土工合成材料在防止山体滑坡中的应用

土工合成材料在防止山体滑坡中的应用沈笑巍1任强2陈凯2（1天津工业大学纺织学院天津3001602东纶科技实业有限公司河北廊坊065001）摘要本文简要介绍了山体滑坡的危害及其防护措施，重点介绍述了用于防止山体滑波的土工合成材料种类及其土工合成材料在防止山体滑坡中的应用方法和具体实例。关键词体滑坡；土工合成材料；护坡；应用实例中图分类号TS1765土工合成材料泛指用于土木工程的合成材料，在土木、水力、交通、铁道和环境工程中得到广泛应用，起到排水反滤、防渗、加筋、隔离、防护和减载等作用。这些作用是以不同形式的产品来实现的，例如，土工织物用于滤层、隔离和防护；土工网和三维植被网垫用于排水和坡面的稳定；土工格栅、条带和有纺或编织土工织物用于加筋、土工膜用于防渗等。土工合成材料的应用逐渐被认识，还有相当大的应用领域需要去开拓。本文主要介绍了土工合成材料在防止山体滑坡及护坡等方面起到的有效作用。分离成不连续状态时，才有可能向下滑动的条件。地形地貌条件。坡度大于10度，小于45度，下陡中缓下陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。水文地质条件。地下水活动主要软化岩、土，降低岩、土体的强度，产生动水压力和孔隙水压力等。其次还有很多其他的诱发因素地震、降雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流等地表水体对斜坡的不断冲刷；不合理的人类工程活动都可诱发滑坡，还有如海啸、风暴潮、冻融等作用也可能诱发滑坡。2预防山体滑坡的措施由于山体滑坡的危害越来越被人类重视，所以对预防山体滑坡的措施有了更多的发展。现在的预防措施有很多种建立地质灾害监测预警系统工程，建立山区地质灾害专家分析制度，确定预警信息的发布部门、规范预警信息的发布形式，建立联动机制等。常用的防止山体滑坡的措施有山体滑坡防护网、混凝土抗滑结构、锚固技术、减载、排水、利用植被防止山体滑坡、土工合成材料防止山体滑坡等，而其中土工合成材料在防止山体滑坡中的有着广泛的应用。土工合成材料有质量轻，整体性强，抗拉强度高等突出特点。并且具有防渗、加筋、隔离、排水、过滤、保护等功能。现已经广泛应用于公路和铁路的修理、堤坝和水力的施工、抗洪抢险带、房1山体滑坡及其危害山体滑坡是指山体斜坡上某一部分岩土在重力（包括岩土本身重力及地下水的动静压力）作用下,沿着一定的软弱结构面（带）产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用和现象，是常见的地质灾害之一，会造成一定范围内的人员伤亡、财产损失以及对附近的道路交通造成严重威胁。山体滑坡的形成原因有以下几方面，其中地理原因有以下几个岩土类型。岩土体是产生滑坡的物质基础。一般说，结构松散，抗剪强度和抗风化能力较低，在水的作用下其性质能发生变化的岩、土，构成的斜坡易发生滑坡。地质构造条件。组成斜坡的岩、土体只有被各种构造面切割收稿日期20121119图1护坡工程中土工布施工结构剖面图科技屋地基等多种领域，能有效减少水土流失，保护山体、边坡、渠道、河岸的稳定等。土工布通常不是单独使用的，在堤坡护砌、河底护砌中都是覆盖在块石或混凝土预制板下面，从而构成稳定的防护体，起到防渗、加筋作用。而在强降雨的情况下，斜坡尤其是陡坡上的土最容易被雨水冲走，因此固定斜坡土壤最好的方法就是在斜坡上种植物，用植物根系将土壤连接在一起。但在自然环境较恶劣的地方，植物在斜坡上难以生长，利用土工布就能有效解决这个问题。土工合成材料防止山体滑坡有很多种（1）土工织物是土工合成材料之一，而最常见的用于护坡工程的土工布，主要有各种厚度规格的模袋布、150600G/M2短纤无纺土工布（分涤纶和丙纶两类）和120400G/M2长丝纺粘土工布。（2）土工膜和复合土工膜。土工膜具有防渗、反滤、排水、隔离、加固、防护、密封等多种功能，它与常规的砌石等材料防渗效果相比，具有投资低，施工工艺简单，工期短，防渗效果好。而土工膜的主要功能就是防渗作用，铺设在斜坡上可以有效防止大量雨水进入土体引起滑坡。（3）土工网和土工复合排水网。土工网是一种大网格的二维结构，其主要应用是和上下两面的无纺织物滤层（或一面无纺织物另一面土工膜）构成复合排水体，其排水率和上覆压力较大。土工复合排水材料主要有四种不同结构的产品塑料排水带、穿孔波纹管、弹簧软式透水管和塑料盲沟。（4）土工格栅和土工网垫。土工格栅是聚合物或玻璃纤维制成的网格结构。土工网垫是一种三维结构控制水土流失的坡面防护土工合成材料，又称土工垫或三维植被网。达到设计标准后，用2CM厚的砂层填平，然后铺筑400G/工程土工布，在土工布上铺58CM厚的砾石作垫层，砾石径要求在25CM之间最佳，以防止石扎坏土工布，最后在砾石上面铺设块石，要求整齐、平坦。（详见图1）4土工合成材料应用实例41松花江东风民主甩弯子段护坡工程在松花江东风民主甩弯子段护坡工程中，应用了聚乙烯复合土工膜，它是由两层丙纶针刺无纺布中间夹一层聚乙烯塑料薄膜经过压制而成的。这种土工布即弥补了塑料易于被外力损坏的缺陷，又保持了针刺丙纶无纺布的柔韧性，也是一种不透水的土工合成材料。东风民主甩弯子段堤坝渗水现象严重，在1998年洪水期间，该段也出现险情。对此，该工程以防渗为主要设计准则，采取堤坝迎水面堤脚下5M深垂直铺塑，并连接堤坝上铺设的聚乙烯复合土工膜，形成一个整体的防渗结构。使用伸臂式往复运动垂直铺塑机，在坡脚下铺设5M深的聚乙烯，再利用专用的热合机，将垂直铺设的聚乙烯复合土工布膜与堤坡上铺设的土工膜焊成一体，形成的整体防渗结构效果是很理想的。42青山水库护坡工程青山水库位于黑龙江虎林市八五六农场西部，是一座中型平原反调节水库。由于受当时施工、经济条件的影响，大坝的反滤材料的选择上相对落后，随着水库蓄水量满负荷的运行，边坡塌陷现象时有发生。在经过多次维修加固却收效甚微之后，采用了土工布作为护坡的反滤材料，取得了明显的效果。在护坡工程的设计中，重点对反滤材料的选择进行了分析对比，发现土工布不仅具有良好的应力应变性能，还具有较高的韧性，对于重而有棱角的石块所带来的穿刺和冲击应力有较好的吸收能力而不至于损坏，在竖向及平面上均有较3土工合成材料在防止山体滑坡中的具体应用31采用混凝土板护坡护岸结构型式先将护坡表面杂草、树根、废物清理干净，按设计要求削坡达到设计标准后，可直接铺置土工布；对于土质较差的岸坡可采用先铺置35CM厚的砂层，然后再铺设土工布；土工布上面铺一层2CM厚的砂层，砂层上面现浇10CM厚的混凝土。两块混凝土板之间应保留152CM宽的缝隙，横缝用水泥砂浆充填，缝沟一半留下一半作排水用。32干砌块石护岸护坡的结构型式先将岸坡表面清基3050CM，按设计要求削坡趨趭江苏纺织JIANGSUTEXTILESCIENCEANDTECHNOLOGY科技高的透水性、过滤性及排水能力，使水能自由通过而又能留住土壤细粒不被风浪带走，无污染、耐化学及微生物侵袭，应用它同时还能使地底土产生紧密粘结力，提高土层的稳定性，完全适用于该水库。而且与砂石滤料相比，土工布用作护坡的反滤层可以节约费用224元/M2，节省人工065工/日，节省投资145，在两年施工中，总共完成护坡总面积5万以上，共计节省费用112万元，节省人工3万多工/日。土工布在此护坡工程中的具体施工方法为从护坡基础面向下反压入20CM深土工布，再自下而上铺放土工布，铺放要求平整，无皱折，土工布的接缝要求搭接15CM，用尼龙胶丝线缝合，缝两道线，以免脱节失去反滤作用。铺护坡板时，光滑面向上互相错缝，对接，压好土工布。土工布铺到坝顶面市，为防止雨水顺坡底流入，再反压入坡内20CM。52黄红麻土工布与苎麻结合覆盖黄麻土工布能减少水土流失，然而当其与苎麻结合时，对控制土壤侵蚀、减水减沙有显著作用。主要由于土工布本身的网格阻挡和吸水膨胀作用，减少了雨滴的冲击溅蚀作用；其次，覆盖黄麻土工布后，苎麻生长发育状况显著优于未覆盖黄麻土工布的情况，生长良好的苎麻不仅地面上部对降雨起到良好的阻挡作用，而且其发达的根系可增加地表水分下渗，起到固结土壤、防止流失的作用。53黄洋麻针刺复合土工布由于传统的黄洋麻土工布均采用机织和编织方法，在保水性和防止水土流失方面均有缺陷，且恢复植被时间长，因此由黄洋麻针刺复合土工布来代替。黄洋麻针刺复合土工布的生产方法，首先采用黄洋麻纤维为原料，纤维经过混合开松，在梳理机上梳理成网，再经过铺网、针刺加固和定型处理后成为非织造土工布。在成网时采用气流成网、杂乱成网和交叉成网的方法，这样能使纤网中的黄洋麻纤维呈杂乱排列，减少纤网的纵横强力和延伸率的差异，使其物理机械性呈各向同性。这种土工布集中了传统黄洋麻土工布的功能优势，能满足相关工程的水土保持方面的特殊要求。黄洋麻针刺复合土工布具有良好的水土保持效果，与非复合的黄洋麻土工布相比提高了约50以上的效益。其分解产物主要是多糖类物质，对土壤和植被有利，可起到施肥改良土壤的作用。5特殊土工材料防止山体滑坡51黄红麻土工布黄红麻是世界主要纤维作物和经济作物，是纺织工业不可缺少的重要原料。黄红麻纤维作为一种天然纤维资源具有很多优点较高的强力、纤维粗硬、极好的吸水性、对环境无害、价格低廉。早在20世纪80年代初期，印度、孟加拉等国就相继开始开发生产黄红麻土工布，欧美等一些发达国家开始将黄红麻土工布用于各种土建工程。据TEXTILEHORIZONSSEP1985上一篇题为JUTEHOLDSGROUND的文章报道，在美国、德国、法国和瑞士至少有四家公司能够提供由印度、泰国、孟加拉等国生产的黄红麻土工布，并且已有一些控制土壤流失的工程正在用这黄红麻土工布。根据黄红麻土工布的特点主要有以下几点应用控制水土流失、沙漠治理或防止土壤硬化、堤坝水库及高速公路的边坡加固、环境装饰和城市美化、河岸水道及农业方面的应用。6结语土工合成材料作为一种广泛应用于土木工程的新型材料，它在防止山体滑坡、治理水土流失方面有着显著作用，更由于它的投资便宜、施工简单，在实际施工中更优