面膜堆石坝不同品种土工膜防渗技术应用的发展史

质轻柔软、便于施工、防渗性能优、造价低廉和延展性强的土工膜广泛应用于水库大坝防渗工程。国内水库大坝土工膜防渗起源于20世纪80年代除险加固工程，后推广至新建低坝永久工程和围堰临时工程，21世纪20年代高坝膜防渗关键技术研究成果取得重大进展，2015年成功应用于老挝南欧江六级软岩堆石坝实际工程。国际上欧美国家已基本掌握高坝土工膜裸露防渗技术，据国际大坝委员会2010年不完全统计，全球已有167座大型土/堆石坝选用土工膜防渗，其中PVC膜76座，占比45%，小型土石坝约126座，PVC膜54座，占比43%。

面膜堆石坝膜防渗材料主要包括由高分子聚合物制成的塑料类和沥青土工膜，沥青土工膜防渗土石坝主要分布于法国及曾受其殖民的地区，但应用于大型土/堆石坝数量较少，仅占文献统计数据的11%，其它国家大部分使用塑料类土工膜。塑料类土工膜主要包括聚乙烯类土工膜（PE/HDPE膜等）、PVC膜和热塑性聚烯烃膜（TPO膜），不同国家或区域选用的类型不同，主要与当地土工膜应用历史和工程实践经验有关，如欧美国家除法国以外大部分选用PVC膜，亚洲和非洲国家选用PE/HDPE膜居多。中国20世纪八九十年代主要使用PVC膜，受当时工业生产技术水平低、工程设计和施工经验不足，逐步被PE/HDPE膜取代。目前国内土工膜大部分应用于中低坝，0.5~0.8mm厚度膜材基本满足防渗性能要求，但作用水头高、施工条件复杂高坝深库，膜厚一般不小于1.5mm，而1.0mm厚度以上的PE/HDPE膜硬度明显偏高，类似于板材，难以适应复杂的运行与施工条件，特别是周边缝处坝体/坝肩不均匀沉降引起较大差异位移处。虽然国内土工膜研究成果取得多方面进展，但仍未突破“高分子防渗膜厚度薄、易老化、不安全和不耐用”等习惯思维约束，现行设计规范也在一定程度上限制土工膜在中高坝推广应用。

中国水利工程土工膜品种选用同样与其发展历程和工程应用经验有关，目前从材料制品到工程应用大部分产品均为PE/HDPE膜。国内研究学者一般以防渗结构特性为重点内容，期望通过结构优化或工程措施以弥补材料自身缺陷，进而突破技术瓶颈，鲜有学者以材料属性基础研究为重点，推动技术革新。

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