堤防工程土工合成材料应用技术一零

堤防工程土工合成材料应用技术(15)简介：千百年来，在水利工程中，人们广泛采用的材料主要是木、竹、土、石等天然材料以及一些金属材料，但它们都有一些固有的缺陷，例如性能单一，质量大，寿命不长，价格昂贵等，故不能全面满足工程的特定需要。同时天然材料毕竟数量有限，而且不少天然植物材料如过分利用还会影响自然界的生态平衡，破坏人们赖以生存的环境空间，例如大规模地砍伐森林树木，破坏地表植被，会造成水土流失和荒漠化。有些金......关键字：堤防工程土工合成材料应用第二节防渗、排渗和加固在水闸工程中的应用堤线上的水闸也是堤防的组成部分，尤其对“破堤建闸”的水闸，更与堤防有密切的关系，因此本节将简要地叙述土工合成材料在水闸工程中的应用。水闸工程包括上游引水渠、闸室、下游消能防冲工程和出水渠以及两岸连接建筑物等部分。各组成部分均可利用土工合成材料的不同功能，例如上下游渠道的防渗、护岸和防冲、闸底板分缝和两岸挡土墙排水孔处的反滤层、加筋土边墙、闸室软土地基的加固等。一、水渠防冲与水闸反滤(一)上游引水渠和下游出水渠的防冲和防渗水流在上游引水渠和下游出水渠范围内流速较大，特别是在汛期运行时。此外，在下游消能防冲工程的后面，仍伴随有水流的脉动现象，引起上游和下游渠坡和渠底的冲刷，故应加以防护。1.护坡护坡结构中一般采用非织造(针刺)土工织物，其上铺设混凝土面板或块石。因护坡工程中，水流可以通过织物进入岸坡，也可以反向流出，在选择土工织物时，必须按流态复杂的条件分别满足保土、透水和防堵性能的要求。[实例3-10]江苏省施桥二线船闸工程护坡的反滤层江苏省施桥二线线船闸工程程中选择4400g//m2的非织造造针刺土工工织物作护护坡结构中中的反滤垫垫层，其上上铺设厚110cm的的混凝土面面层，在现现浇坡面设设置了足够够的排水孔孔。为防止止土工织物物被水流冲冲起，在坡坡脚处铺设设了干砌块块石，将土土工织物压压住，参见见图3-20。施桥船闸地区区的土质情情况比较单单一，地表表以下3mm范围内为为粉质粘土土，其余均均为饱和的的粉砂和极极细砂(d50=0.0771mm，d90＝0.155mm))，不均匀匀系数Cu=3.004，渗透系系数ks＝1×100-3cm/s。所选非非织造针刺刺土工织物物的O95＝0.122mm，渗渗透系数Kg＝1.111×10--2cm/s。根据保保土性要求求O95≤nd85，因被被保护土颗颗粒d50＝0.0771mm，即d≤0.0775mm的的含量大于于50％，对所所选土工织织物，取n=1..8，而d85略小于d90(d90=0.155mm)，故满足足保土准则则。根据《规规范》对透透水性的要要求，在流流图3-20施桥桥二线船闸闸下游护坡坡态复杂条件下要求kg≥10ks，能够满足。该护坡工程没有进行防堵性设计，在铺设两年后取织物样品试验，发现织物内略有淤堵，每平方米含土量约为667g，但对渗透系数影响不大。评论：(1)本例中用作护坡的土工合成材料还可以选用土工格室或土工模袋。在选用本例叙述的土工织物作护坡材料时，如水底用织物软体排防冲，还应考虑护坡和护底织物的连接问题。(2)本例中土工织物略有淤堵，但对渗透系数影响不大，这反映了非织造针刺土工织物的特性。2.渠底防冲渠底防冲通常应用软体排或长管袋。软体排由织造土工织物制作的排体、绳网和压重组成。[实例3-11]江苏省芒稻河江都西闸软体排防冲江苏省芒稻河东东岸的江都都西闸，净净宽90mm，共9孔，设计计流量5005m3/s。在灌溉溉期间，过过闸流量长长期维持在在800～10000m3/s，引起河河床严重冲冲刷。实测测上游河床床冲深6～7m，下游河河床冲深2～3m。采用织织造土工织织物制成的的软体排防防冲，织物物的经向抗抗拉强度为为25.11kN/mm，纬向为23.55kN／m。上游排排体沿水流流方向长度度为90mm，宽1155m；下游游软体排长长50m，宽宽120mm。织造土土工织物的的经纬丝之之间的孔隙隙有利于沉沉排时透水水。绳网用用于加强排排体，由φ3mm的聚聚氯乙烯多多股绳制成成上下两层层网格(20cmm×20cmm)与织造土土工织物联联为整体。每每根绳的抗抗拉强度为为1.411kN/mm。排体上上的压重由由混凝土块块和散抛块块石组成。可可以通过模模型试验分分析得流速速与压重之之间的关系系，如图3-21所示。南南京水利科科学研究院院的测试结结果。从图图中可见，当当流速为33m/s时，采用1.0kkN/m22压重即可可。图3-21流速速与单位面面积压重水上设排的方法：将排布折叠于一侧岸坡上，沿排头和排尾扎上粗竹杆，排尾的竹杆固定于岸坡，排头的竹杆用几根牵引缆绳与对岸的卷扬机相联；在排体的上下各系数根调位绳索，排体的四周扣有浮筒，趁低水位时，启动卷扬机，借助调位绳索将排布在水面上展开于设计位置；其后，用小船散抛压重，为防止排布在水面鼓起，压重应先从排的中部向四周展开，同时，逐渐放松缆绳，直至排布完全没入河底。在迎水面应压以较大的混凝土块，以防水流掀起排布。完工后要由潜水员进行水下质量检查，确保符合设计要求。江都西闸的软体排铺放10多年来，运行正常，在闸的上游未发生冲蚀现象，下游也末被冲刷。长管袋用于防冲结构时，一般与其他土工织物相配合，起压重作用。[实例3-12]福建省九龙江北溪水闸长管袋防冲1994年福建建省九龙江江北溪水闸闸的上游和和下游均用用长管袋防防冲。为保保护闸上游游120mm长的边墙墙地基和河河床免遭冲冲刷，在已已平整的河河床上，先先铺非织造造针刺织物物排布；然然后将机织织土工织物物缝制的长长6m、直径径0.8mm的长管袋袋平放在排排布上；再再退缩长管管袋，边充充砂边伸长长，装满砂砂后，用尼尼龙绳封口口；最后用用预先放于于袋下的粗粗尼龙绳加加箍，每袋袋3道箍，间间距1.55m，并用用粗尼龙绳绳将并排的的长管袋连连在一起，形形成整体。上上游处理的的河床面积积达4800m2(图3-222)。该闸下下游消能系系统后面的的防冲槽和和海漫也多多次被严重重冲刷，曾曾抛石40000m33防冲。这这次除险加加固也用土土工织物和和长管袋处处理冲深达达3.5mm的防冲槽槽，其结构构和上游翼翼墙固脚相相同。图3-22长管管袋和土工工织物防冲冲结构评论：(1)以上两例中