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摘要：随着科学技术发展，复合土工膜种类多，材料特性广泛，但在使用过程中也暴露出一些问题，复合土工膜在工程中应用越来越广泛，我们将在文中重点讨论。
关键词：土工膜；特性；分类；存在问题
1 引言
近年来，土工膜开发业不断研究发展，从最初只能生产1.1m幅宽到现在可生产10m以上幅宽，各种厚度的土工膜，随着土工膜生产技术的提高，在水利工程上的应用日益广泛，本文针对水利工程中较为常用的HDPE型防渗土工膜展开分析，旨在分析防渗土工膜在工程中的应用与改进。
2 防渗土工膜的特性
防渗土工膜集防渗与排水作用于一体，同时具备隔离和加筋等功能；复合强度高、剥离强度大、抗穿刺强度高；排水能力强、摩擦系数大、线胀系数小；耐老化性能好、适应环境温度范围宽、质量稳定；灵活性高，有多种规格多种铺设形式满足不同工程防渗要求，采用热熔焊接，焊缝强度高，施工方便、快速健康。
3 防渗土工膜分类
防渗土工膜是根据土工膜的性能进行区分的，其实所有的土工膜都可以叫做防渗土工膜，因为所有的土工膜都具有防渗漏功能。防渗土工膜一般分为沥青土工膜和聚合物（合成高聚物）土工膜两大类［1］。
3.1沥青土工膜用的是沥青聚合物或合成橡胶，目前主要为复合性的（含编织型或无纺型的土工织物）沥青作为浸润粘结剂。
3.2聚合物土工膜视主要材质的不同分为塑性土工膜，弹性土工膜和组合型土工膜（"复合土工膜）。其中塑性土工膜类的主要材质有：聚氯乙烯（PVC）、耐久聚氯乙烯（PVC-OR）、增韧聚氯乙烯（PVC-E）、氯化聚乙烯（CPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、增韧聚烯烃或弹性聚烯烃（ELPO）；弹性土工膜类的主要材质为橡胶类分别为：丁基橡胶（IIR）、环氧丙烷橡胶（ECO）、氯丁橡胶（CR）、腈橡胶（NBR）、氯醇橡胶；组合型土工膜如：乙烯和丙烯的单体混合物（EPDM）、聚氯乙烯和腈橡胶混合物（PVC-NBR）、膜和土工布的组合（以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺布复合而成的复合土工膜）等。
为了适应各种土木工程应用中的不同强度和变形需要，两类又分别演变为加筋和不加筋（单一或混合材料）的组合类型。现阶段工程上用的防渗土工膜大多为聚乙烯土工膜，聚氯乙烯土工膜因为产品不具有环保无毒的作用而淘汰使用，现在市场上99%使用的都是无毒环保的高密度聚乙烯土工膜，也称为HDPE防渗土工膜。
4 防渗土工膜结构设计
防渗土工膜结构从上到下依次为，上游面防护层、上垫层、防渗土工膜、下垫层和支持层［2］。有时也将下垫层和支持层合在一起统称为支撑层，保护层和上垫层统称为保护层。支撑层是保护防渗土工膜安全、稳定的重要组成结构，在设计时尽量采用颗粒较细的构成下垫层，以确保防渗土工膜不会遭到穿刺或项破破坏，形成渗漏通道。同时要求支持层与下垫层之间必须满足渗透稳定的层间关系，以确保在防渗土工膜渗透破坏时垫层的渗透稳定性。
5 工程应用中存在问题
5.1 土工膜发生隆起或滑动
土石坝抗滑稳定分析除考虑坝体稳定外还要考虑土工膜与上面保护层，土工膜与下面垫层的平面抗滑稳定性，库区水位降落时，滞留在膜下的水会反压土工膜，使土工膜发生隆起而滑动，因此，土工膜与下游粘土接触面必须设置排水，需要时可以迅速排出膜后渗水，降低坝体内浸润线，有利于坝体的抗滑稳定安全。土工膜上游面也不能用粘土作为保护层。
5.2土工膜顶破或刺破
土工膜出现顶破或刺破的问题一方面是由于土工膜材料的选择不当，目前应用广泛利用率较高的土工膜是HDPE复合土工膜，HDPE复合土工膜具有一定的抗顶破和抗刺破能力；另一方面，土工膜支持层填料应剔除尖砾、树根等坚硬尖状物，而且在铺设土工膜前建议喷洒除草剂等药水。还有值得注意的是土工膜在运输、存放及施工中要进行保护，避免长时间暴露在阳光下造成土工膜老化，因为阳光中的紫外线会在短期内对材料强度及伸长率产生很大影响。
5.3土工膜接缝及与周边建筑物连接
土工膜本身的接缝及土工膜与周边建筑物的连接往往成为最易受损或出现问题的薄弱环节，主要体现在以下几个方面：
（1）现场热焊接工艺复杂不易掌握，焊缝质量检测困难且不准确。尤其水压力较小部位，选择的土工膜较薄，因此选择土工膜强度不是控制因素一般选择的土工膜都较薄，而资料表明较薄的土工膜的焊接工艺尤为困难。
（2）界面摩擦系数小，故在陡坡铺设困难。
（5）刮风时已铺设完成而未铺设保护层的土工膜易于被风吹动而撕破。
（6）缺陷补救困难，膜体经焊接后，不能再次进行焊接，所以形成漏焊或漏点后，只能用电吹风加热膜体，然后用手压粘接的方法来补救。但这种方法粘接的膜体，抗拉强度不稳定，质量无保证。
6 土工膜的焊接技术
土工膜的拼接处理是一个关键工序，拼接质量的好坏直接影响工程防渗质量［3］，本文针对HDPE防渗土工膜工程上主要采用焊接方法做些说明。
3.2.1焊接法工艺
土工膜的焊接采用热楔型双缝自动焊接机，它是由一个楔状的发热体，自动在两片欲焊接的土工膜中间行走，并将两片土工膜的表面加热熔融，随后受到轧辊的压力，两片土工膜便焊接成一体［4］。图3-5-2 为热楔焊机的原理示意图。
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图3-5-3为热楔焊机焊缝断面图。
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用焊接法进行PVC土工膜的拼接，在工程中应用较多。土工膜焊接接缝搭接长度为80--100 mm，在焊接前，要对搭接的200 mm左右范围内的膜面进行清理，用湿抹布擦掉灰尘、污物［5］。焊接温度与焊接行走速度可调节和控制，最高温度为300℃，最大行走速度为4.0m/min。根据施工现场的环境温度与膜的厚度，经过试验，焊接温度可控制在250℃左右，行走速度可控制在0.8—1.2m/min［4］。施工难点及重点是：在焊接工作进行之前要根据当天的温度、湿度，通风状况以及膜的熔点范围对机器进行焊接温度和爬行速度的调节。PVC膜的焊接熔点为175℃土20℃，一般情况下，焊机的焊接温度随外界温度的变化而变化，外界温度高，则焊接时机器的温度调得低一些，爬行速度可适当快一些；野外施工时风大则机器温度要调得适当高一些。由于PVC膜的熔点范围比较狭窄，所以温度控制比较困难，温度高了容易烧焦，产生碳化；温度低了又焊接不牢，易于剥离。工程应用过程中每一天在进行焊接之前要先进行温度调试，进行焊接试验，确定出当天的焊接温度与爬行速度，定好以后当天就不再改变；焊接试样要保证焊接充分，两条焊缝应保持清晰透明，无夹渣，无白色气泡漏点，不出现焊接过度的熔点或焊缝跑边等不良的粘接现象。
PVC膜焊接好以后，要经过约12个小时左右的强度回复时期，不能马上进行强度测试。待放置一段时间，强度回复提高以后，对焊缝的焊接性能进行测试，而后对漏焊和焊接不好的地方要进行修补［3］。
7 结语
随着科学技术的革新和生产工艺的进步，市场上的土工膜种类越来越多，经过工程上的不断应用与推广，HDPE复合土工膜因其具有优良的性能和相对低廉的价格在工程中得到广泛应用，但在现场应结合复合土工膜施工技术要求进行施工，严格焊接质量控制尤为重要，以达到其较好防渗的效果，从而使工程质量得到保证。
参考文献：
[1]李岩明.复合土工膜在西岁兴水库防渗工程中应用. 山西省沂州市水利局，山西忻州
[2]贾知明 李涛.复合土工膜防渗结构设计及施工工艺探讨 哈密地区水利水电勘测设计院
[3]孙秋菊.土工膜拼接试验研究.2003.
[4]束一鸣. 用复合土工膜完善土坝防渗的实践.人民长江.2002，（9）
[5]扶奋勇.基于水电站土石围堰土工膜施工及连接形式. 黑龙江水利科技.2010，（6）