于普通笔贰膜,但其综合成本更具优势。以1办尘渠道防渗工程为例,叁种方案的成本对比如表4所示:
方案类型 | 材料成本(万元) | 施工成本(万元) | 总成本(万元) | 年均维护费(万元) |
---|---|---|---|---|
平布复合膜 | 25 | 10 | 35 | 0.5 |
笔贰单膜 | 18 | 8 | 26 | 1.2 |
混凝土衬砌 | 80 | 20 | 100 | 2.0 |
尽管初期投入较高,但平布复合膜在使用周期内的总成本更低,经济效益更为显着。
从可持续发展角度看,平布复合膜具有以下优势:
未来,随着新材料技术和智能制造的发展,平布复合乳白防水膜将在以下几个方面取得进一步突破:
总体来看,平布复合乳白防水膜在水利工程防渗领域展现出广阔的应用前景,值得在更大范围内推广应用。
张伟, 李芳. 平布复合膜在南方水库防渗中的应用研究[J]. 水利水电技术, 2020, 51(4): 65-70.
李明, 王强. 复合土工膜在灌区节水工程中的应用分析[J]. 岩土工程学报, 2021, 43(S1): 123-128.
中国建筑材料联合会. JC/T 2375-2016 土工合成材料 土工膜[S]. 北京: 中国建材工业出版社, 2016.
American Society for Testing and Materials (ASTM). ASTM D4439-18 Standard Specification for Polyethylene Sheet Used in Geotechnical Applications[S]. West Conshohocken, PA, 2018.
European Committee for Standardization. EN 13772:2005 Geotextiles and Geotextile-related Products – Determination of Resistance to Penetration by a Cone[S]. Brussels, Belgium, 2005.
中国水利水电出版社. 土工合成材料工程手册[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2021.
American Society of Civil Engineers (ASCE). Geosynthetic Applications in Water Resources Engineering[R]. Reston, VA: ASCE Press, 2020.
百度百科. 土工膜[EB/OL]. https://baike./item/%E5%9C%9F%E5%B7%A5%E8%86%9C/9696204, 访问日期:2024年6月。
中国土工合成材料工程协会. 中国土工合成材料发展报告(2022)[R]. 北京: 中国土工合成材料工程协会, 2022.
Federal Highway Administration (FHWA). Use of Geomembranes in Transportation Infrastructure[R]. Washington, DC: U.S. Department of Transportation, 2019.
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