堤身防滲兩大核心技術(shù)對比,灌漿與土工膜選型指南必看
堤身防滲是防洪工程的核心環(huán)節(jié),直接決定堤壩運行安全性與耐久性,當(dāng)前工程中主流應(yīng)用的防滲措施主要分為灌漿防滲與土工膜防滲兩大類。兩種措施均能實現(xiàn)堤身防滲目標(biāo),但因技術(shù)原理、適用場景存在顯著差異,需結(jié)合堤身實際工況科學(xué)選型,避免因選型不當(dāng)導(dǎo)致防滲失效或造價浪費。
堤身灌漿防滲的核心原理的是通過向堤身灌注專用灌漿材料,密實堤身內(nèi)部孔隙,減少滲透量、降低浸潤線,從而達到防滲要求。從適用條件來看,該技術(shù)更適用于堤身為粉質(zhì)粘土混有粉細砂的堤段,這類堤身結(jié)構(gòu)相對均勻,灌漿材料可有效填充孔隙、形成防滲帷幕。但需注意,當(dāng)?shù)躺頌檎惩?、壤土,且夾雜雜填土、磚塊、生活垃圾等雜質(zhì)時,灌漿技術(shù)則存在明顯局限性——常規(guī)充填灌漿難以實現(xiàn)堤身密實,無法達到預(yù)期防滲效果,若采用高噴灌水泥漿技術(shù),雖能提升防滲效果,但會大幅增加工程造價,性價比極低,不建議推廣應(yīng)用。
相較于灌漿防滲,土工膜防滲憑借適用范圍廣、造價低廉、施工便捷等優(yōu)勢,成為當(dāng)前多數(shù)防洪堤工程的優(yōu)選方案。其技術(shù)原理是通過在堤外坡或堤身內(nèi)部鋪設(shè)防滲土工膜,延長滲水路徑、降低堤身浸潤線,從源頭阻斷滲水通道,實現(xiàn)高效防滲。該技術(shù)對堤身材質(zhì)適應(yīng)性極強,無論是粉質(zhì)粘土、粘土、壤土,還是不密實、夾雜粉細砂、雜填土的堤身,均能穩(wěn)定發(fā)揮防滲作用,且工程造價比灌漿防滲更具優(yōu)勢,更符合工程經(jīng)濟性要求。
需重點關(guān)注的是,土工膜防滲的效果與施工質(zhì)量、材料選擇密切相關(guān),若細節(jié)把控不到位,極易導(dǎo)致土工膜破損、防滲失效。在實際應(yīng)用中,土工膜需置于支撐材料之間,蓄水后不僅會受到支撐材料的擠壓,還會承受水壓作用,若支撐材料存在孔隙,可能導(dǎo)致土工膜被頂破;若支撐材料含有尖銳棱角,則易將土工膜刺破,最終喪失抗?jié)B性能。而土工膜的頂破、穿刺程度,主要取決于法向應(yīng)力大小、支撐材料的形狀尺寸,以及土工膜自身的強度和伸長率。
因此,在土工膜防滲設(shè)計與施工中,需重點做好三方面工作:一是根據(jù)土工膜受力情況,科學(xué)確定其抗拉強度,選擇符合工程標(biāo)準的優(yōu)質(zhì)材料;二是做好土工膜上下過渡層設(shè)置,避免土工膜直接與粒徑較大的土石料接觸,可根據(jù)需求在其兩面設(shè)置細粒墊層,或一面設(shè)置墊層、一面設(shè)置保護層;三是嚴格控制墊層與保護層質(zhì)量,墊層之上可直接砌筑塊石或混凝土護坡,保護層可選用一般土料、干砌石(或漿砌石)、預(yù)制(或現(xiàn)澆)素混凝土等,其中一般土料厚度需控制在50cm左右,干砌石(或漿砌石)厚度為20~30cm,混凝土板厚度為5~15cm,且干砌石(或漿砌石)、混凝土板保護層與土工膜之間,需額外設(shè)置墊層,防止土工膜被刺破、頂破。
針對單一土工膜力學(xué)性能不足(抗拉強度、抗頂破、抗撕裂、抗穿刺能力較弱)的問題,實際工程中需嚴格控制其兩側(cè)支承材料,通常采用細粒材料或厚型土工織物作為兩側(cè)墊層,對防滲薄膜進行有效保護。近年來,國內(nèi)外已研發(fā)出針刺土工織物與土工薄膜一體化的復(fù)合土工薄膜,該材料兼具法向防滲與平面排滲功能,可直接替代單一土工膜與墊層,既能改善土工膜的工程特性,又能簡化施工程序、保證施工質(zhì)量,已成為堤身防滲工程的發(fā)展趨勢。

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