土工合成材料在防汛抢险中的应1.docx

土工合成材料在防汛抢险中的应用摘 要:土工合成材料具有整体性强、抢险速度快、适应性强、储运方便、造价低、经久耐用和可废物利用的优点，在防汛抢险中主要起到排水、反滤和防渗的作用，此外 ，土工织物施工工艺简单，易保证工程质量，施工速度快，工程造价低的特点。因此对于防汛抢险这种时间性非常紧迫的工程，土工织物与传统材料相比将成为一种十分理想的新材料。关键词: 传统材料 土工合成材料 防汛抢险 发展前景1、土工合成材料的应用现状土工合成材料应用现状20世纪50年代，土工合成材料开始应用于岩土工程中。随着新产品的不断开发和新技术的发展，土工合成材料日益显示出其优越性，并且逐步成为主要加筋材料。在我国，土工合成材料应用开始于20世纪70年代末期，与世界先进国家相比，落后十几年。开始主要是采用聚丙烯编织布，主要应用于水利工程中，进行护岸或软体沉排护底。80年代开始从国外引进了许多生产设备和技术资料，推动了我国土工织物的生产与应用。80年代中后期是我国土工织物生产、应用发展最为迅速的阶段，产品的品种、数量、质量力面有很大的发展，其应用的数量、范围、技术水平等方面发展也很快。90年代以来，由于土工织物所具有的功能和特性以及在工程中实际应用效果，引起全国各行各业的极大兴趣。尤其是在水利水电建设部门，如：三峡水电工程、福建水口水电工程等，随着理论研究的深入，测试技术、设计水平、施工方法的不断提高，土工织物开始在一些大型工程、重点工程巾得以应用，并获得较好的经济效益和社会效益，截止到1998年防汛抢险中使用的土工合成材料总量已经达到1亿多平方米。通过实践证明，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。2、防汛、抢险的传统材料特点防汛、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，它们作为防汛用材已历史悠久，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，但也存在重量重、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。3、土工合成材料的特点土工合成材料中的土工织物一般都具有较高的强度，单位质量轻、透水性强、防腐及耐磨性好的特点，同量它还具有以下几方面的功能和作用：（1）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；（2）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；（3）隔离作用：土工织物可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；（4）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。土工织物这些功能和特性，可以克服或改善传统材料的缺点或不足。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（与传统反滤材料相比，可节约投资三分之一到二分之一）。因此对于防汛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，特别对一些缺土缺砂石料的地区更具有特殊的价值。4、土工合成材料在防洪抢险中的应用（1）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。（2）大面积散浸（渗水）险情抢护汛期高水位历时较长时，在渗压作用下，有些土堤、坝构筑土料杂乱或施工质量差，挡水以后，随洪水位升高，水压增大，浸润线相应抬高，其渗漏也随之出现，最后水流从背水坡渗出。若渗流量过大，出现浑水，背水坡松软，有滑坡，塌陷等险情时，宜用土工织物反滤排水，以稳定坝身。土工织物用于土坝散浸排水方法有两种，一是用土工织物作贴坡排水，二是堤坡开挖导渗沟，沟内放土工织物，上面填塞小石子。（3）翻沙鼓水（管涌）险情抢护汛期高水位时，由于临水面与背水面的水位差而发生渗流，因渗流的作用堤坝背河坡脚附近或坡脚以外（包括潭坑、池塘或稻田）地基基础薄弱处往往发生渗透变形，产生管涌、流土、滑坡等险情，如不及时处理，将危及堤坝安全。采用土工织物作为滤层，应对可能出现渗透破坏的堤段取土，进行试验计算，确定土工织物型号，然后选购所需土工织物。但在防洪抢险时，有时来不及试验，只能凭经验处理。使用土工织物对管涌险情的抢护时一是土工织物反滤围井，二是土工织物反滤压（铺）盖。（4）堤坝内出现贯通水流通道（漏洞）险情抢护汛期高水位情况下，堤坝偎水时间长时，背水坡及坡脚附近出现横贯堤身或堤基的流水孔洞即为漏洞。漏洞的水流称为压力管流，流速大冲力强，险情发展快。当发生漏洞险情时，要全力以赴迅速进行抢堵。抢护漏洞的原则是“前截后导，临背并举”。当漏洞进水口较大或附近洞口较多时，可在临河采用复合土工膜布软帘盖堵，背水坡铺无纺土工织物封堵漏洞。（5）堤坝、险工坍塌险情抢护当堤坝上游有大面积塌落险情时，可采用覆盖软体排防护，用聚丙烯编织布、聚氯乙烯绳网构成软体排，设置在坍塌险点处，然后用混凝土块或土工布土、石袋压沉于坍塌段处，这种险情大多要分秒必争地进行抢护。（6）风浪险情抢护汛期江河涨水后，堤坝前水深增加，水面加宽，当风速大，风向与吹程一致时，形成冲击力强的风浪。风浪轻者把临水堤坝坡冲刷成浪坎，重者造成堤坝坡坍塌、滑坡等险情。防风浪抢护以削减风浪对临水坡抗冲为主。土工织物用于防风浪方法有两种，一是土工织物（膜）防浪，二是土工织物软体排防浪。5、土工合成材料评价实践证明, 在防洪抢险工程中采用土工合成材料用于护岸护坡、抢修子堤抢堵漏洞和堤防背水处理管涌、渗水等险情时, 有其明显的优势。（1） 整体性强用土工合成材料可以加工制作成长管袋、长管褥垫、软体排等, 根据险情类别和大小而选用, 不易发生局部冲刷, 并很好地适应河床冲刷变形, 起着非常好的防护作用。（2） 抢险速度快在黄河防汛抢险中争取时间至关重要, 若能抢在洪水到来之前完成抢修任务, 就能保证防洪工程安全度汛，反之, 将会遭受洪水危害, 造成损失。（3）适应性强织造土工织物软体排沉放后, 能与不同地形的河岸、堤坡、较好地贴合, 并能随河床断面经淘刷变化而自行调整其位置, 紧贴岸坡, 发挥防冲护岸作用，同时它又可用做背水坡出现管涌险情时的良好滤层。（4）抢险操作简便通过实践应用是非常有效的, 有时往往用几块土工布就可以迅速有效地处理一处险情,可以说抢险简便快捷效果好。从而避免了长距离大量调集符合反滤要求的砂、碎石及梢、柳、秸料等问题。6、结语为了更好地在防汛抢险中使用土工合成材料, 国家防总办公室近两年做了大量的应用研究工作。组织有关单位研究开发了高摩擦土工编织袋, 成果已通过验收1998年大水后,开展了土工合成材料在抢护管涌险情中的研究, 着重研究了土工合成材料防治管涌的机理和施工机具, 对软体排的施工机具也进行了专题研究, 取得了初步成果。虽然土工合成材料在我国的应用起步较晚, 但发展很快, 比如土工合成材料软体排应用于防汛抢险的试验研究和实际应用, 在国际上处于领先地位。由于其方法较简单, 耗资也比传统的方法省, 特别是可以减少大量的砂石运输, 社会和经济效益显著。参考文献 1 周克己, 鲁智勇.水利工程施工M 1 北京: 中国广播电视大学出版社, 20011 2 张印明