膜料防渗技术

膜料防渗技术2014.09现代节水灌溉技术膜料防渗的特点引入：膜料防渗技术20世纪80年代以来，经过室内外试验，我国成功地采用和推广了塑料薄膜、复合膜料等新型防渗材料。近年来，随着防渗膜料的发展，采用了复合防渗膜料结构形式，即膜料常与其他材料配合形成复合防渗，如目前常用膜料做为防渗层，用混凝土或石料做保护层。膜料防渗的特点引入：膜料防渗技术膜料防渗的特点工程案例-----北京园博园防渗

工程案例-----蓄水池防渗引入：膜料防渗技术膜料防渗的特点工程案例-----渠道防渗工程案例-----农业灌溉湖防渗引入：膜料防渗技术膜料防渗的特点

工程案例-----渠道防渗一、膜料防渗的特点及材料性能膜料防渗的特点（一）膜料防渗的特点含义：膜料防渗就是用不透水的土工膜来减小或防止渠道渗漏损失的技术措施。土工膜又称防渗膜，其标准名称为聚乙烯土工膜。土工膜是一种薄型、连续、柔软的防渗材料。具有下列主要特点。灌溉湖防渗一、膜料防渗的特点及材料性能膜料防渗的特点（一）膜料防渗的特点

1．防渗性能好。膜料防渗渠道一般可减少渗漏损失90%～95%。

2．适应变形的能力强。土工膜具有良好的柔性，延伸性和较强的抗拉能力，不仅适用于各种不同形状的渠道断面，而且适用于可能发生沉陷和位移的渠道。4．施工简便，工期短。土工膜质轻、用量少，施工主要是挖填土方、铺膜和膜料接缝处理等，不需复杂的技术，方法简便易行，能大大缩短工期。

3．质轻、用量少、运输量小。土工膜质轻，故单位重量的膜料衬砌面积大，用量少，同时运输量也小。一、膜料防渗的特点及材料性能（一）膜料防渗的特点一、膜料防渗的特点及材料性能膜料防渗的特点（一）膜料防渗的特点

5．耐腐蚀性强。土工膜具有较好的抵抗细菌侵害和化学作用的性能，它不受酸、碱和土壤微生物的侵蚀。因此，特别适用于有侵蚀性水文地质条件及盐碱化地区的渠道或排污渠道的防渗工程。一、膜料防渗的特点及材料性能膜料防渗的特点（一）膜料防渗的特点6．造价低。据经济分析，每平方米塑膜防渗的造价为混凝土防渗的1∕10～1∕5，为浆砌卵石防渗的1∕10～1∕4左右。一层塑膜的造价仅相当于1cm厚混凝土板的造价。

7．主要缺点是：抗穿刺能力差，易老化，与土的摩擦系数小，不利于渠道边稳定。一、膜料防渗的特点及材料性能膜料防渗的特点（一）膜料防渗的特点6．造价低。据经济分析，每平方米塑膜防渗的造价为混凝土防渗的1∕10～1∕5，为浆砌卵石防渗的1∕10～1∕4左右。一层塑膜的造价仅相当于1cm厚混凝土板的造价。

7．主要缺点是：抗穿刺能力差，易老化，与土的摩擦系数小，不利于渠道边稳定。一、膜料防渗的特点及材料性能膜料防渗的特点（一）膜料防渗的特点

防渗膜料（聚乙烯）

防渗膜料（聚氯乙烯）一、膜料防渗的特点及材料性能膜料防渗的特点（一）膜料防渗的特点

防渗膜（土工布）

复合防渗膜料（两布一膜）一、膜料防渗的特点及材料性能膜料防渗的特点（一）膜料防渗的特点随着现代塑料工业的快速发展，膜料防渗将会越来显示出其独特的优越性和经济性。膜料防渗将是今后渠道防渗工程发展的方向，其推广和使用范围将会越来越广。

工程案例-----蓄水池防渗膜料防渗技术2014.09现代节水灌溉技术膜材料防渗的种类及性能要求一、膜料防渗的种类及

材料性能膜材料种类及性能要求（二）膜材料的种类及性能要求

膜料的基本材料是聚合物和沥青，但种类很多，可按下述两种方法分类。1.按防渗材料分（1）塑料类。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和聚烯烃等。（2）合成橡胶类。如异丁烯橡胶、氯丁橡胶等。（3）沥青和环氧树脂类。一、膜料防渗的种类及

材料性能膜材料种类及性能要求（二）膜材料的种类及性能要求

聚氯乙烯

合成橡胶布一、膜料防渗的种类及

材料性能膜材料种类及性能要求（二）膜材料的种类及性能要求

沥青防渗材料土工膜防渗材料一、膜料防渗的种类及

材料性能膜材料种类及性能要求（二）膜材料的种类及性能要求

土工膜防渗材料应用

土工膜防渗材料应用一、膜料防渗的种类及

材料性能膜材料种类及性能要求（二）膜材料的种类及性能要求2．按加强材料组合分

（1）不加强土工膜。①直喷式土工膜。在施工现场直接用沥青、氯丁橡胶混合液或其他聚合物液喷射在渠床上,一般厚度为3mm、②塑料薄膜。在工厂制聚乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯等薄膜，一般厚度为0.12～0.24mm。一、膜料防渗的种类及

材料性能膜材料种类及性能要求（二）膜材料的种类及性能要求2．按加强材料组合分（2）加强土工膜。用土工织物（如玻璃纤维布，聚酯纤维布，尼龙纤维布等）作加强材料。如用玻璃纤维布上涂沥青玛蹄脂压制而成的沥青玻璃纤维布油毡，厚度为0.60～0.65mm；用聚酯平布加强，上涂氯化聚乙烯，膜料厚度0.75mm；用裂膜聚酯编织布加强，上涂氯磺化聚乙烯，膜料厚度0.9mm等。一、膜料防渗的种类及

材料性能膜材料种类及性能要求（二）膜材料的种类及性能要求2．按加强材料组合分

（3）复合型土工膜。用土工织物作基料，将不加强的土工膜或聚合物，用人工或机械方法，把两者合成的膜料称为复合土工膜。可分单面复合土工膜（在土工织物上复合一层不加强的土工膜）和双面复合土工膜（在不加强土工膜的两面复合土工织物的土工膜）。一、膜料防渗的种类及

材料性能膜材料种类及性能要求（二）膜材料的种类及性能要求

表6-10膜料的性能要求技术项目聚乙烯聚氯乙烯密度（kg/m3）≥9001250～1350断裂拉伸强度（MPa）≥12纵≥15，横≥13拉断时的延伸率（％）≥300纵≥220，横≥200撕裂强度（kN/m）≥40≥40渗透系数（cm/s）＜10-11＜10-11低温弯折性无裂纹无裂纹低温冲击脆化性能通过一、膜料防渗的种类及

材料性能膜材料种类及性能要求（二）膜材料的种类及性能要求表6-11油毡的性能要求项

目技术指标单位面积涂改材料的重量（g/m2）≥500不透水性（动水压法，保持15min）(MPa)≥0.3吸水性(24h,18±)(g/2)≤0.1耐热度（，加热5h）涂盖无滑动，不起泡抗剥离性（剥离面积）≤2/3柔度（下，绕直径圆棒）无裂缝拉力（18±下的纵向拉力）（kg/）≥54.0一、膜料防渗的种类及

材料性能膜材料种类及性能要求（二）膜材料的种类及性能要求

土工膜防渗材料

土工膜防渗材料膜料防渗技术2014.09现代节水灌溉技术膜料防渗工程设计二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计（一）材料选择（二）防渗结构类型（三）保护层厚度及干密度（四）防渗体与建筑物的连接二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计（1）塑膜的变形性能好、质轻、运输量小，宜优先选用。因深色塑膜的透明度差，较浅色膜的吸热量大，有利于抑制杂草生长和防止冻害，所以中、小型渠道宜选用厚度为0.18～0.22mm的深色膜料,大型渠道宜选用厚度为0.3～0.6mm的深色膜料,小型渠道也可选厚度不小于0.12mm的塑膜。（一）材料选择二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计

（1）塑膜的变形性能好、质轻、运输量小，宜优先选用。因深色塑膜的透明度差，较浅色膜的吸热量大，有利于抑制杂草生长和防止冻害，所以中、小型渠道宜选用厚度为0.18～0.22mm的深色膜料,大型渠道宜选用厚度为0.3～0.6mm的深色膜料,小型渠道也可选厚度不小于0.12mm的塑膜。（一）材料选择二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计特种土基应结合土处理情况，采用0.2mm～0.6mm的深色塑膜。在寒冷和严寒地区，可优先选用聚乙烯膜：在芦苇等穿透性植物丛生地区，可优先选用聚氯乙烯膜。（一）材料选择工程案例—--膜料防渗二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计

（2）沥青玻璃纤维布油毡（简称油毡），抗拉强度较塑膜大，不易受外力破坏，施工方便，工程中也可选用，中、小型渠道宜用厚度为0.66～0.65mm。为了提高油毡抗老化能力，保证工程寿命，应选用无碱或中碱玻璃纤维布机制的油毡。（一）材料选择二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计膜料防渗结构可分为明铺式和埋铺式两种。明铺式的优点是渠床糙率小、工程量小，铺设简便；缺点是膜料易老化和受外力破坏，使用寿命很短。因此，一般都采用埋铺式膜料防渗。

（二）防渗结构类型膜料防渗二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计

埋铺式膜料防渗结构，一般包括膜料防渗层、过渡层和保护层等。无过渡层的防渗结构适用于土渠基和用粘性土、水泥土做保护层的防渗工程；有过渡层防渗结构，适用于岩石、砂砾石、土渠基和用石料、砂砾石、现浇碎石混凝土或预制混凝土做保护层的防渗工程；当采用复合土工膜作防渗层时，可不再设过渡层。过渡层材料，在温和地区宜选用灰土或水泥土；在寒冷和严寒地区宜选用水泥砂浆。采用素土及砂料做过渡层时，应采取防止淘刷的措施。

（二）防渗结构类型二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计

（二）防渗结构类型

埋铺式膜料防渗结构（a）无过渡层的防渗结构（b）有过渡层的防渗结构二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计

（二）防渗结构类型膜料防渗层按铺膜范围分，有全铺式、半铺式和底铺式三种。全铺式为渠坡、渠底全铺，渠坡铺膜高度与渠道正常水位齐平；半铺式为渠底全铺，渠坡铺膜高度为渠道正常水位的1/2～2/3；底铺式仅铺渠底。一般多采用全铺式膜料防渗渠道。半铺式和底铺式主要适用于宽浅式渠道，或渠坡有树木的改建渠道。二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计

（二）防渗结构类型

素土渠基铺膜基槽断面形式有梯形、台阶形、锯齿形和五边形等。在设计中应根据渠道的流量、流速、渠基土质、边坡系数、保护层材料、芦苇生长等因素综合分析选择。全铺式塑膜防渗宜选用梯形、台阶形、五边形和锯齿形铺膜断面，半铺式和底铺式膜料防渗，可选用梯形铺膜基槽断面。油站防渗宜选用梯形和五边形铺膜基槽断面。二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计

（二）防渗结构类型铺膜基槽断面形式二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计（三）保护层厚度及干密度

根据国内外工程实践资料，并考虑我国南、北方气候不同等因素，土保护层厚度应按下列要求选定：（1）当m1=m2时，全铺式的梯形、台阶形、锯齿形断面，半铺式的梯形和底铺式断面，保护层厚度，边坡与渠底相同。根据渠道流量大小和保护层土质情况，按表6-12选用。二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计（三）保护层厚度及干密度

表6-12土保护层厚度保护层土质渠道设计流量（m3/s）＜22～55～20＞20砂壤土、轻壤土45～5050～6060～7070～75中壤土40～4545～5555～6060～65重壤土、粘土35～4040～5050～5555～60二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计（三）保护层厚度及干密度（2）当m1≠m2时，梯形和五边形渠底土保护层的厚度按表6-12选用，渠坡膜层顶部土保护层的最小厚度，温和地区为30cm；寒冷和严寒地区为35cm。

土保护层的厚度还可根据渠道水深用式（6-1）、式（6-2）计算，即

二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计（三）保护层厚度及干密度

温暖地区

δb=h/12+25.4(6-1)寒冷或严寒地区

δb=h/10+35.0(6-2)式中

δb—为土保护层厚度，cm；h—为渠道水深，cm。二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计（三）保护层厚度及干密度

土保护层的设计干密度，应通过试验确定。无试验条件时，采用压实法施工，砂壤土和壤土的干密度不小于1.50g/cm³；砂壤土、轻壤土、中壤土，采用浸水泡实法施工时，其干密度宜为1.40～1.45g/cm³。二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计（四）防渗体与建筑物的连接

防渗体与渠系建筑物的连接是否正确，将直接影响渠道防渗效果和工程使用寿命。因此，应用粘结剂将膜料与建筑物粘牢，在建筑物不过水部分与膜料应有足够的搭接宽度。防渗体与建筑物连接二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计（四）防渗体与建筑物的连接

土保护层与跌水、闸、桥连接时，应在建筑物上下游改用石料、水泥土、混凝土保护层，以防流速、流态变化及波浪淘刷的影响，引起边坡滑塌等事故。水泥土、石料和混凝土保护层与建筑物连接，应按规范要求设置伸缩缝。二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计（四）防渗体与建筑物的连接工程案例—--膜料防渗工程案例—--膜料防渗二、膜料防渗工程设计膜料防渗工程设计（四）防渗体与建筑物的连接

工程案例—--膜料防渗膜料防渗技术2014.09现代节水灌溉技术膜料防渗工程施工三、膜料防渗工程施工（一）基槽开挖

膜料防渗工程施工过程大致可分为基槽开挖、膜料加工及铺设、保护层施工三个阶段。岩石、砂砾石基槽或用砂砾料，刚性材料作保护层的膜料防渗工程，在铺膜前后还要进行过渡层施工。膜料防渗工程施工（二）膜料加工和铺设（三）保护层的的施工基槽开挖应按渠道设计断面和防渗结构设计，沿渠道纵向分段进行，必须清除渠床杂草、树根、瓦砾、碎砖、料姜石、硬土块等杂物和淤积物。三、膜料防渗工程施工（一）基槽开挖1膜料防渗工程施工

施工过程-------基坑开挖、夯实

各种基槽断面形式的开挖，均应保证渠坡的稳定，且有利于施工。渠道填方部分，先填到铺膜高度，其上部可与保护层一起填筑。渠槽开挖应严格控制基槽的高程和断面尺寸，防止超挖，并保证保护层的厚度。渠槽土基要夯实、整平、顺直。岩石或砂砾石基槽，要用适宜材料（砂浆、水泥土和砂等）整平，并铺设过渡层。三、膜料防渗工程施工（一）基槽开挖1膜料防渗工程施工主要是指剪裁和接缝等工作。成卷膜料应根据铺膜基槽断面尺寸大小及每段长度的剪裁。剪裁时，应考虑膜料的伸缩性、搭接、搬运、铺设等因素，一般应比基槽实际轮廓长度长5％。三、膜料防渗工程施工（二）膜料加工和铺设1膜料防渗工程施工1.膜料加工

施工过程-------膜料接缝

膜料连接的处理方法有搭接法、焊接法和粘结法等。搭接法主要用于小型的膜料防渗渠道，或大块膜料施工中的现场连接，搭接宽度一般为20㎝。膜层应平整，层间要洁净，且上游一幅压下游一幅，并使缝口吻合紧密，接缝垂直于水流方向。三、膜料防渗工程施工（二）膜料加工和铺设1膜料防渗工程施工1.膜料加工

施工过程-------膜料搭接

焊接法是用专用焊接机或电熨斗焊接。焊接温度可在现场试验决定，一般为160～180℃，焊接宽度为5～6㎝。三、膜料防渗工程施工（二）膜料加工和铺设1膜料防渗工程施工1.膜料加工

粘结法是用专门的或配置的粘胶剂粘接，粘接宽度一般为15～20㎝，粘接面必须干净。油毡多采用热沥青或沥青玛蹄脂粘接。

施工过程-------膜料接缝三、膜料防渗工程施工（二）膜料加工和铺设1膜料防渗工程施工2.膜料铺设

铺膜基槽检验合格后，可在基槽表面洒水湿润，自渠道下游向上游，由渠道一岸向另一岸铺设膜料，不要拉的太紧，特别是塑膜要留有均匀的小褶皱。

施工过程-------膜料铺设三、膜料防渗工程施工（二）膜料加工和铺设1膜料防渗工程施工2.膜料铺设铺膜速度应和过渡层、保护层的填筑速度相配合，当天铺膜层，当天应填筑好过渡层和保护层，以免膜层裸露时间过长。无论什么基槽形式和铺膜方式，都必须使膜料与基槽紧密吻合和平整，并将膜下空气完全排出来。注意检查并粘补已铺膜层的破孔，粘补膜应超出破孔周边10～20㎝。施工人员应穿胶底鞋或软底鞋，谨慎施工。三、膜料防渗工程施工（三）保护层的的施工1膜料防渗工程施工