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叶建忠:土工合成材料在防洪工程抢险中的应用 蛛魔隧道

来 源:中华水网   发布时间:2011-04-17 移动版

摘要:土工合成材料作为一种新材料,以其特有的特点逐渐被运用在防洪工程抢险中。土工合成材料是一种新型的岩土工程材料,它以人工合成的聚合物制成各种类型的产品,置于土体内部、表面或各层土体之间,发挥加强或保护土体的作用。具有抗冲、耐磨、耐腐蚀和重量轻等特点。在防洪工程抢险中主要利用土工合成材料的排水反滤和防渗功能,起到排水、反滤和防渗的作用,常用于堤岸、涵闸及堵口等险情抢护,可及时排除险情。在防洪工程抢险使用中有整体性强、抢险速度快、适应性强、储运方便、造价低、经久耐用、可重复利用等特点。

关键词:
土工合成材料 防洪工程 抢险 应用研究


一、土工合成材料


1
、土工合成材料特点

   土工合成材料作为一种新材料,以其特有的特点逐渐被运用在防洪工程抢险中。组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。土工合成材料是一种新型的岩土工程材料,它以人工合成的聚合物制成各种类型的产品,置于土体内部、表面或各层土体之间,发挥加强或保护土体的作用。土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等四大类型。土工合成材料不仅具有较高的强度。而且具有抗冲、耐磨、耐腐蚀和重量轻等特点。在防洪工程抢险使用中有整体性强、抢险速度快、适应性强、储运方便、造价低、经久耐用、可重复利用等特点。

2
、土工织物功能和作用

   土工合成材料中的土工织物具有较高的强度,单位质量轻、透水性强、防腐及耐磨性好的特点,同时它还具有以下几方面的功能和作用:排水功能:土工织物能截断与汇集土体中的渗水,并能将渗水沿垂直织物平面或平行织物平面排出土体。反滤功能:由于土工织物构造上的水力学特性,在它排出渗水的同时,能拦阻土体颗粒不被带出。隔离作用:土工织物能把不同性质或不同级配的土石料隔开,以免互相掺杂,从而可以保证施工质量。对土体的加筋作用:土工织物有较高的抗拉强度,在土体中可以约束土体的应变,提高土体的综合变形模量,减小土体变形,改善土体的受力状况。

3
、土工合成材料应用现状

   土工合成材料70年代末引入我国,应用于岩土工程是近50年来发展起来的一门新技术。1991年开始,国家防汛抗旱总指挥部将土工合成材料作为防汛抢险物料下达生产储备任务,各流域都分别储存了编织袋、复合布、土工织物、防浪布(即编织布覆膜)等。防洪工程抢险所用材料要求重量轻、便于运输、不易腐烂,施工简单、快捷、见效快,而土工合成材料所具有的特点正好能满足防汛抢险的要求。据统计1998年防汛抢险中使用的土工合成材料总量达到1亿多平方米。实践证明,土工合成材料应用于防汛抢险有着其他材料不可替代的优点。此外,土工织物施工工艺简单,易保证工程质量,施工速度快,工程造价低。因此对于防洪工程抢险这种时间性非常紧迫的工程,土工织物将成为一种十分理想的新材料。

二、防洪工程抢险传统材料


   防洪工程安全渡汛主要采取两个层次的措施:第一是防护,就是避免险情发生;第二是抢险,即一旦险情出现,要迅速采取有效措施消除险情。防洪工程抢险最常用的传统材料主要为土料、砂料、石料以及草袋、麻包等,它们作为抢险用材已历史悠久,效果良好,仍然是当前防洪、抢险的主要材料。这些材料虽然有来源广、数量多能就地取材等许多优点,但存在重量重、体积大、运输困难、施工劳动强度大、施工速度慢、工程质量不易保证等不足。

三、土工合成材料在防洪工程抢险中的应用


   在汛期中如何针对不同的险情应用土工合成材料进行抢险防护是一个急需解决的问题。我国在利用天然纤维材料(秸料)进行护堤、抢险、堵口等已有很久的历史,但利用土工合成材料来抗洪抢险还是一项新技术。在防洪工程抢险中主要利用土工合成材料的排水反滤和防渗功能,起到排水、反滤和防渗的作用,常用于堤岸、涵闸及堵口等险情抢护,可及时排除险情。

   防洪堤坝是防御洪水的主要屏障,是战胜洪水的物质基础。汛期江河水位高涨,常居高不下,洪水偎堤时在水流的作用下会遭到破坏,对于堤坝某些堤段薄弱环节或隐患,遇水后易出现险情。防洪工程的主要险情有洪水漫顶(漫溢)、背河坡出现大面积散浸(渗水)、翻沙鼓水及成片泡泉(管涌)、堤坝内出现贯通水流通道及裂缝(漏洞)、堤坡出现趾部隆起外移(滑坡)、堤坝迎水坡发生大面积塌落(坍塌)、风浪等。防洪工程险情抢护应根据不同的险情类别、出险原因情制定抢护方案,土工合成材料在防洪工程险情抢护中的应用也应根据险情类别、出险原因及抢护方案等选择不同类型。

(一)洪水漫顶(漫溢)险情抢护


   当遭遇超标准洪水,为防止漫溢溃决,应迅速进行加高抢护。采用纺织袋修筑子堤,修筑子堤的编织袋,一般宽为0.5-0.6m,长0.9-1m,袋内装土重量为40kg-60kg,以利于人工搬运。当遇雨天道路泥泞又缺乏土料时,可采用编织袋装土修筑编织袋土子堤,编织袋间用土填实,防止涌水。子堤位置在临河一侧,顶宽1.5m-2m,边坡可以陡一些。如流速较大或风浪大时,可用聚丙烯编织布或无纺布制成软体排,在软体下端缝制直经30cm-50cm的管状袋。在抢护时将排体展开在临河堤肩,管状袋装满土后,将两侧袋口缝合,滚排成捆,排体上端压在子堤顶部或打桩挂排,用人力一齐推滚排体下沉,直至风浪波谷下,并可随着洪水位升降变幅进行调整。使堤坡防风浪淘刷和堤顶防漫溢软体排构成一个整体,收到更好的效果(图1)。

(二)大面积散浸(渗水)险情抢护 转载请注明出处: http://www.chndk.com/view-9802-1.html

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