初土工膜应用于低水头的渠道防渗，迄今，尾矿坝防渗土工膜，国外已有40多年的历史，应用于土坝坡防渗开始也较早，但大规模的应用，还是近10多年的事。西班牙1984年建成的Pota de LosRo；坝高97m，是迄今为止采用土工膜防渗的堆石坝。采用土工膜的混凝土面板堆石坝当属葡萄牙的Paradela坝，该坝高79m，上部30m铺3层厚0.6mm聚乙烯膜防渗。1966年建的Hypek坝·穆高3oom，萤石矿渣防渗HDPE膜，其围堰也是坝体的一部分，高125m，红泥堆放场土工膜，上部50m用土工膜防渗，已正常应用土工合成材料于海岸防护和渠道防渗早，但应用土工膜于坝工防渗却落后于国外先进国家，后来泰安市恒瑞土工材料有限公司引进国外先进技术生产聚乙烯土工膜。
80年代以来，我国共有约100多项工程采用土工膜防渗，包括新建的土石坝，土石坝防渗加固、库区防渗、施工围堰、尾矿库防渗等，其中广西柳州田村土石坝，坝高48m中心墙用土工膜防渗，是我国目前用土工膜防渗的土石坝。福建水口电站上下游围堰用土工膜作中央防渗体，上游围堰高42.6m。所有采用土工膜防渗的工程都取得了良好的效果。在输水渠道、蓄水池、地下工程、尾矿库等各方面都有采用土工膜防渗的成功实例、将尽管如此，采用土工膜渗仍然是一种新生事物，工程界仍普遍对土工膜很薄，易于刺破撕裂和对土工膜的耐久性能等方面存在疑虑，阻碍了土工膜在防洪工程中推广应用。同时，国内对土工膜性能的研究较其它土工合成材料的研究重视不够，研究成果较少、还没有土工膜设计与施工标准以及国内缺少土工膜的系列产品等，都影响了土工膜的推广应用。
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土工膜在水利防渗工程中应用情况及优缺点：由于土工薄膜在工程中可能遇到以上几个问题，因此，要正确设计，精心施工，保证土工膜良好地工作。同时也可根据不同情况在土工薄膜上面或下面，或者上、下两面加以保护，将土工薄膜与针刺土工织物通过挤压、滚压或喷涂等工艺制成整体结构的复合土工薄膜，其土工织物能起到排水排气以及缓冲受力的作用，土工膜，并能弥补薄膜自身强度之不足，又能改善接触界面的摩擦特性。它与单一土工薄膜相比具有以下优点：①提高了土工薄膜的抗拉、抗撕裂、抗顶破及抗穿刺等力学强度；②在相同应力作用下，伸长率有所减小，模量增大；③趋于各向同性，能避免在物理条件和温度变化时所产生某个方向上的过量收缩和移动；④易于避免下层土体冻融时土工薄膜的损坏；⑤易于压力均布，避免应力局部集中；⑥易于消散土工薄膜与土体接触面上的孔隙水应力及浮托力；⑦改善土工薄膜的摩擦性能，增加其稳定性。因此，复合土工膜改善了薄膜的工程性能，简化施工程序，保证施工质量。目前工程中大多采用复合土工膜作防渗材料。
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