由高分子聚合物制成的土工膜因具有低滲透性、適應(yīng)變形能力強(qiáng)、施工便捷和造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)在水庫(kù)大壩防滲工程中廣泛應(yīng)用,目前,國(guó)內(nèi)大壩水庫(kù)設(shè)計(jì)選用的土工膜絕大部分為PE/HDPE膜,由于此類厚度大于1mm的膜硬度偏大,適應(yīng)變形能力差,其厚度一般在1.0mm以下。

因膜厚度較薄,土工膜制品生產(chǎn)中易出現(xiàn)破損孔洞,施工過(guò)程中受顆粒墊層影響出現(xiàn)局部頂破,拼接過(guò)程中出現(xiàn)局部損壞等缺陷,這些缺陷是產(chǎn)生滲流的主要通道;同類土工膜等效孔徑下缺陷滲漏量與墊層材料的滲透系數(shù)有關(guān),滲透系數(shù)大的缺陷滲漏量亦大;水庫(kù)水位高程降落至土工膜破損高程時(shí),存在浸潤(rùn)線“突變”,穩(wěn)定安全系數(shù)變小,對(duì)大壩安全造成隱患;平原水庫(kù)缺陷土工膜庫(kù)盤防滲在蓄水初期滲漏水量會(huì)擠占土工膜膜下非飽和土孔隙氣體空間,易引起庫(kù)區(qū)膜下氣脹現(xiàn)象,當(dāng)氣脹變形達(dá)到一定值時(shí)可能進(jìn)一步產(chǎn)生新的氣脹頂破缺陷;對(duì)缺陷土工膜壩面防滲土石壩進(jìn)行飽和-非飽和三維滲流場(chǎng)有限元數(shù)值仿真計(jì)算,計(jì)算結(jié)果表明土工膜缺陷滲漏僅對(duì)缺陷附近壩體局部滲流場(chǎng)分布影響較大,膜缺陷位置越低,缺陷滲漏量增加越明顯,并使缺陷處膜后的壩體浸潤(rùn)線局部抬高,隨著水頭的增加缺陷滲流量增大;為解決缺陷性滲漏問(wèn)題,在圓形缺陷土工膜下增設(shè)一層土工織物進(jìn)行了缺陷滲漏試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬計(jì)算,指出土工織物能夠改變膜與土之間的接觸滲漏。大部分選用增強(qiáng)膜下排水能力措施,降低缺陷性滲漏存在的潛在安全風(fēng)險(xiǎn),但尚未找到修補(bǔ)土工膜缺陷的有效方法。