SL/T 225-1998 水利水电工程土工合成材料应用技术规范 SL/T 225-98 SL/T225-1998 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国行业标准
水利水电工程土工合成材料
应用技术规范
Standard for applications of geosynthetics inhydraulic and hydro-power engineeringSL/T225--98
主编单位：华北水利水电学院北京研究生部批准部门：中华人民共和国水利部施行日期：1998年11月15日
中华人民共和国水利部
关于批准发布《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》SL/T225～一98的通知水图科［19987482号
根据水利部水利水电技术标准制定、修订计划，由水利部国际合作与科技司主持，以华北水利水电学院北京研究生部为主编单位制定的《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》，经审查批准为推荐性的水利行业标准，并予以发布。标准的名称和编号为：《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》SL/T225一98本标准自1998年11月15日起实施。在实施过程中各单位应注意总结经验。
本规范由水利部国际合作与科技司负贵解释。标准文本由中国水利水电出版社出版发行。一九九八年十月十日
本规范是根据水利部水利水电技术标准制定、修订计划进行编写的。本规范内容包括，用土工合成材料作反滤、排水体、防渗、护岸、防冲，和土体加筋与加固的设计方法，以及施工技术要点。
在编制过程中，编制组进行了广泛的调查研究，认真总结了我国有关领域的工程实践经验，并参考了有关国家标准、行业标准和国外先进经验；在听取了国内众多专家意见的基础上，经过认真修改，完成了本规范。
希望各单位在采用本标准的过程中，不断积累资料，总结经验，对需要修正和补充之处，请函告主编单位。
本规范主持部门：水利部国际合作与科技司本规范主编单位：华北水利水电学院北京研究生部本规范参编单位：中国土工合成材料工程协会铁道部科学研究院
本规范主要起人：王正宏杨灿文王育人彭一江窦宝松21
1总　则　
1.0.1为使水利水电工程采用土工合成材料技术先进，安全可靠，经济合理，保证质量，特制定本规范1.0.2本规范适用于水利水电工程的以下分部工程：滤层、排水、防渗、防护以及土体加筋。以设计为主，兼述施工。
1.0.3应用土工合成材料进行设计与施工时，除应符合本规范外，尚应符合国家现行的其他有关规范及标准的规定。
2术语、符号
2.1术语
2.1.1土工合成材料。岩土工程应用的合成材料产品的总称。2.1.2土工织物。透水性土工合成材料。按制造方法不同，分为织造土工织物和非织造土工织物。2.1.3织造土工织物。由单丝或多丝织成的，或由薄膜形成的扁丝编织成的布状卷材。2.1.4非织造土工织物。由短纤维或喷丝长纤维按随机排列制成的絮垫，经机械缠合（针刺），或热粘，或化学粘合而成的布状卷材。
2.1.5土工模袋。由双层化纤织物(织造型)制成连续的不同间距(厚度)的平面袋状结构材料。其中充填混凝土或水泥砂浆，凝结后形成板状护块。2.1.6土工膜。由聚合物或沥青制成的一种相对不透水卷材。前者在工厂采用吹塑，压延或涂敷法制造；后者在现场或广内以喷涂或浸溃法形成。2.1.7土工格栅。聚合物片材经冲孔和单向或双向拉伸，形成具有条格形或长方形格栅状的抗拉材料。2.1.8土工网。由聚合物经挤塑成网，或由粗股条编织，或由合成树脂压制成的具有较大孔眼和一定刚度的平面结构网状材料。
2.1.9土工带。经挤压拉伸，或再加筋材复合制成的条带抗拉材料。2.1.10三维植被土工网。由聚合物经热挤出、拉伸等工序制成的三维立体网状结构。其底部为高模量基础层，上覆起泡膨松网包，包内填沃土和草籽，供植物生长。2.1.11塑料排水带。由不同凹凸截面形状并形成连续排水槽的带状芯材，外包非织造土工织物构成的排水材料。
2.1.12土工复合材料。由两种或两种以上土工合成制品经复合或组合而成的材料。如土工膜与土工织物经加热滚压而成为各种复合土工膜。2.1.13等效孔径。织物的表观最大孔径。2.1.14梯度比（GR）。水流垂直通过土工织物和25mm厚土层的水力梯度与通过上覆50mm厚土层的水力梯度的比值。
Aa—面积
B---宽度
粘聚力
Cu-—不均匀系数
固结系数
D、d-—粒径
一偏心距
Fs——安全系数
f摩擦系数
重力加速度
H-高度
J、-—水力梯度
K-—土压力系数此内容来自标准下载网
——渗透系数
L-—长度
M-弯矩
一体积压缩系数
N,n-—数目,系数
N。、N--承载力因数
Og5——等效孔径
P。-主动土压力
Pp-被动土压力
Q-流量
q--极限承载力
R-——半径
s-—秒
T-抗拉强度
一容许抗拉强度
U-固结度
—速度
W-重量
含水率
一力臂
a、p-
一角度、系数
一厚度
导水率、系数
法向应力
剪应力、剪切力
摩擦角
一透水率
3材料及其性能测试
3.1一般规定
3.1.1土工合成材料产品的原材料主要有聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚酯（PER）、聚酰胺（PA）、高密度聚乙烯(HDPE)和聚氯乙烯(PVC)等。3.1.2土工合成材料包括下列土工织物、土工膜、土工特种材料和土工复合材料四大类。织造型
（圆丝之分）
土工织物
非织造型
人平织
（针织
{针刺
（长短纤之分）
（胶粘
土工合土工膜
成材料
有材质、厚薄之分及吹塑、压延、涂敷及膜面加糙的不同「土工格栅、土工带、土工格室、土工网、土工石笼土工特种材料（圭工管、主工模袋、三维网垫、苯乙烯等[复合土工膜———膜与织物或其他材料相复合土工复合材料
【复合防排水材料—排水带、排水管、排水防水材料等3.2性能指标及其测试
3.2.1土工合成材料指标包括其本身的特性指标和与土相互作用指标（性能指标）。后者为与土共同作用时的反应，应模拟实际工作条件，由试验测定。3.2.2指标测定试验包括以下主要项目：1物理性指标。单位面积质量、厚度、等效孔径(EOS)及其与压力的关系)等。2力学性指标。拉伸强度、撕裂强度、握持强度、顶破强度、胀破强度、材料与土相互作用的摩擦强度等。
3水力学指标。垂直渗透系数（或透水率）、平面渗透系数（或导水率）、梯度比（GR)等。4耐久性。抗老化性、抗化学腐蚀性。3.2.3根据工程具体需要，选择材料的测试项目。测试方法应符合有关标准。3.2.4确定设计指标时，应考虑环境变化对参数的影响。例如非织造土工织物受压而变薄，等效孔径、渗透性相应降低。
3.2.5测得的极限抗拉强度T用于设计时，应按式（3.2.5)予以折减；具体可按表3.2.5的规定取值。T.=FoF.RFoF.T
式中T.一一材料的许可抗拉强度,kN/m；T极限抗拉强度，kN/m，
FiD——考虑铺设时机械破坏影响系数；FcR --考虑材料变影响系数;
FeD—一考虑化学剂破坏影响系数；FD——考虑生物破坏影响系数。24
适用范围
承载力
斜坡稳定
注1.临时性工程取小值。
表3.2.5土工织物强度的最低影响系数影
2. 系数乘积(FipFcR FpFbD)宜采用 2. 5 ~ 5. 0。2.0~4.0
1. 0～~1. 5
1. 0~～1. 5
3.2.6材料的撕裂强度、握持强度、胀破强度、顶破强度以及材料的接缝强度等也应符合3.2.5条的规定。
编织型土工织物用于无粘性土加筋，在缺少摩擦强度实测资料时，织物与土之间的摩擦角9可3. 2. 7
采用土料内摩擦角Φ的2/3。
3.3材料的验收、运送和储存
3.3.1使用土工合成材料时，应检验试验单位的检测试验报告。由用户进行抽样检查，抽样率应多于交货卷数的5%，最少不应小于1卷。内容按合同规定。3.3.2送货时产品应有标签，标明生产厂、编号、生产日期及产品规格等。运输过程中不得直接受阳光照射，应有篷盖或包装。
3.3.3产品存储时必须避免阳光照射；远离火种；存放期不得超过不同产品的有效期。3.3.4每完成一道施工工序开始下一道工序前，应按规定进行施工阶段验收。反滤、排水
4.1一般规定
4.1.1土工合成材料可以代替传统粒料建造反滤层和排水体。4.1.2用无纺土工织物作为反滤材料，其单位面积质量和厚度应符合工程要求，遵往复水流时，应采用较厚织物。
4.1.3采用的无纺土工织物排水能力不足时，可用其他复合排水材料。4.1.4下列水利水电工程部位可采用土工合成材料：1土石坝斜墙、心墙上、下游侧的过渡层。2坝体内竖式排水体。
3堤坝下游排水体。
4堤坝坡过滤层。
5排水廊道周边排水体
6铺盖下排水、排气层。
暗沟排水外包体。
8岸墙、岸墩后排水体。
水闸底板分缝和出流处保护体。25
10水工隧洞衬砌后排水体。
11排水管、减压井、农用井外包体。4.2.1反滤材料应满足以下要求：4.2反滤准则
1保土性。防止被保护土流失，引起渗透变形。2透水性。保证渗透水通畅排除。3防堵性。保证不致被细土粒淤堵失效。4.2.2土工织物保土性应以土工织物等效孔径与土的特征粒径之间关系表征。等效孔径应符合式(4.2.2—1)的条件：
Ogsndgs
一土工织物的等效孔径，mm；
式中 O95—--
(4.2.2-1)
dss被保护土的特征粒径，即土中小于该粒径的土质量占总质量的85%，采用试样中最小的dss,mm;
与被保护土的类型、级配、织物品种和状态有关的经验系数，按表4.2.2规定采用。n
表4.2. 2系数n
被保护土细粒
(d≤0.075mm）含量(%）
土的不均匀系数，
或土工织物品种
2≥Cu,Cu≥8
4≥C>2
有纺织物
无纺织物
注预计所埋土工织物连同其下土粒可能移动时，n值应采用0.5。土的不均匀系数Cu，应按式(4.2.2一2)计算：d6o
0g≤0.3mm
—一土中小于各该粒径的土质量分别占总土质量的60%和10%。式中 dgodio-
4.2.3土工织物透水性应符合以下条件：1被保护土级配良好，水力梯度低和预计不致发生淤堵(净砂、中粗砂等)时：k≥k。
2排水失效导致土结构破坏，修理费用高，水力梯度高，流态复杂时：kg≥10ks
式中　k、k。—土工织物、被保护土的渗透系数，cm/s。4.2.4土工织物防堵性要求其孔径应符合以下条件：1被保护土级配良好，水力梯度低，流态稳定，修理费用小及不发生淤堵时，O≥3drs
式中dis——被保护土的特征粒径，即土中小于该粒径的土质量占总土质量的15%,mm。其余符号见本规范式（4.2.2—1)。2被保护土易管涌，具有分散性，水力梯度高，流态复杂，修理费用大时：(1)被保护土的渗透系数k.≥10-scm/s时：GR≤3
(4. 2. 2—2)
(4.2.3—1)
(4. 2. 3- 2)
(4. 2. 4-1)
(4.2. 4—2)
式中GR—梯度比，试验方法见有关规程。（2）被保护土的渗透系数k，<10-5cm/s时，应以现场土料进行长期淤堵试验，观察其淤堵情况，试验方法见有关规程。
4.3通用设计方法
4.3.1设计应具备下列各项基本资料：1被保护土或用作排水体士料的土类、颗粒分析曲线、渗透系数、抗剪强度指标和土的化学成分等。
2土工织物的等效孔径Og5、垂直渗透系数k、水平渗透系数kh、渗透系数和法向压力的关系等。4.3.2以反滤准则校核选用的土工织物：1保土性。应按式（4.3.2一1)验算。2透水性。应按式（4.3.2~1)和式（4.3.2-2)计算出土工织物提供的透水率和要求的透水率，按式（4.3.2—3)进行判定。
式中k，—一土工织物的垂直渗透系数，cm/s；——土工织物厚度，cm；
估计的来流量，cm\/s，
土工织物两侧水头差，cm，
A——土工织物过水面积，cm,
F,—-安全系数，应不小于 3。
3防堵性。应按本规范4.2.4的规定校核。4土工织物均应符合上述三准则。(4.3.2—1)
(4. 3. 2 —2)
(4.3.2—3)
4.3.3土工织物用作排水时，除应符合4.3.2条要求外，尚应计算土工织物的平面导水能力。土工织物的导水率和为满足平面排水所带的导水率。1导水率6.和6,应按式(4.3.3一1)和式(4.3.3—2)计算：e,kno
2土工织物导水率应满足式(4.3.3-3)的要求：.≥F.0.
式中　8.—土工织物导水率，cm/s;O,-—排水所需导水率，cm\/s;-—土工织物厚度,cm;
qt-——单宽流量,cm\/s,
kh—土工织物的平面渗透系数，cm/s;i-土工织物两端的水力梯度。
3不符合1、2要求时，可采用其他复合排水材料。(4. 3. 3—1)
(4. 3. 3—2)
(4.3.3—3)
4.3.4在坡面上铺土工织物应进行抗滑稳定分析，安全系数应符合有关规范要求。4.3.5表面防护结构。为确保反滤、排水系统始终保持正常工作，应作表面防护和织物固定措施27
1土工织物下面为粗料，为防织物被刺破，应先铺厚度为·10cm的砂砾料，平整后再铺织物。2土工织物上应设砂砾料保护层。3坡顶和坡趾应将土工织物埋入锚固沟，沟深应不小于30cm，如图4.3.5一1所示；在河岸坡脚处，为了防冲，应将土工织物延长回折，做成压枕，如图4.3.5一2所示，压枕应达冲刷线以下。>2m
图4.3.5-1土工织物坡顶理固
1—保护层;2—土工织物13—土坡图4.3.5—2坡趾防冲结构
1—保护层;2—±工织物;3土坡
4.4坝内竖式排水体设计
4.4.1均质土坝采用竖式排水体时，可以是向上游或下游倾斜的形式，底部连接水平排水垫层将渗水导至坝外。排水垫层的位置和尺寸应符合有关规范的要求。4.4.2校核土工织物的反滤准则。应按本规范4.2要求进行。4.4.3来水量估算。坝内竖式排水体的示意如图4.4.3所示。来水量可借流网估算。土工织物排水体的流量自上而下逐渐增多，应分段估算所需排走的流量。H
图4.4.3坝内排水示意图
1水面，2心墙：3—竖式排水4—水平排水4.4.4校核土工织物平面导水能力。应按本规范式（4.3.31)和式（4.3.3一2)沿排水体自上而下，逐段计算导水率.和6t。
1式(4.3.3一2)中的水力梯度i应按式(4.4.4一1)计算：i=sinβ
式中β一一竖向排水体的倾角。2逐段验算应满足6.≥F.6.，否则应更换较厚织物，或采用其他复合排水材料。(4. 4. 4 --1)
4.4.5下游水平排水垫层计算。验算垫层导水能力的计算应按本规范4.4.2条和4.4.3条规定进行。排水量应为竖向排水底部最大流量和来自地基进入水平垫层的流量之和。来自地基的流量应按有关规范估算。
4.5施工要点
4.5.1土工织物反滤层和排水体施工包含以下工序：平整碾压场地、织物备料、铺设、回填和表面防护。4.5.2平整碾压场地。应清除地面一切可能损伤土工织物的带尖棱硬物，填平坑凹，平整土面，或修好坡面。
4.5.3备料。按工程要求裁剪、拼幅；应避免织物被损伤，保持其不受脏物污染。28
4.5.4铺设。应符合以下要求：
1应力求平顺，松紧适度，不得绷拉过紧；织物应与土面密贴，不留空隙。2发现织物有损，应立即修补或更换。3相邻织物块拼接可用搭接或缝接。一般可用搭接。平地搭接宽度可取30cm，不平地面或极软土应不小于50cm;水下铺设应适当加宽。4预计织物在工作期间可能发生较大位移而使织物拉开时，应采用缝接。缝接形式见图4.5.4。[>40
(a)平接
(b)对接
(c)J字形接
图4.5.4接缝形式（尺寸单位：mm）(d)螺形接
5有往复水流时，宜在织物下铺厚5～10cm砂层。此时不宜用搭接，以免砂进入夹缝，使织物分离。有动力荷载作用时，亦应先铺砂层。6流水中铺设时，搭接处上游织物块应盖在下游块之上。7坡面铺设一般应自下而上进行。坡顶、坡脚应以锚固沟或其他可靠方法固定，防止其滑动。8铺设工人应穿软底鞋，以免损伤织物。9织物铺好后，应避免受日光直接照射。随铺随填，或采取保护措施。10与岸坡结构物的连接处，不得留空隙，结合良好。4.5.5回填应符合以下要求：
1回填料不得含有损于织物的物质。2回填时，不得破坏土工织物。土工织物上至少有厚30cm的松土垫层，方允许轻碾压密。不得使用重型机械或振动碾压实。
3回填料的压实度应符合设计要求。5防
5.1一般规定
5.1.1对于高水头（大于50cm)挡水建筑物，采用土工膜防渗应经过论证。5.1.2用于防渗的土工合成材料主要有土工膜及复合土工膜。其厚度应根据具体基层条件、环境条件及所用土工合成材料性能确定。承受高应力的防渗结构，应采用加筋土工膜。为增加其面层摩擦系数，可采用复合土工膜或表面加糙的土工膜。5.1.3为防止土工膜受水、气顶托破坏，应该采取排水、排气措施。一般可用土工织物复合土工膜，预计有大量水、气作用时，应根据情况设专门排放措施。5.1.4下列水利水电工程部位可考虑应用士工膜防渗：1堤、坝心墙，斜墙。
2堤、坝水平铺盖。
3堤、坝地基垂直防渗墙。
4土坝加高。
堆石坝、面板坝、砌石坝、碾压混凝土坝的上游面防渗。5
渠道及水库防渗衬砌。
7施工围堰防渗墙。
8河道截潜流。
9水工隧洞防渗。
5.1.5渠道防渗设计应遵照SL18—91《渠道防渗工程技术规范》进行。5.2土工膜防渗结构
5.2.1防渗土工膜应在其上面设防护层、上垫层，在其下面设下垫层。防渗结构示意图见图5.2.1。
5.2.2防护层材料和构造应按工程类别、重要性和使用条件等合理确定。
1渠道、蕃水池等的防护层可采用压实素填土、砂砾石、预制或现图5.2.1防渗面层结构
1-坝体；2—支持层；3—下垫层；4—土工膜层，5—上垫层和防护层浇混凝土板、浆砌石或干砌石。2防护层采用堆石或混凝土等刚性材料时，防护层下应设置上垫层。当采用上复土工织物复合土工膜时可以不设上垫层。3防护层的具体要求和作法应符合水利电力部规范SDJ218一84《碾压式士石坝设计规范》的规定。
5.2.3上垫层的材料及作法应根据防渗土工膜及防护层的类型确定。5.2.4下垫层应按工程类别，土工膜类型和地基条件等确定。5.3土石堤、坝防渗设计
5.3.1土石堤、坝防渗结构应符合本规范5.2的规定。5.3.2土石堤、坝防渗土工膜厚度不应小于0.5mm。对于重要工程应适当加厚，对于次要工程，可以适当减薄，但最小不得薄于0.3mm。5.3.3上游防渗土工膜铺设通常有以下几种方式，示意图见图5.3.3。(a)
图5.3.3土工膜铺设形式
1—土工膜
1平直坡形。斜墙，薄保护层，用于低水头坝；或用作心墙，或用于已建堤、坝加固。如图5.3.3（a）(b)(c)。
2折坡形。斜墙，较高水头坝设马道，如图5.3.3(f）。3锯齿形。斜墙，如图5.3.3(d)。4台阶形。斜墙，如图5.3.3(e）。5.3.4土工膜防渗系统的计算应进行稳定性验算及膜后排渗能力校核：1稳定性验算。验算条件：验算仅针对防护层与上垫层与土工膜之间的抗滑稳定。验算的最危险工况为库水位骤降。具体验算方法见附录A。验算要求的最小安全系数应符合标准SDJ218一84。2膜后排渗能力核算。核算针对膜后无纺土工织物平面排水或砂垫层导水能力进行。上游水位骤30
降时，坝体中部分水量将流尚上游，沿土工织物顺流至坡底，经坝后排水管或导水沟导向下游排走。应先估算来水量，校核自上而下各段土工织物的导水率，并考虑一定的安全系数。具体计算方法见附录B。5.3.5堤防防渗设计可参考本规程有关规定。5.4防渗铺盖设计
5.4.1当坝基为砂砾石等透水地基，确定选用上游铺盖方案时可以用土工膜取代传统的弱透水土料。5.4.2土工膜厚度应根据作用水头，膜下可能产生裂隙宽度，膜的应变和强度等通过计算估算，按附录C估算。对中水头坝，要求厚度一般为0.5～0.6mm。5.4.3铺盖的合理长度，应使坝基渗透坡降和渗流量限制在许可值内，通过水力计算确定，按规范SDJ218一84规定计算。一般长度为作用水头的5～6倍。5.4.4铺盖与库底接触面应基本平整，并应符合反滤准则。为防止可能裂隙处产生管涌，坑，土工膜应采用土工织物复合土工膜。
5.4.5防渗土工膜在水库蕃水后，水仍可能进入膜下，置换出部分空气，并与原膜下的向上水压力共同作用，使膜漂浮或顶破，故应根据情况采取防范措施。常用方法有：“逆止阀”（如图5.4.5所示）、盲沟及压重。当采用压重法时，加在土工膜上的要求压重根据膜下作用水头确定，可通过水力计算求得，计算时可认为土工膜不透水。当所需压重过大时，可以上述两种方法结合使用。5.4.6铺盖与岸坡的连接，应符合规范SDJ218一84的规定。
5.4.7库区防渗设计可参照进行。36
俯视图
国再岛密
翻视图
图5.4.5逆止阀结构
1-—土工膜铺盖;2-土工织物排水直径20cm，3一焊接或胶接：4一锯盖板直径30cml5—混凝土块，直径40cm16—尼龙绳；7一铝框5.5垂直防
5.5.1当地基水平防渗方案欠合理，地基内强透水层埋深又在开槽机能力范围内时，可以考虑采用土工膜垂直防渗方案。
5.5.2当地基符合以下条件时，可以实施土工膜垂直防渗方案：1透水层深般在12m以内，或通过努力，开槽深度可以达到16m。2透水层中大于5cm的颗粒含量不超过10%（以重量计），且少量大石块的最大粒径不超过15cm，或不超过开槽设备允许的尺寸。3透水层中的水位应能满足泥浆固壁的要求。4当透水层底为岩石硬层时，对防渗要求不很严格。5.5.3造孔机具与方法：
1当不含粗颗粒的砂土透水层埋深不大于10m，其上粘土层又较薄时，可以选用高压水头造孔冲槽法成槽。
2当地基为含粗颗粒的强透水层，上覆粘土层又较薄时，宜选用链斗式或液压式锯槽机开槽，垂直防渗可采用骤乙烯土工膜、复合土工膜或防水塑料板等。土工膜厚度应不小于0.5mm，采5.5.4
用热熔法焊接。
5.5.5土工膜铺入槽内后，应及时进行膜两侧的填土，最长不得延迟24h，以免壁塌落。槽底填土应31
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