填埋场水平防渗衬层系统通常从上至下可依次包括过滤层、排水层（包括渗滤液收集系统）、保护层和防渗层等。防渗层的功能是通过铺设渗透性低的材料来阻隔渗滤液于填埋场中；保护层的功能是对防渗层提供合适的保护；排水层的作用是及时将被阻隔的渗滤液排出，减轻对防渗层的压力；过滤层的作用是保护排水层。根据水平防渗衬层的不同组合，可构成衬层系统结构。水平防渗的衬层系统可以分为单层衬层系统、复合衬层系统、双层衬层系统、多层衬层系统等。

常用人工膜为复合土工膜，一般是由聚乙烯薄膜与聚酯纤维织物构成的复合材料，前者为复合土工膜的基材，主要起防渗作用，一般称为土工膜；后者为基材的保护层，具有一定厚度，覆盖在聚乙烯薄膜上，防止被穿刺或破裂，一般称为土工布。

复合土工膜应用于环境或水利工程时，其可能对环境释放的物质组成和数量主要取决于制造复合土工膜的原料，即聚乙烯和聚酯纤维的组成、结构以及溶解和降解特性。

1：聚乙烯（PE）特性：聚乙烯（PE）属聚烯烃类，是典型的碳氢高聚物，在材料基质中不含有其他元素。纯晶态聚乙烯呈乳白色，手感似蜡，无味、无嗅、无毒。高密度聚乙烯（HDPE）是指在每1000个碳原子中含有不多于5个支链的线性分子所组成的聚合物，在所有各类聚乙烯中，HDPE模量最高，渗透性最小，同时具有良好的拉伸强度、耐腐蚀性和稳定性；低密度聚乙烯（LDPE）则是在高压下自由基引发聚合制得的含有更多支链的聚合物，包括长支链和短支链，其中短支链在每1000个主链碳原子中约含有15～35个，其结晶度远低于HDPE。LDPE的熔点低，质地柔软，清晰度高、手感柔软，并有适度韧性。

聚乙烯对化学品通常具有较高的稳定性，甚至在高温下，也具有良好的耐水溶特性。通过国内外文献调研，聚乙烯在十分特定的条件下才会缓慢地被氧化剂侵蚀。例如，用烷烃、芳烃及氯代烃在室温下浸泡6个月以上会使其溶涨，此后在约70℃开始熔融，继续升温时甚至会溶解。

高密度聚乙烯在无氧条件下抗紫外光和热的作用非常稳定。聚乙烯在热降解时遵循无规断链及分子内和分子间转移反应的机理，只有在350℃以上的高温下，才会发生明显的分子链断裂分解，降解产物有乙烯、丙稀、丁烯和分子链更长的烯烃碎片。在空气中用紫外光大剂量照射聚乙烯膜会引起氧的吸收，羰基、羟基和烯基的生成，同时释放出丙酮、乙醛、水、一氧化碳和二氧化碳，同时引起脆性的增加、交联的形成以及聚合物样品力学性能恶化。

2：聚酯纤维（PET）：PET化学名称是聚对苯二甲酸乙二醇酯，是一种饱和的热塑性聚合物，由对苯二甲酸和乙二醇经酯化反应聚合而成。结晶型PET相对密度1.33～1.38，相对较高，在热塑性塑料中，聚酯的强度最高。聚酯纤维制造的织物具有较高的拉伸强度、延伸性和整体性，良好的水力特性，以及较好的隔离、过滤、排水、加筋、保护、封闭等作用。

PET具有很高的稳定性，即使在较高温度下，在水及一般物质的水溶液中的溶解度通常可以忽略。

在环境温度下，PET的热氧化稳定性很好，只有在高温下才可能出现聚酯的热断裂和热氧化断裂或者交联现象。纯PET在250～300℃开始降解，但在350℃以上才明显放出挥发性产物。降解的引发过程包括酯部位的异裂，生成羧酸和乙烯基酯端基，后者可与PET中的羟乙基酯端基发生酯交换反应放出乙醛，它是最主要的挥发性产物，在更高的温度下还会有CO，CO₂、CH₄、C₂H₂和苯等挥发性产物 。

由于PET分子上的酯羰基生色团能吸收290～400nm之间的紫外光，因此在室外太阳光照射下也会发生降解。光降解过程中产生的羟基自由基能夺取苯环上的氢，也能取代苯环上的氢，PET光氧化过程中，紫外光谱和红外光谱发生了变化，表明生成了许多不同的基团，如羟基、羧基及双键等。光降解最终产物主要是CO₂。

水平防渗在安全技术方面的最大优势是人为控制，首先防渗材料可根据不同技术要求进行生产、可选择多种材料的组合；其次施工过程是完全敞开的，其施工质量可全过程控制，对防渗工程进行全面质量管理，以满足生活垃圾填埋场较高的防渗要求。水平防渗系统解决了垃圾填埋过程中清污分流，其直接效果是减少污水产生量，降低运营成本；间接效果是减少地下水资源的污染。同时有助于填埋分区规划、分区填埋作业。

病险水利水电工程最主要的病征是渗透问题，有地基（包括坝肩）渗透和坝体渗透。根据不同的坝型、坝基和病因情况，应采取不同的处理方法。常用的是防渗墙和灌浆。

防渗防渗墙

防渗墙一般要求墙体厚度小、渗透系数低、柔性强、耐久性好及单位面积造价低。防渗墙施工有多头深层搅拌水泥土、锯槽法、链斗法、薄型抓斗、射水法和倒挂井法等成墙工艺。

1、多头深层搅拌水泥土成墙工艺。

多头深层搅拌桩机一次多头钻进，把水泥浆喷入土体并搅拌，使土体与水泥浆液混合固结成一组水泥土桩，桩与桩搭接形成水泥土防渗墙，最大成墙深度为22m，水泥土渗透系数<10cm/s，抗压强度>0.3MPa。其优点是施工简便、无泥浆污染、造价较低，适用于粘土、砂土、淤泥和砂砾层（砂砾直径小于5cm）。实践证明，多头深层搅拌水泥土防渗墙防渗效果明显，在地下防渗工程中质量可靠，投资最经济、最有效，具有一定发展前景。

2、锯槽法成墙工艺。

在先导孔中，锯槽机的刀杆以一定的倾角一边做上下往复切割运动，一边以0.8-1.5m/h 的速度（根据地层状况）向前移动开槽;被锯切割下来的土体可由反循环或正循环方式的排渣系统排出槽外，并采用泥浆护壁。浇筑塑性混凝土，形成宽度为0.2-0.3m 的防渗墙体。锯槽机由行走底盘、动力及传动系统、刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控制系统组成;传动方式有机械式与液压式2 种。以不同规格的刀杆进行组合，开槽宽度可达0.2-0.5m、深度达到40m。锯槽法的优点是连续成槽、工效高、墙体连续、质量好，并且成墙深，适应于粘土、砂土和卵石粒径小于100mm 的砂砾石地层;还可以采用自凝灰浆、固化灰浆形成不同强度和抗渗指标的防渗墙。

3、链斗法成墙工艺。

由链斗式开槽机排桩上的旋转链斗取土，同时将斜放的排桩下放到成墙深度，开槽机前进开挖沟槽，并采用泥浆护壁，其浇筑混凝土方法类似锯槽法。链斗式开槽机的开槽宽度为16-50cm，深度可达10-15m。适应于粘土、砂土和粒径小于槽厚的、含量小于30%的砂砾石地层。

4、薄型抓斗成墙工艺。

采用斗宽为0.3m 的薄型抓斗挖土开槽，泥浆护壁，浇筑塑性混凝土或用自凝灰浆形成薄壁防渗墙，最大成墙深度可达40m。适用于粘土、砂土及卵石和砂砾的含量与粒径在一定范围内的土层。

5、射水法成墙工艺。

射水法成墙设备主要由造孔机、混凝土搅拌机和浇筑机组成。利用造孔机成型器内的喷嘴，射出高速水流来切割土层，成型器上下运动切割修整孔壁，采用泥浆护壁，正循环或反循环出渣。槽孔形成后，浇筑水下混凝土或塑性混凝土，形成薄壁防渗墙。成墙厚度为0.22-0.45m，深度可达30m.成墙垂直精度可达1/300，适应于粘土、砂土和粒径小于100mm 的砂砾石地层。在1998年历史罕见的特大洪水过后，在长江、赣江、鄱阳湖等国内重要堤防加固工程中，射水法得到广泛采用，取得了较好的社会经济效益。

防渗灌浆

土石坝坝体、坝基防渗处理中灌浆方法主要有均质土坝及宽心墙坝的坝体劈裂灌浆、高压喷射灌浆、坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆等。

1、土坝坝体劈裂灌浆。

土坝坝体劈裂式灌浆是运用坝体应力分布规律，用一定的灌浆压力，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，形成铅直连续的防渗泥墙，从而堵塞漏洞、裂缝或切断软弱层，提高坝体的防渗能力，并通过浆、坝互压和湿陷，使坝体内部应力重分布，提高坝体变形稳定性。针对裂缝的局部灌浆，在可能有裂缝的区域，均匀布置类似固结灌浆的灌浆孔群;对坝体施工质量差，甚至出现上下游贯通的横缝，一般应做全线的劈裂灌浆。我国广东省宝树水库用土坝坝体劈裂灌浆技术来解决土坝坝体的渗漏问题，结果表明灌浆后坝体密实度得到提高，渗透系数降低，背水坡湿润渗水现象消失，坝体渗流量减少70%以上。

2、高压喷射灌浆。

高压喷射灌浆防渗是借助于高压水泥浆液射流冲击破坏被灌地层结构，使水泥浆液与被灌地层土颗粒掺混，形成壁状固结体而起防渗作用。根据被灌地层结构和防渗要求不同，又分为定喷、摆喷和旋喷。高压喷射灌浆防渗处理的优点是:设备简单、工效高、料源广、造价低，搭接防渗的效果好。缺点是:机具较多、对地质条件的要求较高，控制不好易在较大（>200mm）颗粒背后形成漏喷现象。

3、卵砾石层防渗帷幕灌浆。

卵砾石层的防渗帷幕灌浆大都采用以粘土为主加少量水泥的混合浆液进行灌注，不同于在岩石中灌浆。卵砾石层灌浆难以形成自立的钻孔，故常采用套阀式灌浆、循环钻灌阀跟管灌浆、打管灌浆的方法。因受地质条件的限制，不能有效控制浆液的填充范围，为达到相对较高的防渗标准，常需采用3 排以上的灌浆孔。随着防渗墙技术的日益成熟，较少采用该方法，仅用于当灌浆作为补充勘探的手段，同时兼顾防渗处理，可以更加准确地针对发生集中渗漏的地点，通过少量的灌浆使问题得到解决。

4、控制性灌浆。

控制性灌浆是近年来提出的一种改进型灌浆工艺，是对传统灌浆工艺的一种调整，通过控制浆液压力和流量，在保证质量和效果的前提下，有效控制灌浆范围，节约时间和投资。

防渗排水固结技术

这种防渗施工技术一般用在软弱土层和饱和土层的处理中，泥炭土层施工过程中很少用到这种排水固结技术。

加压系统和排水系统是构成这种技术的主要因素，主要是指在进行建筑物构造之前先对其进行加，将土体各个孔隙之间的水排出在外，从而不实现固结，这一技术能够从根本上提升工程强度，但是，要求的使用对象具有相对的局限性，因此，在实际施工过程中，要先对施工区域的地质进行测试，保证地质合适时，再铺设土层。

排水固结技术具有节省物力、人力的优点，施工过程较为方面，在水利工程防渗施工过程中较为常见。

各种防渗结构并无显著差异，只是防渗性能有所差异，结构层次从上到下为：渗滤液收集导排系统、防渗层、基础层、地下水收集导排系统。

填埋场防渗系统1.单层防渗结构

可采用压实黏土单层防渗，或HDPE（高密度聚乙烯）膜单层防渗。

填埋场防渗系统2.复合防渗结构

可采用HDPE膜和压实土壤的复合防渗层，或HDPE膜和GCL的复合防渗层。

填埋场防渗系统3.双层防渗结构

该层次从上至下为渗滤液收集导排系统、主防渗层、渗漏检测层、次防渗层、基础层、地下水收集导排系统。主防渗层和次防渗层均应采用HDPE膜作为防渗材料。

进一步完善水利工程防渗施工的措施

我国现阶段水利工程防渗施工技术逐渐朝着成熟化的方向发展，水利工程防渗问题仍然较为明显，要想不断提升水利工程防渗施工水平，就要从以下几个方面来进行。

防渗做好施工前的准备工作

水利工程施工质量对于经济发展和社会进步将会产生深远的影响，所以，在进行水利工程施工之前，要选择具有先进施工技术、经验丰富的施工队伍，还要聘请资历较深的专家学者对工程进行测量，并分析其可行性。对水文特点以及土层结构进行分析和考察。

建筑施工企业要结合水利工程区域环境选择科学的防渗施工技术，做好防渗工作，从而提升水利工程的使用质量和使用寿命。

防渗做好施工技术检测、选择良好的施工材料

水利工程具有不同的形态，堤坝、水库和发电设备都包含其中，因此，建筑施工人员在实际施工之前，还要选择科学合适的材料，保证各种施工材料满足国家颁布的各项标准。对于高压喷射技术以及防渗墙施工过程中的水泥施工，建筑施工人员要做好相应的控制工作，保证达到防渗的标准和要求。水利工程施工过程中，要对具体的施工环节实施检测。

建筑施工企业除了需要安排专业的管理工作人员做好日常管理工作之外，还要安排技术工作人员实施现场指导，减少施工过程各种技术难题出现的可能性。

防渗做好水利工程完成之后的维护工作

水利工程完成施工之后，施工人员要对其进行定期检测。

工程材料受到自然灾害以及长期运行的影响，可能会产生较大的质量问题。施工人员要严格控制水利工程的每一个防渗环节，对于出现的质量问题，要及时进行修补，避免渗漏面积不断扩大，从而延长建筑水利工程的使用年限。水利工程部门还需要做好相应的保护工作，尽可能减少自然灾害对建筑水利工程的危害，杜绝任何人为因素对其产生的影响，从而保证水利工程在使用过程中产生更大的经济和社会价值。