八十年代以来,土工膜堆石坝得到较广泛的应用。例如前苏联高73m的阿特巴申坝的上部42.5m,采用3层0.6mm厚的聚乙稀(PE)土工膜作防渗心墙,效果良好，西班牙高 97m的波扎捷洛斯拉莫斯坝,采用1～2mm厚的聚氯乙稀(PVC)土工膜作防渗斜墙,至今运行良好,现已加高至 134m。我国对土工膜堆石坝的应用和研究起步较晚,土工膜防渗应用于中等高度堆石坝的工程实例尚不多。目前对土工膜堆石坝尚需积累实际工程经验,加强研究,以利在中坝甚至高坝范围推广应用。
土工膜心墙堆石坝,用土工膜作堆石坝防渗心墙,心墙土工膜布置有竖直铺设和折坡式“之”字型铺设两种。
土工膜斜墙堆石坝的坝体结构比较简单。与土工膜心墙堆石坝比较,土工膜斜墙堆石坝可在坝体堆石填筑完成后在平整稳固的下垫层上进行斜墙土工膜的铺设和拼接,避免了土工膜被堆石棱角剌破损伤的可能,而膜片的拼接可采用双焊缝打压充气检查或颜色水打压充水检查,可保证焊缝质量,从而保证了土工膜的完整性。对土工膜斜墙堆石坝,坝体结构布置要点建议如下:
(1)、除土工膜及其上的保护层以外,堆石坝体(包括垫层区、过渡区、堆石区等)结构可按混凝土面板堆石坝布置。此部分已积累了相当成熟的设计施工经验;
(2)、斜墙防渗体宜选用二布一膜的复合土工膜,土工膜厚度应按下垫层材料的孔隙或裂缝上铺膜承水压时的单宽拉力和许可抗拉强度(按《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》(SL/T225-90))经计算并参照已建工程确定;
(3)、土工膜的下垫层应按经分析计算后确定的凸曲面进行坡面修整,宜采用抹水泥沙浆护面;
(4)、土工膜上的保护层,可采用铺钢筋网喷混凝土结构,以使保护层具有整体性。在气候恶劣地区,可加设一层泡沫塑料板隔热层;
(5)、斜墙土工膜与岩基或混凝土防渗墙及与混凝土防浪墙的联接结构。
从工程实例看,土工膜心墙堆石坝施工难度较大,容易使土工膜破损,孔洞的检查及修补质量难以控制。心墙采用复合土工膜增大抗刺破抗撕裂能力,但一旦刺破或撕裂,修补比较困难,质量不易保证。为使土工膜免受施工中振动碾激震荷载造成的损伤,心墙土工膜两侧的砂料保护层一般不用振动碾碾压,故保护层难以达到密实度指标。不宜在7度及其以上的地震烈度区采用土工膜心墙堆石坝。在现阶段,对建筑物级别为3级以上,坝高在30m以上的情况,应慎用此坝型,必要时应充分论证并精心设计、施工。