土工膜與在火電廠灰庫中的應用
來源：www.instream.cn ?? 作者：土工布廠家 ?? 瀏覽： 發布日期：2017-05-19
土工合成材料是一種新型的建筑材料，由于其具有質量輕、施工簡易、運輸方便、料源豐富等優點，自問世以來，發展非常迅速，尤其是近二三十年在全世界范圍內得到迅速的發展和廣泛的應用，取得了良好的經濟、社會和環境效益，國內外已廣泛應用在水利、交通、電力、堤壩、防止沙漠化和水土保持等工程建設中，其中我國電力能源系統新建電廠粉煤庫90％以上采用土工合成材料修建灰庫堤，40％的老灰庫維修和擴建也均采用了土工合成材料。用于儲存火電廠粉煤灰的地方稱為灰庫，其相應擋灰的建筑物就稱為灰壩。在火電廠運行過程中，灰庫將逐漸被粉煤灰填滿，因此，許多電廠在原來灰壩上加筑子壩，從而提高了灰庫的庫容，延長灰庫的使用壽命。
土工合成材料，又稱“土工布”，它是由聚合材料制成的一種平面材料，與土壤、巖石、粘土或其他土工材料一起使用成為一個工程、結構或系統的組成部分。它們通常用來代替天然土壤材料或提高天然土壤材料的功能。常用的土工合成材料聚合物有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）、聚酰胺（PA）、聚苯乙烯（PS）和氯磺化聚乙烯（CSPE）。
1.土工織物 土工織物是可滲透的土工合成材料，是一類古老和用量大的土工合成材料。土工織物主要有兩種類型：紡織的和無紡的。紡織的土工織物是在普通紡織機上使用單纖維、多纖維絲或細長薄膜或帶制成。無紡土工織物還可按照纖維連接在一起的方法細分為：以特殊設計的針將纖維纏結在一起的機械連接或針刺的無紡土工織物，在纖維交接點上以加熱或加壓方法將纖維焊接在一起的無紡土工織物，纖維網噴涂或浸漬以丙烯酸樹脂的化學或樹脂粘結無紡土工織物。
紡織的土工織物通常具有較高的強度和剛度以及較差的過濾、排水特性。無紡的土工織物具有低到中等的強度和高斷裂延伸率，過濾、排水性能良好。
2.土工膜 土工膜是滲透性很低的土工合成材料，用作流體或蒸汽阻攔層。使用廣泛的土工膜是主要由PVC、CSPE、高密度聚乙烯（HDPE）和很低密度聚乙烯（VLDPE）制成的柔軟薄片材。浸漬瀝青或噴涂聚合混合物的土工織物或土工織物一瀝青復合材料也可用作土工膜。聚合物片材土工膜以擠出法、壓延法和刮涂法制造。
土工膜防滲性能較好，垂直滲透系數小于1×10-11cm/s，價格便宜，遠比常用的粘土、混凝土為低。而且土工膜的變形能力極強，適應堤壩變形的能力為粘土和混凝土所不及。但其CBR頂破強度較低，對于防滲要求較高的工程部位不宜使用，一般常用于壩基垂直防滲。
3.土工格柵 土工格柵是一種主要的土工合成材料，與其他土工合成材料相比，它具有獨特的性能與功效。土工格柵常用作加筋土結構的筋材或復合材料的筋材等。土工格柵分為玻璃纖維類和聚酯纖維類兩種類型。
塑料類土工格柵是經過拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物網材，按其制造時拉伸方向的不同可分為單向拉伸和雙向拉伸兩種。它是在經擠壓制出的聚合物板材（原料多為聚丙烯或高密度聚乙烯）上沖孔，然后在加熱條件下施行定向拉伸。單向拉伸格柵只沿板材長度方向拉伸制成，而雙向拉伸 格柵則是繼續將單向拉伸的格柵再在與其長度垂直的方向拉伸制成。
玻璃纖維類土工格柵是以高強度玻璃纖維為材質，有時配合自粘感壓膠和表面瀝青浸漬處理，使格柵和瀝青路面緊密結合成一體。由于土石料在土工格柵網格內互鎖力增高，它們之間的摩擦系數顯著增大（可達０８～１０），土工格柵埋入土中的抗拔力，由于格柵與土體間的摩擦咬合力較強而顯著增大，因此它是一種很好的加筋材料。
同時土工格柵是一種質量輕，具有一定柔性的平面網材，易于現場裁剪和連接，也可重疊搭接，施工簡便，不需要特殊的施工機械和專業技術人員。
二、灰壩中土工合成材料的功能
土工合成材料的主要功能可歸納為反濾排水、隔離、加筋補強和防滲截滲等。
1.反濾排水 滲流出口處鋪放土工織物作為反濾層后，和傳統的砂礫層一樣，可以提高被保護土的抗滲強度，防止管涌發生，保護堤壩安全。濾層必須具有較大的透水性，同時又要阻止被保護土體土顆粒的流失。土工織物濾層的有效性取決于土工織物的特性（如空隙率、有效孔徑等）、被保護土的特性（如不均勻系數、細粒含量等）、水流特性等因素的綜合作用。
2.隔離作用 利用土工織物可以使不同特性的材料分隔開，并保持其連續性。工程中，常用來分隔反濾料與基土，并延長反濾料的使用壽命；用于地基加固時可把新填地基和原有地基分開，同時又可增強地基承載能力。
3.加筋補強 土工織物有較高的強度，能緊貼于地基，使其上施加的荷載均布于整個墊層，減小基礎的沉降差異，提高穩定性。同時因織物與其上覆填土有較大的摩擦力，有利于阻止填土的側向位移和沉降。
4.防滲截滲 土工薄膜具有的高抗滲性能，非常適用于堤壩和渠道工程中的防滲截滲設施。
三、土工合成材料在火電廠灰庫加高子壩工程中的應用
用于儲存火電廠粉煤灰的地方稱為灰庫，其相應擋灰的建筑物就稱為灰壩。在火電廠運行過程中，灰庫將逐漸被粉煤灰填滿，因此，許多電廠在原來灰壩上加筑子壩，從而提高了灰庫的庫容，延長灰庫的使用壽命。
1.筲箕窩灰庫加高子壩工程 該工程由1號、2號兩座土石代料子壩，兩座排水豎井組成。加高子壩高6米，由混合代料經分層填筑碾壓而成。在壩體的排水盲溝、壩基以及迎灰面均鋪設有400g/m2的無紡土工布，共計28550平米。
壩底排水盲溝尺寸為50x50cm，溝中充填瓜米石。為保證排水盲溝的反濾排水，在溝底三個側面均鋪設無紡土工布。由于地基是粉煤灰，為防止滲透破壞，故沿整個壩基也鋪設了無紡土工布，把粉煤灰與上部填筑代料隔離開來，同時又增強了地基承載能力。壩體迎灰面鋪設的無紡土工布主要起到反濾排水的作用，以防止粘土鋪蓋和粉煤灰中細小顆粒進入到后部代料區。子壩的結構剖面圖如圖一所示。
2.無紡土工布施工 在施工中，無紡土工布的鋪設采用人工操作，設專人負責。具體方法是：在碾壓平整后的壩基面和壩坡面上，垂直壩軸線方向鋪設，鋪設過程中采用撤退式方法鋪設。垂直壩軸線方向上的土工布必須是整塊，不允許連接。平行壩軸線方向允許土工布連接，連接采用專用縫合機和滌綸線雙線縫接，為保證整體性，搭接長度大于10厘米。土工布和岸邊基巖結合處考慮沉陷引起的張拉現象，各邊應留0.5m左右的余量，可供伸縮變形，以杜絕漏灰問題的發生。 土工合成材料作為一種全新的工程材料應用時間不長，經驗不足，目前還存在一些問題，如測試設備的升級滯后于該材料在工程中的應用，部分類型材料易老化以及該材料價格過高，提高了工程造價等，這些都限制了它的進一步推廣應用。
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