（一）复合土工排水材料一般性能
1.集水能力
复合土工排水材料的首要功能，是迅速将土壤或围岩中的渗水（重力水）收集入盲管中，然后通过铺设好的盲管网将其排走。排水板是让软基中的水渗入板芯形成的通道，排至地面砂垫层。因此要求复合土工排水材料应具有最大限度的外集水表面开孔率。目前所见各种不同的复合土工排水材料主体其外集水表面开孔率如图8-1-4。
弹簧透水管的外集水表面的开孔率，是尼龙编织布的开孔率，在20%左右。
比较可见，当尺寸相同即材料外表面积相同的条件下，塑料盲沟材的收集水能力要比其他类型大0.63～9倍。
2.滤膜的渗水能力和防淤堵能力
复合土工排水材料的主要滤膜是无纺土工布，其渗透系数都大于5×10-3cm/s，是土的渗透系数的几十倍，无纺土工布具有良好的渗透能力。
复合土工材料滤膜防淤堵的性能，是广泛受关注的问题，指当无纺土工布用作过滤材料时，渗流将被保护土中的细颗粒堆积或堆聚在滤层的表面和内部，使通水性下降，严重时甚至使滤层失效。采用美国陆军工程师团建议的梯度比试验，以确定会否产生淤堵，是国内工程界都认可的方法。该建议认定土工织物不淤堵的条件为梯度比GR≤3。上海勘测设计研究院对塑料盲沟材通用滤膜90g/m2无纺土工布再次测试，其梯度比GR=0.05，远小于3，说明滤膜无淤堵产生。无纺土工布作为滤层使用，在国内外的水利工程中已有几十年的历史，不计其数的工程实例早已证明其防淤堵的可靠性。
图8-1-4 不同复合土工排水材料主体外集水表面开孔率
（a）有孔塑料管开孔率10%～15%（b）筒状网孔管开孔率40%～60%（c）筒状网格管开孔率30%～40%（d）混凝土多孔管开孔率25%～30%（e）塑料盲沟材开孔率90%～95%
无纺土工布防淤堵能力强，是由其结构组成所决定的。在显微镜下无纺布的结构如图8-1-5所示，它是一种由纤维丝组成的三维立体网状体。小于0.075的细小土颗粒会随水流从纤维间隙被带走，由于其体小质轻，缓慢流速中也不易沉淀，土工布外的较大土颗粒被纤维网挡住，在布的表面形成中间过滤层。大颗粒土虽附在土工布表面，但由于三维立体纤维结构的空隙无处不在，水流可绕过土颗粒，以弯曲途径从纤维空隙流入大颗粒下。所以土颗粒虽阻在滤膜表面，却不会造成淤堵，可以说无纺土工布是全面积匀速透水的。
图8-1-5 无纺土工布纤维组织放大图
在淤泥中设置复合土工材料，想使淤泥含水量降至工程设计要求，在初始重力水排走后，必须施加压力才能达到效果。在软基排水固结法中是用堆载法或真空预压法来实现的，这是淤泥中弱结合水不易排出，并非滤膜渗透能力的问题。
其实塑料盲沟材的三维立体网状主体，就是放大几百倍的无纺布纤维组织，两者组合成塑料盲沟材，可谓无虑淤堵。
上述淤堵，实指机械淤堵。对化学淤堵尚未见文献披露防淤堵的有效办法。在水中微细土颗粒较少的状况下，如围岩中隧道及尾矿坝排水工程中，可考虑使用60～120目的尼龙网作滤膜，以避免化学物质在土工布细密组织上易附结的毛病。此方法仅见于日本公司的介绍，国内尚无工程实例。
编织布是单层结构，孔与孔之间是几毫米的实体。水透过这样的单孔时，必然在孔口形成加速及紊流，会将土颗粒更密集的带入孔口。正像在烟尘中戴口罩，鼻孔区先变黑的现象。另外如有较大的土颗粒附在孔口，一下子就堵塞孔道。这两个原因造成编织布易发生淤堵的缺陷。目前文献中有关论述很多，且行业标准《JTJ/T 239—1998土工织物滤层一般规定》已明确指出：“不得采用编织土工织物”。
3.通水能力
通水能力受渗透速度、透水面积、材料净空截面积、水力梯度、管道长度等因素的制约。目前只有塑料排水板的通水量测试为部颁测试规程所规定。塑料盲淘材等软式透水管都模仿该方法进行通水量试验。
实际上这种测试方法与复合土工排水材料的使用状况大相径庭。测试中将材料外表面用橡胶薄膜包住，不让渗水，从一端往另外一端以一定的水力梯度通水，这实际上是将复合土工排水材料当成异形截面的水管。应用中复合土工排水材料的一端水源是不存在的，水是在全长管壁上渗透进来，近出口处过水量大，距离越远越小，是变数。影响集排水量最主要的因素是渗透速度和外集水表面开孔率。
通水量在估算每根塑料盲沟材出口处的最大可能出水量时有参考价值。当然中间有净空通水孔的塑料盲沟材，显然比中间没有空洞的要好。
4.管壁粗糙度对通水能力的影响
现在选择复合土工排水材料的断面尺寸时，一般选用公式（8-1）：(www.xing528.com)
式中 Q——过水流量
H——粗糙系数（0.025）
R——D/4，水力半径
D——管径，m
I——坡度
A——满水时的过水断面积
管壁的粗糙系数，在塑料盲沟材的断面尺寸计算中是没有意义的。复合土工排水材料只有外部渗水压力大于管内的水流压力时才有水渗入。渗入的水沿内孔管壁上实际形成一层活动的水膜，边渗边汇入过水水流。过水水流并不与管壁发生摩擦，三维立体网主体构成的管壁本身空隙也占80%。因此管壁粗糙系数在塑料盲沟材的应用中是很有必要考虑的。管径按内孔尺寸计算，就有很大的安全系数。
5.复合土工排水材料的抗压强度
几种复合土工排水材料的抗压能力是大不一样的。打孔波纹管抗压强度可满足工程设计要求，但在不均匀沉降及重压下，仍有折裂及压破的可能。弹簧透水管径向受压能力尚好，一旦压力不垂直管壁，就会推倒弹簧钢丝圈，发生倒管堵塞。同时钢箍圈间距是1.5～4cm。个别碎石顶破编织布的可能性是存在的。塑料盲沟材可承受各个方向的压力及拉力，0.1MPa压强下基本不变形。超极限压力下只有截面的缩小，绝不会变成实体。最极端的情况仍有15%的空隙率，保持集排水功能。
特别应指出的是在测试中，复合土工排水材料断面的两侧占外径的1/3是空露着的。在实际使用中断面四周是填实的。因而在受到压力时材料的变形受到四周充填土、碎石、围岩和混凝土的阻抗，而增强复合土工排水材料的抗压强度。
6.复合土工排水材料的抗顶破能力
抗顶破能力是针对复合土工排水材料的滤膜而言的。无论是CBR顶破试验或土工合成材料测试规程中的刺破试验，都是把滤膜自然绷紧在环形夹具中，在滤膜空悬状态下去顶或刺的。可塑料盲沟材和打孔波纹管的滤膜是贴靠在塑料三维网状主体及管壁上。缝隙式波纹管的缝宽3～4mm间，塑料盲沟材三维立体网状的表面孔隙为1～5mm。无纺土工布滤膜在湿态时延伸率不少于35%，极富弹性。碎石、土压向复合土工排水材料的压力都由其塑料主体承受。滤膜处于被压在两者之间的状态，并有顶破之虑。所以塑料盲沟材的产品指标表中并不提供此数据。
7.复合土工排水材料的抗腐蚀防老化能力
以聚烯烃为原料的该类产品，材料本身性能就具有良好的抗腐蚀、抗老化的特点，埋在水、土中长久不会降解，再加抗老化剂炭黑，完全可满足工程要求。
（二）复合土工排水材料产品设计
复合土工排水材料是土工合成材料中新兴材料，国内刚开始发展岩土工程中有许多需求，希望有更多的复合土工排水材料新产品来解决。例如，30cm以上的大口径管，防化学淤堵的盲管，注浆工程中不会淤堵的排水管，价廉的薄片状塑料乱丝排水板等。
通过上述对复合土工排水材料性能的分析可知，该类产品的设计应注意以下几个要点：
①突出其收集渗水的主要功能。要有最大限度的透水表面积。
②滤膜应有多样选择的可能。希望以一种滤膜来适用于各种围岩、土质、水质的设计理念，显然缺乏科学性。
③简化施工的技术难度，以适应施工现场的现状。附件要配套、施工质量要易控制。
④产品经济性要符合国情，很多国际上优质的复合土工排水材料不能应用于国内工程，往往是由价格昂贵造成的。
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