【摘要】本文论述了复合土工膜在人工湖防渗处理中的应用，根据复合土工膜的结构、性能和优点，对西安城市运动公园人工湖土工膜防渗工程的设计和施工作了系统的分析，结果表明复合土工膜防渗工程造价低、工期短、效果好，在人工湖防渗中具有应用价值和推广意义。

【关键词】复合土工膜；人工湖；防渗

Application of geomembrane in artificial lake engineeringYang Ze-jiang

(Xi'an Jingfa Real Estate Co., Ltd.ShaanxiXi'an710021)

【Abstract】The article discusses the geomembrane in artificial lake seepage treatment, according to the structure of composite geomembrane, performance and advantages of Xi'an City Sports Park artificial lake geomembrane engineering design and construction of a systematic analysis of The results show that the composite geomembrane low cost and short construction period, good effect, in the artificial lake seepage has value and widely applicable.

【Key words】Geomembrane; Artificial lake; Anti-seepage

西安城市运动公园位于西安市北郊，公园依水造景，在公园内有一个环形人工湖。人工湖总库容3.5万m3，面积3.5万m2，内外湖岸总长2200m，湖岸2m内水深0.7m，最深处2.5m，平均水深1m。经地质勘察，所在地土壤为二级湿陷性黄土，土层渗透性较强，修建人工湖必须解决湖底及湖岸防渗问题。由于用钢筋混凝土作刚性防渗造价高、工期长，因此采用复合土工膜作柔性防渗处理［1］。

1. 防渗设计方案的选择

1.1复合土工膜的结构。复合土工膜是由土工织物、高分子材料等两种以上的材料复合而成的土工合成材料。它以土工织物为导水层，以高分子材料为防渗层，经压延、热熔涂敷而成，复合土工膜产品结构为一布一膜、二布一膜、二膜一布等，膜在产品中起到防水防渗作用，布在产品中起保护作用。用户可选择不同的布、膜组合制成工程适宜的产品。复合土工膜结构图 其中基布种类有针刺短纤维土工布、机织土工布、非织造土工布等。膜材采用高分子合成材料一般为高密度聚乙烯（HDPE）、氯化聚乙烯（CPE）、EVA（乙烯共聚物）、PVC等。

1.2复合土工膜的性能。土工膜大多是泡在水中或铺于湿度很大的土中，在性能方面主要考虑要有良好的机械物理性能，包括单位面积质量、厚度、比重、挠曲性等。单位面积质量是衡量土工膜性能的一个基本指标，影响其它很多指标；厚度是在承受一定压力下测试的(2×104Pa)，厚度影响抗拉强度、接合强度、抗撕裂强度、顶破强度、刺破强度等性能；比重的大小决定土工膜单位重量下体积的大小和在水中的沉浮情况；绝大多数土工膜都很容易挠曲，卷成卷状运输方便。土工膜还具有良好的抗水解性能和湿态机械性能。水和土质很不相同，有的呈碱性，有的呈酸性，有的含盐份多，有的含各种元素，因此必须具有化学稳定性。目前土工膜原料大多采用高分子聚合物，基布用得最多的是聚丙烯原料(包括纤维)，大约占总用量的50%以上，美国已占80%以上。价格固然是一个重要因素，但主要是丙纶有优良的耐酸耐碱性、耐腐蚀、耐霉变，不受细菌侵蚀，而且机械性能亦十分优良。土工膜表面避免紫外线直接照射，埋在土中或水中，其强度和延伸度的变化就甚微，有关试验表明，3年中基本上未有变化［2］。

1.3复合土工膜的优点。土工膜与窄幅的防水材料相比，幅宽可达九米，厂家可根据工程要求调整宽窄，减少了接缝，同时也减少了因接缝处理不当而造成的隐患；市场价格低，施工工序简单，节省劳力，同时也缩短了工期，可谓一举多得。使用复合土工膜与传统的布、膜分离使用相比，提高了使用效果，更加节省了工程时间，降低了工程费用，综合效益更明显；还有抗老化性能好；耐水压、耐腐蚀、强度高、耐磨损、耐低温、无毒性、平面排水功能好，防渗作用优良；并具有独特的保温、保湿、防霜、防冻作用等优点。1.4防渗方案的选择。设计湖底作灰土垫层，湖岸作护墙，在水面线以下范围铺设复合土工膜铺盖。将复合土工膜嵌入湖岸护墙背后，形成封闭的不透水防渗结构体。最后在复合土工膜上作保护层。通过多方案经济、技术比较，结合本工程的坝体材料与施工条件等实际情况和类似工程的处理经验，采用复合土工膜作湖底、湖岸防渗处理。

2. 复合土工膜防渗结构设计

2.1复合土工膜规格选择。复合土工膜规格的选择与下垫层平整度、材料允许拉应力、材料弹性模量、铺设范围内的最大水头及覆盖层材料等有关，土工膜厚度设计除应考虑主要由水压力要求的强度外，尚应考虑暴露、埋压、气候、使用寿命等应用条件，并按国家现行有关标准的规定确定设计厚度及实际厚度。本工程经综合分析计算，参照GB/T17642-1998（见表1），防渗层采用规格为200g/0.3mm/200g的针刺短线涤纶两布一膜(PE膜)，幅宽为4m。根据多年实践证明，防渗膜厚度不小于0.25mm，太薄可能产生气孔，且易在施工中受损而降低防渗效果。

2.2复合土工膜防渗体结构层设计。复合土工膜防渗结构自上而下依次为防护层、上垫层、防渗层、下垫层、支持层，由于湖底土层为二级湿陷性黄土，为减少施工中对土工膜的损伤，提高湖底抗渗能力，因此设计下垫层为30cm厚2：8灰土。上垫层和防护层针对不同部位作了不同处理。湖底在土工膜上作2cm厚的M50防护层砂浆，上垫层采用8cm厚C20混凝土，配筋8＠250。湖岸垫层采用2cm厚的塑料泡沫板，防护层采用8cm厚的C25混凝土护面，配筋8＠200。人工湖土工膜铺盖至湖岸护墙顶后，将其翻折至护墙背后，翻折高度不低于20cm，并用素土夯填，这样就相当于将复合土工膜嵌入槽内。

2.3复合土工膜与桥台、桥墩的连接。复合土工膜与湖内桥台、桥墩等刚性建筑物的连接，要求连接严密、牢靠，留有伸缩余量，防止因建筑物沉陷而使复合土工膜破坏。桥台、桥墩浇筑为直立墙，与复合土工膜连接时，首先在砼面上间隔20cm打孔，安装膨胀螺栓。在砼根部多留20cm土工膜，并将50cm宽的面层基布揭掉，在砼和膜材上喷一道冷底子油，然后，在砼面上热粘SBS卷材两道，并用冷粘料将这两道SBS卷材和膜材粘在一起，两道搭接长度相差25cm并且不低于25cm。沿SBS卷材上沿通长安装一条厚5mm宽10cm橡皮，然后再用一层钢压条通过膨胀螺栓将SBS卷材固定。为防止螺栓、压条锈蚀，在螺栓和钢板压条上刷三层防锈漆。

3. 复合土工膜的施工

3.1施工准备。

(1)复合土工膜材料质量检测。本工程所用复合土工膜为两布一膜针刺复合土工膜，使用前委托陕西省纤维检验局对产品的各项技术指标进行检测，各项指标均符合标准规定和设计要求。

(2)复合土工膜具有一定的抗顶破、抗刺破能力，但在踩踏下常被膜下尖砾、树根顶破。在铺设前需要清扫灰土表面，清除其表面的石子、树根等坚硬尖状物，清理后的表面应平整、密实、光滑，以防复合土工膜被刺破。达到设计平整度要求后，经验收合格，为复合土工膜铺设提供工作面。

(3)土工膜场内拼接。为了施工方便，保证拼接质量，复合土工膜应尽量采用宽幅，减少现场拼接量，施工前应根据复合土工膜幅宽、现场长度需要，在湖内现场剪裁，并拼接成符合要求尺寸的块体，卷在钢管上，人工搬运到工作面铺设。

3.2复合土工膜的铺设。

(1)复合土工膜的铺设方法。复合土工膜铺设分湖底铺设、湖岸铺设两个部分。铺设方法：复合土工膜的铺设要求在平地先将4m窄幅拼接焊成20m宽幅，然后从湖底岸边向对岸，垂直于湖内中线方向通幅铺设。湖岸铺设在湖底验收合格后，从岸脚向岸顶缓慢展铺到岸顶外并翻折。

(2)复合土工膜的铺设技术要求。铺设应在干燥暖和天气进行，为了便于拼接，防止应力集中，复合土工膜铺设采用波浪形松驰方式，富余度约为1.5%，摊开后及时拉平、拉开，要求复合土工膜与坡面吻合平整，无突起褶皱，施工时如发现土工膜损坏，应及时修补。