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对于不同的地层形式，在堤防防渗措施上有明显的不同特点：1.对于堤基透水性土层厚度不大（10m左右）的情况，采用垂直铺塑技术建造防渗心墙是有效和可靠的，因为土工膜心墙可以从堤身穿过透水地层直接与不透水土层相连，形成封闭式的防渗结构，保证背水坡不发生渗透破坏。2.对于透水性土层比较深厚的地基，心墙达不到不透水土层，故只能形成“悬挂式”的防渗结构。然而研究和经验表明，这种“悬挂式”防渗体系的防渗效果不佳，应采用复合土工膜斜墙加铺盖或其他防渗结构。3.近年，在防渗建设中还遇到防渗性各异的另一种多层地基结构的情况，其特点是在深厚的透水层中存在一层透水性较弱的土层，埋深也不大，可以作为防渗的相对不透水层，这时仍可以用心墙的形式，使其达到相对不透水层，以形成“半封闭”的防渗结构。
土工膜在堤坝中铺设的范围可从堤基开始，直到堤顶。堤坝临水面若设置铺盖，则铺盖长度应按渗流计算确定，大于或等于5倍水头。土工膜材料目前的挡水水头已达30～40m，因此完全可以满足一般江河堤防的要求。土工膜的铺设部位，对新建的堤坝，可以铺设在堤坝的中间（即心墙）或临水面（即斜墙），两种形式各有特点。心墙布置方式比较省料，但施工时要求堤坝填筑与土工膜心墙同时上升，而且土工膜应做成锯齿形铺设，以适应堤坝的沉陷，因此施工比较复杂。斜墙式布置的优点是堤坝填筑完成后才铺膜，施工干扰小，铺膜质量较易保证。因此国内外新建的堤坝工程大多采用斜墙形式的结构。但对于已建堤坝的防渗加固工程，由于临水面有水，为避免水下施工，故采用堤内开槽铺膜方法施工，筑成心墙。若临水面无水，则用斜墙形式更为方便。
堆石坝的复合土工膜防渗工程施工：
1．清理坝面与基础：1）清除坝面杂土块石、已老化的鳞片状沥青混凝土，用地面打磨机设备打磨清洗。2）清理坝基与防渗墙顶部的淤土，检查沥青混凝土斜墙与坝基混凝土防渗墙的连接情况，有无破损及裂缝缺陷，若有缺陷，进行加固处理。3）用高压清水将坝面冲洗干净，进行凉干保护。
2．埋设排水管：1）在复合土工膜和沥青混凝土沥青斜墙界面上设置排渗管，按设计图纸准确定位放线，使排水支管渗水及时由干管排出。2）用沥青混凝土将排水管固定在沥青混凝土斜墙上，按设计要求做出1：1斜坡，便于复合土工膜铺设。3）排水管在固定前进行注水试验，检查排水管是否畅通，应排除管内堵塞。
3．周边连接：在坝面上铺设复合土工膜之前，先应作好周边的连接。1）与左右岩石岸坡连接，清除岸边杂土，用水冲洗干净，浇筑混凝土墩，在岸边基岩中钻孔、插锚筋、铺设复合土工膜，用钢板压膜，螺栓紧固，并在其上浇筑混凝土保护层。在锚固件的外边要预留复合土工膜1.5m（每边10cm），以备与坝面的复合土工膜底边焊接。2）与坝基截水墙的连接，将截水墙清理以后，在上游侧作一混凝土锚墩，将复合土工膜弯折埋入墩内。注意在墩的上游侧复合土工膜要打一褶皱。3）与冲沟截渗墙连接，将冲沟挡土墙内侧作一混凝土锚固墩，并用锚杆连接，形式同1）。4）与左岸基岩连接，在原混凝土基座上作混凝土锚固墩，并用锚杆连接，同1）。
土工薄膜作用机理：由于薄膜的极弱透水性，可将其应用于堤坝中起隔水作用。当薄膜置于坝体中心作防渗心墙时，其两侧的筑坝材料特性基本相同。因而，在施工和蓄水期，薄膜两侧坝体竖向沉降同时发生且基本一致。由于薄膜心墙相当柔软，可随坝体同时下降而蜷曲在堤坝体内，故薄膜与堤坝体材料两者的变形基本协调，产生相对位移的可能性甚小。对于水平位移而言，施工期堤坝体内的上、下游两部分坝壳各自朝上、下游方向发生变形，因而对薄膜心墙的影响甚微。但在蓄水期，受上游水压作用，坝体的水平位移均朝向下游。心墙上游坝体的水平位移将抵消施工期其向上游的变形，而心墙下游坝体位移量将增加。这时，薄膜随坝体的水平位移将产生拉伸应变。鉴于薄膜具有较高的抗拉强度，能对坝体的水平位移产生抑制作用。抑制作用的大小取决于薄膜的抗拉性能。当采用薄膜连同心墙土料作组合防渗体时，薄膜置于上游坝壳与心墙土料之间，其两侧的材料特性截然不同，且坝体内各部位的竖向沉降或水平位移均相差甚大。柔软的薄膜可随坝体的变形而位移，但因其两侧变形量不同，且薄膜与心墙土料、薄膜与上游坝壳材料间的摩擦力也不一致。薄膜将随着摩擦力较大的一侧同时变形，而对具有一定摩擦力的另一侧产生抑制作用。薄膜的抗拉强度将抵抗因坝体各部位位移的不同而产生拉伸应变，同时，又抑制着坝体的应变，两者相辅相成。
此外，防渗薄膜置于支撑材料之间，必然遭受支撑材料的挤压，尤其在蓄水后又受到水压的作用，则薄膜可能在支撑材料的孔隙中产生顶破；同时，还可能被支撑材料尖锐棱角所刺破，最终丧失其抗渗性。薄膜的顶破和穿刺程度取决于法向应力的大小、支撑材料的形状和大小、薄膜自身的强度和伸长率。因此，在设计和施工中应根据土工膜的受力情况，确定其抗拉强度，选择合理的材料，做好土工膜上下过渡层，确保薄膜的整体安全，提高其抗渗性。对于重要堤防工程的防渗加固，目前普遍采用垂直防渗或临水坡铺设土工膜以及两者联合防渗等形式，可大大缩短施工工期。许多工程实录都表明它的防渗效果良好、经济、施工方便，有推广使用的价值。
