加筋土工膜：增强防渗工程强度和模量的可靠选择

（1）定义和类型。土工膜是由高分子聚合物制成的平面柔性薄膜，有的也用沥青制成的一种相对不透水的卷材（图2.6）。前者在工厂采用吹塑、压延或涂敷法制造；后者在现场或厂内以喷涂或浸渍法制成。在聚合物或沥青制成的土工膜中又有不加筋（单一的或混合材料）、加筋或组合的类型。含沥青的土工膜主要为复合性的（含编织型或无纺型的土工织物），沥青作为浸润黏结剂。聚合物土工膜依聚合物的不同，又分为塑料类、合成橡胶类、混合类等。

图2.6　几种典型的土工膜

（a）聚乙烯土工膜；（b）厚型和带防滑纹土工膜

为了提高土工膜的劲度，改善其性能和降低造价，有时在制造时添加一定的外加剂（增塑剂、抗老化剂、抗菌剂、各种稳定剂等）或填充材料（细粒矿粉和聚合物粉末等）。

加筋土工膜是将一定的筋材与土工膜复合的一种材料，因此，它实际上是一种复合土工材料，但与一般复合土工膜不同的是它主要仍起防渗功能，不像真正的复合土工膜那样，所复合的织物还具有其他的功能，如排水功能等。加筋土工膜的意图是增加它的强度和模量，以便在受力较大的防渗工程中使用。因此，它本质上仍单纯是一种膜的作用。

加筋的材料多用土工织物（图2.7），特殊产品还有采用网状或其他型式的合成材料作为筋材的。加筋土工膜可以在工厂制造，也可以在工地现场制造。其厚度较厚，在0.75～1.5mm之间。(www.xing528.com)

图2.7　几种典型的复合土工膜

（a）复合土工膜；（b）二布一膜复合土工膜；（c）一布一膜复合土工膜

（2）土工膜的一般特性。土工膜具有很好的不透水（气）性，有很好的弹性和适应变形的能力，能承受不同的施工条件和工作应力，也有较好的抗老化能力。

聚合物土工膜的极限延伸率可达150%～900%，加筋土工膜的抗拉强度有的高达10～30kN/m。其允许抗拉强度可取1/5。聚合物膜不会因气温的升高而分解，但对阳光紫外线十分敏感，容易受臭氧作用而开裂。在长期应力或反复应力作用下，有的聚合物会因蠕变或疲劳而变薄或破裂。聚合物中的增塑剂会在湿空气中产生生物分解，而变软或发脆。但当它处于清水下或土中时，可以长期保持其性能不发生大的变化。例如，我国利用氯丁橡胶土工膜作橡胶坝（湖北温泉橡胶坝）已运用多年，效果良好。因为丁基橡胶薄膜具有很好的抵抗氧化、化学、紫外线等侵害的性能。

当土工膜用于渠道边坡和渠底时，应覆以30cm厚的土（有关渠道土工膜上是否加覆盖层，目前国外有不同做法，见第3章）。

原苏联水工科学院对已建成的建筑物中聚合物土工膜观测，认为埋于土中和水下的聚合物使用寿命至少在50年以上。根据其对聚乙烯膜作老化试验的推算认为，坝内可使用100年。英国认为埋于坝内的橡胶土工膜，其使用寿命在100年以上。欧洲其他国家也都认为埋于土（混凝土）内土工膜的寿命可达100年以上。美国在土工合成材料工程的设计中，使用期寿命为120年。