复合土工膜是水利防渗工程中的核心功能性材料,现已广泛应用于水库、堤坝、人工湖等各类蓄水构筑物的防渗治理工程中。该材料以聚合物防渗膜与土工布为基材,经复合工艺加工成型,既保留了土工膜优异的隔水防渗性能,又依托土工布的结构优势提升了整体机械强度与界面摩擦特性,构建出刚柔兼具、性能互补的复合材料体系,综合工程适配性优势显著。
本次研究依托山东省某农业灌溉区小型蓄水水库修复工程展开。该水库主要服务于周边农田干旱期补水灌溉,坝体总长度283 m、最大坝高7.2 m,设计库容108.63万m³,为V等小(2)型水利工程。受长期运行老化、运维条件有限等因素影响,水库坝体出现多处渗漏病害,实测最大日渗流量超100.6 m³,不仅造成水资源大量流失,加剧灌溉供水损耗,还持续侵蚀坝体结构,严重威胁水库整体运行安全与结构稳定性。为有效解决坝体渗漏问题、加固坝体结构、提升工程运行可靠性,本次工程采用复合土工膜防渗施工技术对病害坝体进行专项修复治理。
复合土工膜属于复合型工程防渗材料,并非单一结构建材,主要通过热压、喷涂、胶粘等一体化复合工艺,将土工膜与土工布紧密结合成型,实现基材性能强强互补。材料整体由防渗功能层与防护增强层两部分组成,其中防渗层多采用聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)土工膜,承担防渗、隔离、阻断渗流通道的核心作用;防护层由单层或多层针刺非织造土工布构成,可有效保护防渗膜体免受外力破损,同时具备排水、排气、增大界面摩擦力、提升结构稳定性的功能。
在常用水利防渗材料中,HDPE复合土工膜与EVA复合土工膜均具备优异的拉伸性能与断裂伸长率,结构韧性好、抗变形能力强,工程使用可靠性较高。进一步对比两类材料的直角撕裂强度、工程成本及环保性能可知,HDPE复合土工膜的抗撕裂性能更优,结构耐久性更强,同时材料绿色环保、无污染,更适配水库长期蓄水的复杂服役环境。