你好,歡迎進入泰安巨匠工程材料有限公司網站!
 
 

土工合成材料在防洪工程搶險中的應用

時間:2016年05月30日 信息來源:本站原創

土工合成材料作為一種新材料,以其特有的特點逐漸被運用在防洪工程搶險中。土工合成材料是一種新型的巖土工程材料,它以人工合成的聚合物制成各種類型的產品,置于土體內部、表面或各層土體之間,發揮加強或保護土體的作用。具有抗沖、耐磨、耐腐蝕和重量輕等特點。在防洪工程搶險中主要利用土工合成材料的排水反濾和防滲功能,起到排水、反濾和防滲的作用,常用于堤岸、涵閘及堵口等險情搶護,可及時排除險情。在防洪工程搶險使用中有整體性強、搶險速度快、適應性強、儲運方便、造價低、經久耐用、可重復利用等特點。 
詞:土工合成材料 防洪工程  搶險  應用研究
一、土工合成材料
1、土工合成材料特點
土工合成材料作為一種新材料,以其特有的特點逐漸被運用在防洪工程搶險中。組成土工合成材料的主要原材料有聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、高密度聚乙烯和聚氯乙烯等。土工合成材料是一種新型的巖土工程材料,它以人工合成的聚合物制成各種類型的產品,置于土體內部、表面或各層土體之間,發揮加強或保護土體的作用。土工合成材料可分為土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復合型土工合成材料等四大類型。土工合成材料不僅具有較高的強度。而且具有抗沖、耐磨、耐腐蝕和重量輕等特點。在防洪工程搶險使用中有整體性強、搶險速度快、適應性強、儲運方便、造價低、經久耐用、可重復利用等特點。
2、土工織物功能和作用
土工合成材料中的土工織物具有較高的強度,單位質量輕、透水性強、防腐及耐磨性好的特點,同時它還具有以下幾方面的功能和作用:排水功能:土工織物能截斷與匯集土體中的滲水,并能將滲水沿垂直織物平面或平行織物平面排出土體。反濾功能:由于土工織物構造上的水力學特性,在它排出滲水的同時,能攔阻土體顆粒不被帶出。隔離作用:土工織物能把不同性質或不同級配的土石料隔開,以免互相摻雜,從而可以保證施工質量。對土體的加筋作用:土工織物有較高的抗拉強度,在土體中可以約束土體的應變,提高土體的綜合變形模量,減小土體變形,改善土體的受力狀況。
3、土工合成材料應用現狀
土工合成材料70年代末引入我國,應用于巖土工程是近50年來發展起來的一新技術。1991年開始,國家防汛抗旱總指揮部將土工合成材料作為防汛搶險物料下達生產儲備任務,各流域都分別儲存了編織袋、復合布、土工織物、防浪布(即編織布覆膜)等。防洪工程搶險所用材料要求重量輕、便于運輸、不易腐爛,施工簡單、快捷、見效快,而土工合成材料所具有的特點正好能滿足防汛搶險的要求。據統計1998年防汛搶險中使用的土工合成材料總量達到1億多平方米。實踐證明,土工合成材料應用于防汛搶險有著其他材料不可替代的優點。此外,土工織物施工工藝簡單,易保證工程質量,施工速度快,工程造價低。因此對于防洪工程搶險這種時間性非常緊迫的工程,土工織物將成為一種十分理想的新材料。
二、防洪工程搶險傳統材料
防洪工程安全渡汛主要采取兩個層次的措施:第一是防護,就是避免險情發生;第二是搶險,即一旦險情出現,要迅速采取有效措施消除險情。防洪工程搶險最常用的傳統材料主要為土料、砂料、石料以及草袋、麻包等,它們作為搶險用材已歷史悠久,效果良好,仍然是當前防洪、搶險的主要材料。這些材料雖然有來源廣、數量多能就地取材等許多優點,但存在重量重、體積大、運輸困難、施工勞動強度大、施工速度慢、工程質量不易保證等不足。
三、土工合成材料在防洪工程搶險中的應用
在汛期中如何針對不同的險情應用土工合成材料進行搶險防護是一個急需解決的問題。我國在利用天然纖維材料(秸料)進行護堤、搶險、堵口等已有很久的歷史,但利用土工合成材料來抗洪搶險還是一項新技術。在防洪工程搶險中主要利用土工合成材料的排水反濾和防滲功能,起到排水、反濾和防滲的作用,常用于堤岸、涵閘及堵口等險情搶護,可及時排除險情。
防洪堤壩是防御洪水的主要屏障,是戰勝洪水的物質基礎。汛期江河水位高漲,常居高不下,洪水偎堤時在水流的作用下會遭到破壞,對于堤壩某些堤段薄弱環節或隱患,遇水后易出現險情。防洪工程的主要險情有洪水漫頂(漫溢)、背河坡出現大面積散浸(滲水)、翻沙鼓水及成片泡泉(管涌)、堤壩內出現貫通水流通道及裂縫(漏洞)、堤坡出現趾部隆起外移(滑坡)、堤壩迎水坡發生大面積塌落(坍塌)、風浪等。防洪工程險情搶護應根據不同的險情類別、出險原因情制定搶護方案,土工合成材料在防洪工程險情搶護中的應用也應根據險情類別、出險原因及搶護方案等選擇不同類型。
(一)洪水漫頂(漫溢)險情搶護
當遭遇超標準洪水,為防止漫溢潰決,應迅速進行加高搶護。采用紡織袋修筑子堤,修筑子堤的編織袋,一般寬為0.5-0.6m,長0.9-1m,袋內裝土重量為40kg-60kg,以利于人工搬運。當遇雨天道路泥濘又缺乏土料時,可采用編織袋裝土修筑編織袋土子堤,編織袋間用土填實,防止涌水。子堤位置在臨河一側,頂寬1.5m-2m,邊坡可以陡一些。如流速較大或風浪大時,可用聚丙烯編織布或無紡布制成軟體排,在軟體下端縫制直經30cm-50cm的管狀袋。在搶護時將排體展開在臨河堤肩,管狀袋裝滿土后,將兩側袋口縫合,滾排成捆,排體上端壓在子堤頂部或打樁掛排,用人力一齊推滾排體下沉,直至風浪波谷下,并可隨著洪水位升降變幅進行調整。使堤坡防風浪淘刷和堤頂防漫溢軟體排構成一個整體,收到更好的效果(圖1)。

圖1編織袋土子堤示意圖
(二)大面積散浸(滲水)險情搶護
汛期高水位歷時較長時,在滲壓作用下,有些土堤、壩構筑土料雜亂或施工質量差,擋水以后,隨洪水位升高,水壓增大,浸潤線相應抬高,其滲漏也隨之出現,最后水流從背水坡滲出。若滲流量過大,出現渾水,背水坡松軟,有滑坡,塌陷等險情時,宜用土工織物反濾排水,以穩定壩身。土工織物用于土壩散浸排水方法有兩種,一是用土工織物作貼坡排水,二是堤坡開挖導滲溝,溝內放土工織物,上面填塞小石子
1、貼坡排水法
使用土工織物作貼坡排水,一般應考慮以下因素:土工織物的物理特性(開孔大小和分布、厚度、壓縮性);被保護土體的物理力學特性(顆粒大小分布、孔隙率、滲透系數);水力條件(滲透方向是單向或往復滲透);作用于土工織物上的力及土工織物應具備的抗拉、抗壓、抗撕裂強度等。
用土工織物貼坡排水的施工方法是,先整平堤坡,或用砂填平,然后平鋪土工織物。土工織物一般鋪設在比逸出點高0.5-1m以上。然后在土工織物上鋪放石子,石子上面可以放塊石。施工時,不穿帶釘子的鞋子作業,以免將織物扎破。織物之間搭接用線縫或用化學粘合劑粘合,搭接寬度一般為15cm左右(圖2)。
圖2貼坡排水法示意圖
當滲透水通過土工織物排出以后,可以在堤腳開挖一條導滲溝,將集流引出,同時溝內也鋪放土工織物。排水溝要開挖平整,土工織物要緊貼排水溝底和兩側,并與堤坡、壩坡的土工織物搭接粘牢,最后在溝內填放石子和片石壓重。
2、開挖導滲溝
施工方法是:從浸潤線逸出點沿坡面至堤腳開挖若干橫向溝(即垂直于堤身縱向軸線)溝的間距一般5m左右,溝深0.3-0.5m,寬0.3-0.8m,溝內必須開挖平整,然后鋪放土工織物,在織物上面放小石子。土工織物放入溝內要預留一定寬度的織物在溝外,而且留在溝外的織物需蓋上草席,以減少日光照射(圖3)。
圖3 開挖導滲示意圖
(三) 翻沙鼓水(管涌)險情搶護
汛期高水位時,由于臨水面與背水面的水位差而發生滲流,因滲流的作用堤壩背河坡腳附近或坡腳以外(包括潭坑、池塘或稻田)地基基礎薄弱處往往發生滲透變形,產生管涌、流土、滑坡等險情,如不及時處理,將危及堤壩安全。采用土工織物作為濾層,應對可能出現滲透破壞的堤段取土,進行試驗計算,確定土工織物型號,然后選購所需土工織物。但在防洪搶險時,有時來不及試驗,只能憑經驗處理。使用土工織物對管涌險情的搶護時一是土工織物反濾圍井,二是土工織物反濾壓(鋪)蓋。
1、土工織物反濾圍井施工方法
(1)將管涌周圍或嚴重散浸的地面整理平整,清除草皮雜物以及尖角石塊
(2)若管涌口較小,可以用整塊的土工織物蓋住管涌口,若管涌口較大或連片,則應將土工織物互相搭接并用線縫起來,或采用化學粘合。搭接寬度一般為15-20cm。在松軟的土基或水下施工時,搭接寬度應取40-60cm。
(3)將土工織物蓋在管涌口上面,即以重物將其固定,再由周圍向中央壓易透水的2-4cm粒徑的小卵石或小石子,厚度30-50cm。石子上面再壓塊石或混凝土塊,最后形成中心高,四周低的壓重體。
(4)鋪放土工織物的面積取決于管涌的大小和需要保護的滲水段的范圍,其面積應大于需要保護的滲水范圍0.5m以上(圖4)。
圖4 土工織物反濾圍示意圖
施工時應注意以下兩點:一是當管涌處水壓較大,土工織物覆蓋其上后,往往被水柱頂起來,一般說這是壓重不夠,應當繼續填壓石子,也可以用草袋裝石子壓上去,直至壓平為止。二是若冒砂孔直徑較大時,土工織物加壓后就會下凹,甚至會將土工織物撕破。遇于這種情況,應當在孔內先用大石子,小石子或石屑將孔洞填平(可略高于附近地面3-5cm)以分散集中的滲流,在石屑上面再鋪放土工織物并按前述辦法加壓重。
土工織物鋪放以后,開始由于土體中微粒子被滲水夾帶出來,水色變渾濁,歷經一段時間后,若水質變清,說明此時土體內部顆粒不再流失,土工織物已起導滲作用。
2、土工織物反濾壓鋪蓋
搶筑土工織物反濾壓鋪蓋的要求與土工織物反濾圍井基本相同。在平整好的地面、清除雜物,并視涌流流速大小采取拋投塊石或磚塊措施消沙水勢后,先鋪一層土工織物,再鋪一般磚、石透水料厚40cm-50cm,或鋪砂厚5cm-10cm,最后壓蓋塊石一層(圖5)。在單個管涌口,可用反濾土工織物袋(或草袋)裝粒料(如卵石等)排水導滲。
圖5 土工織物反濾壓鋪蓋示意圖
(四)堤壩內出現貫通水流通道(漏洞)險情搶護
汛期高水位情況下,堤壩偎水時間長時,背水坡及坡腳附近出現橫貫堤身或堤基的流水孔洞即為漏洞。漏洞的水流稱為壓力管流,流速大沖力強,險情發展快。當發生漏洞險情時,要全力以赴迅速進行搶堵。搶護漏洞的原則是“前截后導,臨背并舉”。當漏洞進水口較大或附近洞口較多時,可在臨河采用復合土工膜布軟簾蓋堵,背水坡鋪無紡土工織物封堵漏洞。

上一篇:環境工程中土工合成材料的應用
下一篇:土工合成材料在鐵路路基工程中的施工方案
版權所有:泰安巨匠工程材料有限公司 聯系人:王經理 手機:15853830362
地址:山東省泰安市高新技術開發區 網址:www.tatgclgs.cn 魯ICP備17023915號
網站建設百度推廣泰安網絡公司 技術支 持焦點網絡電話:0538-6309930,6632526 管理登錄
十分十一选五开奖走势