土工膜保护层的作用是抵御外界破坏因素
土工膜保护层主要作用是抵御各类外界破坏因素，包括施工机具、人畜踩踏损伤，波浪冲刷、冻融、风吹、紫外线暴晒，以及膜下浮托力造成膜体上浮破坏；同时保护层还能提升斜坡土工膜的稳定性。保护层的结构、材料与施工方案需要单独设计论证。（1）中小型工程保护层
常用素土、砂砾石、预制/现浇素混凝土板、干砌石。素土保护层厚度一般取30～50cm；混凝土板常规厚度约10cm，国外部分渠道工程用到20～30cm。
保护层和土工膜之间可增设垫层，可选素土、细砂、无尖角砂砾；针刺无纺布是优质垫层材料。带无纺布的复合土工膜本身自带垫层，无纺布还可以增大界面摩擦，提高边坡稳定。透水型垫层还能排走膜上方积水。
（2）大型重点工程保护层
分为护面层与上垫层。护面层可选预制/现浇混凝土块板、配筋混凝土板、干砌石、浆砌石。如果浆砌石护面不透水，需要设置排水孔，排出护面背后积水。垫层选型要匹配护面类型：预制混凝土块板可直接铺在复合土工膜的土工织物上；现浇护面可直接在复合土工膜织物层浇筑，不用额外增设垫层。
干砌块石块体带有棱角时，不能直接接触土工膜/复合土工膜：先铺10～15cm厚、粒径＜40mm碎石垫层，再砌筑干砌石护面。浆砌块石护面，在土工织物上铺5～8cm厚、粒径＜20mm小石垫层再砌筑。浆砌石、现浇混凝土护面均需布设排水孔，孔间距1.5～2.0m。
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