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土工合成材料在引水渠道等工程中的应用
发布者:产业用及无纺布展 | 发布日期:2018/4/2 17:06:23

 

  摘要:以南水北调为代表的引水工程对解决我国水资源匮乏、不平衡等问题具有重要作用,是确保生态文明建设、美丽中国战略实施的一个基本措施。为确保引水工程的效率则必须解决渠道的防渗问题,以复合土工膜等为代表的土工合成材料产品具有独特的优越性,可在引水渠道防渗工程中发挥积极作用,具有广阔的应用前景。
  
  我国水资源匮乏已经成为制约经济社会发展进步的重大问题,直接对生态环境产生了负面影响,不利于生态文明建设和美丽中国战略的实施。国家规划建设了"南水北调"等一系列重大引水工程。以雄安新区周边的白洋淀为例,为确保不干淀、防止生态环境恶化、确保人民群众正常的生产生活,先后实施了引岳城水库、黄河水、西大洋水库等水源补给工程,可见引水工程发挥了巨大的作用。为保证引水工程的顺利实施,确保水源输送效率,则需要对渠道防渗问题予以高度重视并采取相应措施。
  
  随着土工合成材料的发展,出现了复合土工膜等产品,使得渠道防渗技术迈上了一个新台阶。复合土工膜是以高分子聚合物薄膜作为防渗基材,与无纺布复合而成的一种新型的防渗材料。复合土工膜、土工合成材料粘土垫(GCL)等作为防渗材料在水工防渗工程中的应用效果较为理想。上述类型的土工合成材料产品具有造价低、环保、低碳、适应变形、延展性好、强度高、抗腐蚀、耐老化、便于施工等特点。因此土工合成类防渗材料在相应工程领域拥有广阔的应用前景。

  以下结合部分实例对其进行相应说明。
  
  1 北京奥林匹克水上公园防渗项目
  
  北京奥林匹克水上公园水域部分地基基础坐落在透水性较强的砂性土地层上,为确保水域范围内水源不发生超量流失渗漏,故在该水域底部采用了美国GSE公司生产的HDPE土工膜作为防渗层材料,经近10年来使用表明其防渗效果显著,保证了北京奥运会等重大活动的成功举办。
  
  2 宁夏某灌渠防渗改造工程
  
  宁夏灌区某末级渠系渠道衬砌率低,冻胀破坏和渗漏损失严重,该区域农业灌溉水利用系数仅为0.42。该渠系的衬砌一直主要采用混凝土刚性材料进行防渗,使用中存在较多病害。后改用了技术先进、价格合理、适应性强的注塑复合材料进行防渗处理,以改善灌区输水条件、延长衬砌工程使用寿命、此方法实现了水资源高效利用,同时显著降低了后期维修费用。

  3 南水北调工程中的应用
  
  (1)防渠道冻胀开裂中应用
  
  南水北调工程中部分输水渠道采用现浇混凝土衬砌。对于冬季气温较低,负温持续时间较长的地区,混凝土输水渠道存在着严重的冻胀病害,冻胀将导致混凝土衬砌板出现开裂,直接影响了渠道的正常使用,因此应对渠道采取防冻胀措施。
  
  渠道的防冻胀措施主要有两种:换填法和保温法。换填法是将混凝土衬砌板下的冻胀性基土换成非冻胀性换填材料的一种方法,但当换填材料离施工地区较远时,不但工程量大,而且材料运输成本也很高。保温法是将保温材料铺设在混凝土衬砌板下以消除或减弱冻胀病害的方法。目前常采用发泡聚苯乙烯(EPS)保温板作为混凝土输水渠道防冻胀材料。EPS保温板是以发泡聚苯乙烯为母料,通过熟化、膨胀、压制定型、板材切割、加工等工艺形成的板状保温材料,具有良好的防冻胀效果。

  (2)复合土工膜防渗
  
  南水北调工程安阳段的部分人工渠道的防渗材料选用了山东的长丝复合土工膜产品,取得了良好的使用效果。