通过圆明园铺设防渗膜所引起的争论,记者发现,原来各地采用防渗膜节水的公园早已经有很多家。那么,什么是防渗膜,它由什么材料制成,具有哪些特点?
过去,大范围防渗工程中采用最多的材料是粘性土,也有部分工程防渗采用混凝土和沥青产品。合理设计的粘土防渗体具有良好的防渗性能,但其缺点是工程大、工程质量不易保证、易出现裂缝和边界连接易渗漏等;混凝土和沥青防渗产品造价较高,且同样存在工程大等弱点。
因此,长期以来,工程界一直在寻找一种轻便、便于施工、造价低廉、性能可靠的防渗材料。土工合成材料的发展使这个问题得到了比较圆满的解决。目前,用于防渗的土工合成材料产品主要有土工膜、复合土工膜、土工合成材料膨润土垫( GCL)。
复合土工膜是以塑料薄膜作为防渗基材,与无纺布复合而成的土工防渗材料,它的防渗性能主要取决于塑料薄膜的防渗性能。目前,国内外防渗应用的塑料薄膜,主要有聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE),它们是一种高分子化学柔性材料,比重较小,延伸性较强,适应变形能力高。耐腐蚀,耐低温,抗冻性能较好。主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断水坝或湖泊等的漏水通道,以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应地面变形。无纺布也是一种高分子短纤维化学材料,通过针刺或热粘成形,具有较高的抗拉强度和延伸性,它与塑料薄膜结合后,不仅增大了塑料薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力,而且由于无纺布表面粗糙,还增大了接触面的摩擦系数,有利于复合土工膜及保护层的稳定。同时,它们对细菌有较好的耐侵蚀性,不怕酸、碱、盐类的侵蚀。
目前,国内生产复合土工膜的厂家较多,产品规格也五花八门,有“一布一膜”、“一布二膜”、“二布一膜”、 “二布二膜”及“多布多膜”等。型号有200克/平方米至1000克/平方米等,也可由用户根据自己的实际情况提出要求,由厂家根据要求单独生产。例如,圆明园所采用的防渗膜材料的国家执行标准为B /T17642-1998,中文名称是“土工合成材料、非织造复合土工膜” ,即俗称的“两布一膜”。圆明园与厂家订购的是“150克/平方米、厚0.4毫米”和“300克/平方米、厚0.8毫米”两种规格的复合土工膜,采取两到三层的铺设方式,每平方米达550克。铺设时采用热容的方式,将各块防渗膜黏合在一起。施工时首先将放干湖水,然后将复合土工膜埋在湖底地下半米左右的位置,然后上面再附土。
对于圆明园铺设的复合土工膜的使用寿命,从三五年到几十年的说法同时存在(生产该产品的山东宏祥公司对于其产品的使用寿命似乎也不确定)。一般来讲,复合土工膜的使用年限,主要由塑料薄膜是否失去防渗隔水作用而定。据前苏联国家标准规定,厚度为0.2毫米、添加稳定剂的复合薄膜,在清水条件下的工作年限为40至50年,在污水条件下的工作年限为30至40年。
复合土工膜的防渗效果主要取决于施工中和运行过程中塑料膜的完好程度。一般来讲,土工膜的渗透系数很小,也有较高的强度,不是一般根系所能穿透的。为防止动植物破坏以及减少光热作用,由于它们是高分子化纤聚合物,故应特别避免阳光的直接照射,所以复合土工膜上应铺保护层。保护层的颗粒直径不能太大,否则会刺破复合土工膜,一般对保护层的颗粒直径大小应根据相关公式进行估算。如果湖底要种植水生植物,那么最好将一定厚度的耕作土覆盖在复合土工膜上方。