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土工合成材料范文第1篇

關(guān)鍵詞：土工合成材料；灰?guī)?；?yīng)用

0 前言

土工合成材料是一種新型的建筑材料，由于其具有質(zhì)量輕、施工簡(jiǎn)易、運(yùn)輸方便、料源豐富等優(yōu)點(diǎn)，自問(wèn)世以來(lái)，發(fā)展非常迅速，尤其是近二三十年在全世界范圍內(nèi)得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用在水利、交通、電力、堤壩、防止沙漠化和水土保持等工程建設(shè)中，其中我國(guó)電力能源系統(tǒng)新建電廠粉煤庫(kù)90％以上采用土工合成材料修建灰?guī)斓蹋?0％的老灰?guī)炀S修和擴(kuò)建也均采用了土工合成材料。

1 土工合成材料在黃石火電廠灰?guī)旒痈咦訅喂こ讨械膽?yīng)用

用于儲(chǔ)存火電廠粉煤灰的地方稱為灰?guī)?，其相?yīng)擋灰的建筑物稱為灰壩。在火電廠運(yùn)行過(guò)程中，灰?guī)鞂⒅饾u被粉煤灰填滿，因此，許多電廠在原來(lái)灰壩上加筑子壩，從而提高了灰?guī)斓膸?kù)容，延長(zhǎng)灰?guī)斓氖褂脡勖?。湖北黃石火電廠分別對(duì)其所屬的筲箕窩灰?guī)旌桶偕碁┗規(guī)爝M(jìn)行了加高子壩的工程。在這兩項(xiàng)工程中，均采用了土工合成材料，下面具體介紹一下土工合成材料在這兩項(xiàng)工程中的應(yīng)用和施工。

1.1 筲箕窩灰?guī)旒痈咦訅喂こ?/p>

1.1.1工程情況。該工程由1號(hào)、2號(hào)兩座土石代料子壩，兩座排水豎井組成。加高子壩高6m，由混合代料經(jīng)分層填筑碾壓而成。在壩體的排水盲溝、壩基以及迎灰面均鋪設(shè)有400g/m2的無(wú)紡?fù)凉げ?，共?jì)28550m2。

壩底排水盲溝尺寸為50cm×50cm，溝中充填瓜米石。為保證排水盲溝的反濾排水，在溝底三個(gè)側(cè)面均鋪設(shè)無(wú)紡?fù)凉げ肌Ｓ捎诘鼗欠勖夯?，為防止?jié)B透破壞，故沿整個(gè)壩基也鋪設(shè)了無(wú)紡?fù)凉げ?，把粉煤灰與上部填筑代料隔離開(kāi)來(lái)，同時(shí)又增強(qiáng)了地基承載能力。壩體迎灰面鋪設(shè)的無(wú)紡?fù)凉げ贾饕鸬椒礊V排水的作用，以防止粘土鋪蓋和粉煤灰中細(xì)小顆粒進(jìn)入到后部代料區(qū)。

1.1.2無(wú)紡?fù)凉げ际┕?。在施工中，無(wú)紡?fù)凉げ嫉匿佋O(shè)采用人工操作，設(shè)專人負(fù)責(zé)。具體方法是：在碾壓平整后的壩基面和壩坡面上，垂直壩軸線方向鋪設(shè)，鋪設(shè)過(guò)程中采用撤退式方法鋪設(shè)。垂直壩軸線方向上的土工布必須是整塊，不允許連接。平行壩軸線方向允許土工布連接，連接采用專用縫合機(jī)和滌綸線雙線縫接，為保證整體性，搭接長(zhǎng)度大于10cm。土工布和岸邊基巖結(jié)合處考慮沉陷引起的張拉現(xiàn)象，各邊應(yīng)留0.5m左右的余量，可供伸縮變形，以杜絕漏灰問(wèn)題的發(fā)生。

1.2 百沙灘灰?guī)旒痈咦訅喂こ?/p>

1.2.1工程情況。該工程為一長(zhǎng)約1300m、高1m的子壩。子壩直接修筑在原灰壩上，一面擋灰，一面擋水，采用“HEC”固化粉煤灰分層填筑、碾壓而成。在該工程中，為防止加高子壩與老壩結(jié)合面的滲透破壞，在壩身內(nèi)部加設(shè)一道垂直的土工膜，土工膜在老壩和子壩中各插入25cm。選用土工膜為“F-5”型（580g/m2），其物理力學(xué)指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度19KN/m，延伸率53.6％，CBR頂破強(qiáng)度3.41KN，垂直滲透系數(shù)4.76×10-13cm/s。

1.2.2土工膜施工。在鋪設(shè)垂直防滲土工膜時(shí)，設(shè)計(jì)深度應(yīng)深入老壩內(nèi)0.25m。先由人工在老壩壩面開(kāi)挖10cm×25cm的槽縫，然后將土工膜垂直放入槽內(nèi)，鋪完塑的溝槽采用粘土漿充填。每?jī)蓧K土工膜之間采用搭接，搭接長(zhǎng)度30cm，待搭接部位洗凈擦干后采用自走式熱熔雙縫焊機(jī)焊接。局部破損的土工膜補(bǔ)漏，采用PVC膠合劑粘接，粘接寬度不小于15cm，要求粘貼牢固、均勻、可靠。土工膜槽口外漏段，應(yīng)敷土加以保護(hù)，避免陽(yáng)光直接照射。

上述兩工程由于采用了土工合成材料，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)和施工程序，一定程度上為工程的順利完工創(chuàng)造了有利條件。工程投入正常使用一年后，經(jīng)實(shí)地復(fù)檢表明兩座灰壩均運(yùn)行正常，沒(méi)有出現(xiàn)滲透破壞現(xiàn)象，這說(shuō)明土工合成材料在灰壩工程中的運(yùn)用是成功的。

2 結(jié)束語(yǔ)

土工合成材料作為一種全新的工程材料應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，經(jīng)驗(yàn)不足，目前還存在一些問(wèn)題，如測(cè)試設(shè)備的升級(jí)滯后于該材料在工程中的應(yīng)用，部分類(lèi)型材料易老化以及該材料價(jià)格過(guò)高，提高了工程造價(jià)等，這些都限制了它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。但我們相信，隨著土工合成材料研究工作的深入，隨著生產(chǎn)的批量化和生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)，更重要的是人們對(duì)這種材料優(yōu)良技術(shù)性能的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，土工合成材料在工程實(shí)際中，特別是灰?guī)旃こ讨袝?huì)得到越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)

土工合成材料范文第2篇

關(guān)鍵詞：土工合成材料；灰?guī)欤粦?yīng)用

       0  前言

        土工合成材料是一種新型的建筑材料，由于其具有質(zhì)量輕、施工簡(jiǎn)易、運(yùn)輸方便、料源豐富等優(yōu)點(diǎn)，自問(wèn)世以來(lái)，發(fā)展非常迅速，尤其是近二三十年在全世界范圍內(nèi)得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用在水利、交通、電力、堤壩、防止沙漠化和水土保持等工程建設(shè)中，其中我國(guó)電力能源系統(tǒng)新建電廠粉煤庫(kù)90％以上采用土工合成材料修建灰?guī)斓蹋?0％的老灰?guī)炀S修和擴(kuò)建也均采用了土工合成材料。

        1  土工合成材料在黃石火電廠灰?guī)旒痈咦訅喂こ讨械膽?yīng)用

        用于儲(chǔ)存火電廠粉煤灰的地方稱為灰?guī)欤湎鄳?yīng)擋灰的建筑物稱為灰壩。在火電廠運(yùn)行過(guò)程中，灰?guī)鞂⒅饾u被粉煤灰填滿，因此，許多電廠在原來(lái)灰壩上加筑子壩，從而提高了灰?guī)斓膸?kù)容，延長(zhǎng)灰?guī)斓氖褂脡勖?。湖北黃石火電廠分別對(duì)其所屬的筲箕窩灰?guī)旌桶偕碁┗規(guī)爝M(jìn)行了加高子壩的工程。在這兩項(xiàng)工程中，均采用了土工合成材料，下面具體介紹一下土工合成材料在這兩項(xiàng)工程中的應(yīng)用和施工。

        1.1 筲箕窩灰?guī)旒痈咦訅喂こ?/p>

        1.1.1工程情況。該工程由1號(hào)、2號(hào)兩座土石代料子壩，兩座排水豎井組成。加高子壩高6m，由混合代料經(jīng)分層填筑碾壓而成。在壩體的排水盲溝、壩基以及迎灰面均鋪設(shè)有400g/m2的無(wú)紡?fù)凉げ?，共?jì)28550m2。

        壩底排水盲溝尺寸為50cm×50cm，溝中充填瓜米石。為保證排水盲溝的反濾排水，在溝底三個(gè)側(cè)面均鋪設(shè)無(wú)紡?fù)凉げ?。由于地基是粉煤灰，為防止?jié)B透破壞，故沿整個(gè)壩基也鋪設(shè)了無(wú)紡?fù)凉げ迹逊勖夯遗c上部填筑代料隔離開(kāi)來(lái)，同時(shí)又增強(qiáng)了地基承載能力。壩體迎灰面鋪設(shè)的無(wú)紡?fù)凉げ贾饕鸬椒礊V排水的作用，以防止粘土鋪蓋和粉煤灰中細(xì)小顆粒進(jìn)入到后部代料區(qū)。

        1.1.2無(wú)紡?fù)凉げ际┕?。在施工中，無(wú)紡?fù)凉げ嫉匿佋O(shè)采用人工操作，設(shè)專人負(fù)責(zé)。具體方法是：在碾壓平整后的壩基面和壩坡面上，垂直壩軸線方向鋪設(shè)，鋪設(shè)過(guò)程中采用撤退式方法鋪設(shè)。垂直壩軸線方向上的土工布必須是整塊，不允許連接。平行壩軸線方向允許土工布連接，連接采用專用縫合機(jī)和滌綸線雙線縫接，為保證整體性，搭接長(zhǎng)度大于10cm。土工布和岸邊基巖結(jié)合處考慮沉陷引起的張拉現(xiàn)象，各邊應(yīng)留0.5m左右的余量，可供伸縮變形，以杜絕漏灰問(wèn)題的發(fā)生。

        1.2 百沙灘灰?guī)旒痈咦訅喂こ?/p>

        1.2.1工程情況。該工程為一長(zhǎng)約1300m、高1m的子壩。子壩直接修筑在原灰壩上，一面擋灰，一面擋水，采用“HEC”固化粉煤灰分層填筑、碾壓而成。在該工程中，為防止加高子壩與老壩結(jié)合面的滲透破壞，在壩身內(nèi)部加設(shè)一道垂直的土工膜，土工膜在老壩和子壩中各插入25cm。選用土工膜為“F-5”型（580g/m2），其物理力學(xué)指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度19KN/m，延伸率53.6％，CBR頂破強(qiáng)度3.41KN，垂直滲透系數(shù)4.76×10-13cm/s。

        1.2.2土工膜施工。在鋪設(shè)垂直防滲土工膜時(shí)，設(shè)計(jì)深度應(yīng)深入老壩內(nèi)0.25m。先由人工在老壩壩面開(kāi)挖10cm×25cm的槽縫，然后將土工膜垂直放入槽內(nèi)，鋪完塑的溝槽采用粘土漿充填。每?jī)蓧K土工膜之間采用搭接，搭接長(zhǎng)度30cm，待搭接部位洗凈擦干后采用自走式熱熔雙縫焊機(jī)焊接。局部破損的土工膜補(bǔ)漏，采用PVC膠合劑粘接，粘接寬度不小于15cm，要求粘貼牢固、均勻、可靠。土工膜槽口外漏段，應(yīng)敷土加以保護(hù)，避免陽(yáng)光直接照射。

  上述兩工程由于采用了土工合成材料，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)和施工程序，一定程度上為工程的順利完工創(chuàng)造了有利條件。工程投入正常使用一年后，經(jīng)實(shí)地復(fù)檢表明兩座灰壩均運(yùn)行正常，沒(méi)有出現(xiàn)滲透破壞現(xiàn)象，這說(shuō)明土工合成材料在灰壩工程中的運(yùn)用是成功的。

        2  結(jié)束語(yǔ)

        土工合成材料作為一種全新的工程材料應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，經(jīng)驗(yàn)不足，目前還存在一些問(wèn)題，如測(cè)試設(shè)備的升級(jí)滯后于該材料在工程中的應(yīng)用，部分類(lèi)型材料易老化以及該材料價(jià)格過(guò)高，提高了工程造價(jià)等，這些都限制了它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。但我們相信，隨著土工合成材料研究工作的深入，隨著生產(chǎn)的批量化和生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)，更重要的是人們對(duì)這種材料優(yōu)良技術(shù)性能的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，土工合成材料在工程實(shí)際中，特別是灰?guī)旃こ讨袝?huì)得到越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

土工合成材料范文第3篇

關(guān)鍵詞：水庫(kù)土壩除險(xiǎn)加固 土工合成材料 綜合處理 新技術(shù)

1我國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)概況

1.1水庫(kù)概況

我國(guó)現(xiàn)有各類(lèi)水庫(kù)84926座，其中大型水庫(kù)415座，屬水利部門(mén)管理的342座，中型水庫(kù)2618座，小型水庫(kù)81893座，而土壩占水庫(kù)總數(shù)的70%。目前全國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)有37000座，約占全國(guó)現(xiàn)有水庫(kù)總數(shù)的44%。

1.2病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固基本情況

國(guó)家對(duì)水庫(kù)加固十分重視，1998年以來(lái)中央對(duì)2381座病險(xiǎn)水庫(kù)進(jìn)行了除險(xiǎn)加固，目前已經(jīng)完成了2190座大型水庫(kù)和中型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固任務(wù)。小型水庫(kù)加固工作正在有序進(jìn)行。

2病險(xiǎn)水庫(kù)存在的主要問(wèn)題

1.1水庫(kù)基本組成

絕大多數(shù)水庫(kù)主體建筑物由大壩、溢洪道、輸水洞三部分組成，大壩作為最重要的永久建筑物，主要起攔蓄來(lái)水的作用；溢洪道和輸水洞均有下泄來(lái)水的作用，但溢洪道主要用來(lái)下泄來(lái)勢(shì)較大的洪水，保證水庫(kù)的防洪安全，輸水洞一般用來(lái)有序利用水庫(kù)蓄水，發(fā)揮水庫(kù)興利效益。

1.2病險(xiǎn)水庫(kù)存在主要問(wèn)題

參閱部分水庫(kù)安全鑒定結(jié)論和水利部安全管理中心的核查意見(jiàn)，病險(xiǎn)水庫(kù)土壩一般主要存在以下問(wèn)題。（1）大壩壩頂欠高，水庫(kù)大壩防洪能力不滿足規(guī)范要求；（2）大壩壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求。（3）大壩浸潤(rùn)線不正常，運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)滲流異?，F(xiàn)象；

3 水庫(kù)土壩加固的研究

在全國(guó)已建的水庫(kù)中，土石壩占70%，本文主要研究土工合成材料在土壩除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用，并通過(guò)實(shí)例體現(xiàn)新技術(shù)、新措施的優(yōu)勢(shì)。大壩，它的安全不僅關(guān)系到發(fā)揮防洪、供水等效益，也關(guān)系到下游人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，因此大壩加固亦是工程的的重點(diǎn)。大壩加固主要解決：壩高不滿足防洪安全的問(wèn)題、壩坡不穩(wěn)定和大壩滲漏的問(wèn)題。

本文提出采用當(dāng)代先進(jìn)加固技術(shù)――土工合成材料對(duì)土壩加固，并介紹了其主要特點(diǎn)。

3.1土工合成材料簡(jiǎn)介

土工合成材料是一種新興的巖土工程材料，可以分成土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料和特種土工合成材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纖、合成橡膠等為材料，制成各類(lèi)各型產(chǎn)品，至于土體內(nèi)部，表面或者各層土體之間，發(fā)揮加強(qiáng)或者保護(hù)土體的作用。目前，土工合成材料已經(jīng)在水利水電、建筑、公路、鐵路、港口等工程中推廣使用。

3.2土工合成材料的功能概述

土工合成材料的應(yīng)用非常廣泛，總結(jié)起來(lái)有下列五種基本功能：

1過(guò)濾作用，即把土工織物置于土體表面或相鄰?fù)翆又g，可以有效地阻止土顆粒的通過(guò)，從而防止了由于土顆粒的過(guò)分流失而造成的滲透變形；2排水作用。有些土工合成材料可以收集土體中的水分，并沿著土工合成材料內(nèi)的通道，把水排出土體中，加速土體固結(jié)，或者減小土體內(nèi)的滲透壓力；3加筋作用, 主要是一些特種土工合成材料，埋設(shè)在特定的方向，利用其抗拉強(qiáng)度，限制側(cè)向位移，增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性；4防滲作用。土工膜和某些復(fù)合型土工合成材料，可以防止液體滲透、氣體的擴(kuò)散。5防護(hù)作用，多種土工合成材料鋪設(shè)在建筑物表面，可以防止水流的沖刷。

由于以上功能，土工合成材料廣泛使用在各種土木工程中，在水庫(kù)除險(xiǎn)加固中，也嘗試針對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題，采用土工合成材料對(duì)土壩加固。

3.3土工合成材料在土壩上、下游壩坡穩(wěn)定問(wèn)題上的應(yīng)用

壩高不滿足防洪要求、壩坡不穩(wěn)定的處理，傳統(tǒng)的做法是：加大壩高，上、下游壩坡培厚。這種方法有以下后果：放緩的壩坡占用上、下游空間，導(dǎo)致水庫(kù)上游庫(kù)容減少、下游占用大量耕地，弊端在大壩較高時(shí)體現(xiàn)的尤其明顯。如果采用新技術(shù)將新型材料――土工格柵分層植入上、下游壩坡，增大壩坡填土的抗拉、抗壓力度，起到增大壩坡穩(wěn)定性的效果，僅對(duì)壩頂進(jìn)行局部加高，不進(jìn)行上、下游壩坡培厚，則可達(dá)到節(jié)約耕地、少占水庫(kù)庫(kù)容，減少工程投資的效果。此外，土工格柵加固法，還具有施工便捷，工期短，不受氣候影響等優(yōu)點(diǎn)。

廣州岑村水庫(kù)為一?。?）型水庫(kù)，位于鐵爐山公園西南側(cè)，總庫(kù)容25.18萬(wàn)方，岑村水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程42.5m，壩基高程29.0m，最大壩高13.5m，頂寬7m，有交通要求。上游游壩坡1:1.5，下游壩坡1:1.5，除險(xiǎn)加固中，該水庫(kù)大壩上、下游壩坡均不滿足穩(wěn)定要求，若采取上、下游覆壩的方法，則：將減少近2.5萬(wàn)方興利庫(kù)容；同時(shí)下游存在拆遷問(wèn)題，難以解決，效果不佳。設(shè)計(jì)中采用對(duì)水庫(kù)大壩上、下游壩坡分層植入土工格柵的辦法，以增加壩坡整體穩(wěn)定性，使壩坡穩(wěn)定問(wèn)題得到很好解決，同時(shí)，減少了施工用地，減少工程投資76萬(wàn)元，取得很好的社會(huì)效益。該大壩填填土受力原理見(jiàn)下圖：

3.4 土工合成材料在土壩防滲問(wèn)題上的應(yīng)用

土壩滲漏是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，一般采取做混凝土防滲墻或帷幕灌漿進(jìn)行處理。該方法防滲效果較好，但存在對(duì)地質(zhì)勘探要求高、投資大、施工難的問(wèn)題。采用易于施工，也較為經(jīng)濟(jì)的上游壩坡鋪設(shè)一層土工膜防滲是很好的處理辦法。這種方法對(duì)地質(zhì)勘探要求很低，施工便捷、周期短，投資較小，效果很好。

我國(guó)廣西田村水庫(kù)土石壩，壩高48米，壩頂長(zhǎng)139米。原設(shè)計(jì)用粘土作為心墻防滲體，但施工中，壩高筑到10米后，陰雨綿綿，致使粘土含水量高，無(wú)法使用。則改用溢洪道開(kāi)挖的風(fēng)化砂填筑心墻，在其表層鋪設(shè)土工膜，并將土工膜底端埋設(shè)在上游面粘土內(nèi)。很好的克服了施工難的問(wèn)題，并取得很好防滲效果。

3.5合成材料在水利工程其他方面的應(yīng)用

我國(guó)三峽工程，一期圍堰和二期圍堰的上部都采用了復(fù)合土工薄膜心墻防滲結(jié)構(gòu)。一期圍堰土工薄膜的底端與圍堰下部的柔性材料防滲墻相連接；二期圍堰土工薄膜的底端與圍堰下部的塑性混凝土防滲墻相連接。在這個(gè)世紀(jì)大工程的施工過(guò)程中立了功。

最近以來(lái)，人們對(duì)土工合成材料加筋土結(jié)構(gòu)在與環(huán)境保持和諧一致方面也作了嘗試，用土工格柵加筋、帶有面板的加筋體表面依然很美觀，特別是在加筋體表面鋪設(shè)三維植草網(wǎng)墊之后，更能美化環(huán)境，可見(jiàn)合成材料應(yīng)用領(lǐng)域還有很大開(kāi)拓空間，應(yīng)該重視并延伸。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述土工合成材料有以下優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

1性能優(yōu)越

土工合成材料應(yīng)用于土體結(jié)構(gòu)之后，高分子材料的優(yōu)勢(shì)都能充分發(fā)揮，產(chǎn)生良好的效果；

2施工方便、快速

土工合成材料本身重量輕，多為卷材，鋪設(shè)或者安裝都很方便。特別是早期在土工膜的接縫方面，只是簡(jiǎn)單的搭接或粘合劑粘結(jié)，現(xiàn)在已經(jīng)可以焊接，超聲波接縫等等。此外與土方回填碾壓及混凝土澆筑相比，土工合成材料的鋪設(shè)受天氣的影響小。

3耐久性好，及時(shí)需要更換土工合成材料，也比較方便。

4價(jià)格低廉，使用土工合成材料，往往比其他工程措施要經(jīng)濟(jì)廉價(jià)。

目前我國(guó)土壩的除險(xiǎn)加固工程措施還比較傳統(tǒng)，大量新技術(shù)、新材料沒(méi)有得到推廣和應(yīng)用，客觀上對(duì)國(guó)家資金造成一定程度的浪費(fèi)，同時(shí)，也不利于新興土工合成材料產(chǎn)業(yè)在水利行業(yè)的發(fā)展,通過(guò)以上對(duì)合成材料的優(yōu)勢(shì)和具體實(shí)踐應(yīng)用，希望合成材料在水利工程上的應(yīng)用更加廣泛。■

參考文獻(xiàn)

1．張光斗，王光綸《水工建筑物》。水利電力出版社，1992

2．潘家錚，何《中國(guó)大壩50年》中國(guó)水利水電出版社，2000

3.白永年《中國(guó)堤壩防滲加固新技術(shù)》中國(guó)水利水電出版社，2001

土工合成材料范文第4篇

關(guān)鍵詞：土工合成材料，堤防，防滲，反濾，防沖，加筋

Abstract: in water conservancy engineering geosynthetic materials in more and more wide application, the construction and the city's levees cut of construction, geosynthetic materials play a more and more important role. This paper mainly aimed at the levee construction of the scientific research research, design work, the paper briefly describes and experience.

Keywords: geosynthetic materials, levee, seepage control, the filter, the blunt, reinforcement

中圖分類(lèi)號(hào)：TV871 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 概述

土工合成材料是以人工合成的聚合物，如塑料、化纖、合成橡膠等為原料，制成各種類(lèi)型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各層土體之間，起到加強(qiáng)和保護(hù)土體的作用。土工合成材料常見(jiàn)的有土工膜、土工織物、復(fù)合型土工合成材料等等。目前土工合成材料已廣泛運(yùn)用于水利、電力、交通、城建等各個(gè)領(lǐng)域。近年來(lái)隨著我省水利事業(yè)的蓬勃發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，土工合成材料在水利工程中應(yīng)用已十分廣泛，特別是在千里海塘和城市防洪堤的建設(shè)過(guò)程中發(fā)揮了很大的作用[1,2]。土工合成材料在堤防工程中，主要起到防滲、反濾、防沖保護(hù)、加筋、護(hù)坡保護(hù)等作用。根據(jù)近年來(lái)應(yīng)用土工合成材料的工程實(shí)踐，現(xiàn)分別作簡(jiǎn)要的闡述。

2 應(yīng)用介紹分析

2.1 防滲作用

土工膜的滲透系數(shù)為1×10-11~1×10-12m/s，基本不透水，在堤防工程中利用其良好的不透水性，施工方便的特點(diǎn)進(jìn)行堤防的防滲堵漏，可以節(jié)省粘土回填量，保護(hù)耕地、防止水土流失、有利于環(huán)境保護(hù)。堤防工程防滲心墻或斜墻，可以利用土工膜做成垂直或斜面止水結(jié)構(gòu)。在土堤結(jié)構(gòu)中，常在(上游側(cè))迎水側(cè)的坡面上鋪設(shè)土工膜防滲;老堤加高加固工程中，有時(shí)由于迎水側(cè)亂石較多，鋪設(shè)土工膜有難度;而背水側(cè)填閉氣土方，適合鋪設(shè)土工膜，施工方便且容易保證質(zhì)量。土工膜產(chǎn)品由工廠機(jī)械化生產(chǎn)，其本身質(zhì)量易于保證，但有時(shí)由于現(xiàn)場(chǎng)施工條件的限制，不易控制施工質(zhì)量，因此土工膜宜與閉氣土方結(jié)合使用較好，以達(dá)到雙保險(xiǎn)的作用,設(shè)計(jì)中應(yīng)注意土工膜的滑動(dòng)驗(yàn)算以及膜下排水、排氣設(shè)置，沉降過(guò)大時(shí)，還需注意是否會(huì)引起土工膜拉裂問(wèn)題。由于復(fù)合土工膜的表層土工織物可保護(hù)土工膜，兼作排水層，又能提高接觸面的穩(wěn)定性，故在堤防防滲工程中常作為首選防滲材料。對(duì)于低水頭的堤防工程，常采用土工膜的厚度不小于0.25mm。

2.2 反濾作用

傳統(tǒng)的反濾層采用不同粒徑的砂礫組合，共同構(gòu)成反濾體系，而土工布結(jié)合碎石或粗砂反濾體系，具有施工簡(jiǎn)單、質(zhì)量容易保證，工期短且經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，因此大量運(yùn)用于堤防工程的反濾結(jié)構(gòu)中，防止土方流失。在土石堤中透水體和閉氣土體之間的隔離反濾層中，以及堤防的內(nèi)外護(hù)坡下的墊層常采用無(wú)紡針刺土工織物隔離反濾，它可以保護(hù)土體，不被滲流水?dāng)y帶流失。選用的土工布要求具有良好的保土性、透水性和防堵性，滲透系數(shù)和等效孔徑是表征反濾特性的主要參數(shù)，選用的土工布指標(biāo)要與被保護(hù)土體顆粒級(jí)配相匹配，才能達(dá)到預(yù)期的反濾效果。如某圍涂工程標(biāo)準(zhǔn)堤全長(zhǎng)2538.62 米，防潮標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇位，工程等級(jí)II級(jí)。該工程的地基表面存在一層厚度約6m的細(xì)砂層，其下為厚約5m含礫粉細(xì)砂層。由于吹填土多數(shù)為粉砂土，為防止吹填土通過(guò)干砌石棱體流失，在吹填土和干砌石棱體之間的隔離反濾層中設(shè)置了300g/m2無(wú)紡?fù)凉げ迹行ё柚沽舜堤钔恋牧魇?。同樣由于堤基表層為?xì)砂土，為防止反復(fù)的波浪作用對(duì)涂面淘刷.在涂面上鋪設(shè)一層6T/m復(fù)合網(wǎng)基土工布，復(fù)合網(wǎng)基土工布上鋪500mm石渣墊層，這樣保證了堤基不被波浪淘空，起到反濾的作用(當(dāng)然復(fù)合網(wǎng)基土工布還起到隔離和加筋的作用)。又如某圍涂工程，堤線總長(zhǎng)4485m，圍涂面積6000余畝，防潮標(biāo)準(zhǔn)20年一遇位，該工程位于樂(lè)清灣內(nèi)，地基為厚度35m以上的淤泥或淤泥質(zhì)粘土，堤身閉氣土方直接取自涂泥。同樣為防止堤后的閉氣土體的流失，在閉氣土方(涂泥)和透水體之間的隔離層都鋪設(shè)了400g/m2無(wú)紡?fù)凉げ肌?/p>

2.3 防沖保護(hù)

傳統(tǒng)的石籠采用鉛絲、鋼筋或植物枝藤制成各種籠狀體，內(nèi)裝塊石。用土工網(wǎng)、土工格柵等土工合成材料制成的石籠，強(qiáng)度高、抗腐蝕性好、柔韌性好，取材豐富，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的石籠。網(wǎng)石籠能適應(yīng)地基形狀變化，緊貼于土面，整體性較好，沉放于堤腳可以防止堤腳被急流淘刷。設(shè)計(jì)時(shí)主要應(yīng)驗(yàn)算石籠單體的重量能夠滿足防沖穩(wěn)定的要求。如在某圍涂工程中，由于該堤段的水流較急，波浪較大，堤腳拋石容易失穩(wěn)破壞，設(shè)計(jì)考慮采用土工格柵制成的矩形網(wǎng)石籠，石籠寬4m，厚1.2m ，石籠沉放于堤腳，這樣即使有局部的刷深，網(wǎng)石籠會(huì)及時(shí)沉底保護(hù)，防止進(jìn)一步惡化，保護(hù)堤身安全，堤腳經(jīng)過(guò)沉放石籠處理，基本上達(dá)到了預(yù)期的防沖目的。

2.4 加筋作用

在淤泥質(zhì)軟土地基或海徐上建堤，往往存在筑堤高度有限，施工緩慢、筑堤材料沉損過(guò)多等問(wèn)題。為解決這一問(wèn)題，可以在軟土基面上鋪一層或幾層土工織物，利用土工材料的抗拉能力和對(duì)地基土層的側(cè)限作用，分散均布地基應(yīng)力，增加堤身的穩(wěn)定性，調(diào)整不均勻沉降。加筋材料常采用織造土工織物或土工格柵.通過(guò)穩(wěn)定計(jì)算確定需要的筋材強(qiáng)度，并處理好筋材的端部錨固問(wèn)題。如為配合大橋建設(shè)，灣南口段近180m范圍的標(biāo)準(zhǔn)堤需裁彎取直，新建堤塘最大外移距離約80m。由于新建堤塘下有一厚約30m(26~33m)的淤泥層。該淤泥層的存在，嚴(yán)重影響了新建堤塘的安全性和穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)分析比較，地基處理考慮采用水平加筋+堆載預(yù)壓的方案。首先在涂面鋪設(shè)一層6t/m 復(fù)合網(wǎng)基土工布，其上鋪設(shè)一層石渣墊層，再在碎石上鋪設(shè)一層8t/m經(jīng)編土工格柵，該層格柵可起到分散應(yīng)力、提高地基承載力、約束水平位移、提高堤身穩(wěn)定性的作用。經(jīng)編格柵鋪設(shè)時(shí)，沿堤橫斷面方向一般不允許搭接，若需搭接時(shí)，搭接寬度不小于50cm；沿堤縱向，搭接寬度不小于50c m。經(jīng)編格柵搭接處采用高強(qiáng)度尼龍繩綁扎。格柵兩端應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)回折一定長(zhǎng)度以加強(qiáng)錨固。這樣經(jīng)過(guò)加筋處理后，預(yù)計(jì)堤塘可順利填筑到設(shè)計(jì)高程。

2.5 護(hù)坡保護(hù)

由于砌石護(hù)坡的造價(jià)較高，為節(jié)省投資，更為美化環(huán)境，堤防工程中經(jīng)常有選擇地采用草皮綠化護(hù)坡。在一些情況下，由于受風(fēng)雨的侵蝕和水流的沖刷，草皮抗沖流速偏低，導(dǎo)致人工綠化失敗采用三維土工網(wǎng)可以提高草皮的抗沖性能和改善生長(zhǎng)條件，土工網(wǎng)能夠有效地把有機(jī)土和草籽固定在坡面上，等草長(zhǎng)出來(lái)后，根系扎入坡面后，既可保護(hù)坡面，又促進(jìn)了草發(fā)育成長(zhǎng)，同時(shí)也保護(hù)了土工網(wǎng)。因此采用植草三維土工網(wǎng)具有削減水流能量、降低流速、美化環(huán)境的作用，同時(shí)也是一種經(jīng)濟(jì)的護(hù)坡措施。堤防工程的迎水側(cè)采用植草三維網(wǎng)必須慎重，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合考慮河道的走勢(shì)、水流流速、堤身的坡度、地質(zhì)條件、草皮的種類(lèi)、氣候條件等多種因素的影響，從而選擇合適的植草范圍和型式。如在某城市防洪堤部分堤段采用了三維土工網(wǎng)綠化保護(hù)。該城防工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，其中下埠頭江濱北段3.1km防洪堤迎水坡面上，都不同程度采用了三維土工網(wǎng)草皮護(hù)坡，草皮護(hù)坡的底部高程不低于1~10年一遇洪水位，這樣經(jīng)過(guò)綠化的堤身，美化了環(huán)境，給人以一種清新、愉悅的感覺(jué)，改變了堤防工程給人一貫的單調(diào)、呆板的形象，同時(shí)也保證了堤身在行洪時(shí)防沖安全，工程經(jīng)過(guò)洪水的初步考驗(yàn)，實(shí)踐證明三維土工網(wǎng)綠化護(hù)坡是成功的。

2.6 其他

土工合成材料在堤防工程中還可以起到排水、隔離等方面的作用。如塑料排水板排水固結(jié)法處理軟土堤基就比單純的置換法處理節(jié)省大量的土石方，從而減少了土石方的開(kāi)采量;排水固結(jié)法處理堤基時(shí)，為了使水平排水通道和堤基不相互混合，影響處理效果，常常在其界面處鋪設(shè)一層起隔離作用的土工合成材料。這種地基處理方法也間接地保護(hù)了自然環(huán)境，減少了人們對(duì)大自然的破壞。

3 結(jié)語(yǔ)

(1) 在堤防工程中利用土工膜良好的不透水性，做成防滲心墻或斜墻，減少了粘土回填量，保護(hù)耕地、防止水土流失、有利于環(huán)境保護(hù)。

(2) 無(wú)紡?fù)凉げ技铀槭臑V層構(gòu)造，比傳統(tǒng)的濾層做法簡(jiǎn)單、容易施工，很好地解決了堤防工程中土石隔離層的反濾問(wèn)題，避免了可能產(chǎn)生的閉氣土方流失，保證堤身滲透穩(wěn)定。

(3) 土工合成材料的作用發(fā)揮與否不僅與材料本身特性有關(guān)，同時(shí)與溫度、濕度、光等因素的影響有關(guān)，為充分發(fā)揮土工合成材料的作用，除了提高材料性能的措施外，如何正確使用土工合成材料也是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。比如楊府山圍涂工程中的土工網(wǎng)石籠在冬季施工，由于氣溫較低，使得土工格柵脆性易折，導(dǎo)致部分格柵在施工過(guò)程中斷裂，發(fā)現(xiàn)情況后，迅速采取草袋和碎石墊層保護(hù)措施，確保了土工合成材料的作用。

(4) 采用加筋法在軟土地基上筑堤，可以提高堤身的穩(wěn)定性，增加填筑高度，減小不均勻沉降，但不能解決長(zhǎng)期的固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降，因此在考慮采用加筋法處理堤基時(shí)，應(yīng)充分預(yù)留沉降，或采取分年度逐步加高筑堤的辦法解決沉降問(wèn)題。

(5) 由于三維土工網(wǎng)綠化具有美觀、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，在城市防洪堤工程中得到了一些運(yùn)用，但由于各地環(huán)境氣候地質(zhì)條件都不一樣，同時(shí)不同的草種在不同的坡度上的最大抗沖流速不同，因此這個(gè)問(wèn)題有待進(jìn)一步探討。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王鴻, 朱艷君, 余志峰, 等. 土工格室在長(zhǎng)輸管道水力侵蝕防護(hù)中的應(yīng)用[J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn), 2002,21(11).

土工合成材料范文第5篇

土工合成材料自廣泛用于巖土工程建設(shè)以來(lái)，在水利水電工程建設(shè)中引起不小的變革，這不僅反映在水利水電工程的材料使用上，而且反映在設(shè)計(jì)原理、計(jì)算方法、施工工藝和工程管理上。防滲土工合成材料主要用于垂直鋪膜防滲和坡面鋪膜防滲，因鋪設(shè)結(jié)構(gòu)形式的不同，其施工工藝和鋪設(shè)技術(shù)也不盡相同。

2、滲土工合成材料在工程施工中常出現(xiàn)的問(wèn)題

經(jīng)常遭受石塊或其它尖棱物的穿刺破壞；由于土工薄膜缺少約束支持，在承受水壓力和土壓力時(shí)易于被鼓破；薄膜受到下層氣體或液體的頂托產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致破壞；鋪設(shè)在支撐土與混凝土面板之間的土工薄膜由于受到溫度、重力、土移、浪擊和水位變化等因素的影響，可能引起界面滑動(dòng)，使土工薄膜產(chǎn)生過(guò)度拉伸，撕裂或擦傷；在斜面上用土或混凝土面板保護(hù)土工薄膜，當(dāng)水位驟降時(shí)，土體中的孔隙水壓力和庫(kù)水位失去平衡而造成失穩(wěn)滑動(dòng)。只要按照施工規(guī)范和施工組織設(shè)計(jì)施工，確保施工質(zhì)量，就可避免或減少類(lèi)似問(wèn)題的出現(xiàn)。

3、防滲

防滲結(jié)構(gòu)設(shè)置上、下墊層的目的是保護(hù)土工膜不受破壞；下墊層尚有排水、排氣作用。

鋪設(shè)土工膜后，膜下仍可能因缺陷引起滲漏而積水，也可能有土中排出的氣體或產(chǎn)生的沼氣等，水、氣可能頂托土工膜，危及膜的安全，尤其是在大面積的膜下，必須考慮排水、排氣措施。

4、工程防滲設(shè)計(jì)與施工

對(duì)含毒礦場(chǎng)的尾礦壩等，有毒物質(zhì)混入水體將造成環(huán)境污染，危及人、畜生命安全，必須嚴(yán)格防止。條文中所述措施是為了確保安全。建議渠道防滲土工膜厚度不小于0.25mm是根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。土工膜太薄可能產(chǎn)生氣孔，也易于在施工中受損，使防滲效果減小。一般生活垃圾和工業(yè)垃圾不含毒質(zhì)或毒質(zhì)較小，故可采用單層防滲結(jié)構(gòu)。如果這類(lèi)垃圾也含有毒物質(zhì)，則應(yīng)選用雙層防滲結(jié)構(gòu)。如含劇毒，甚至要求多層結(jié)構(gòu)。隧道、洞室防滲應(yīng)采用復(fù)合土工膜或合適的防排水材料，是因?yàn)閲鷰r（土）中皆有滲水，必須將其通過(guò)土工織物或防排水材料流入下方縱（橫）向排水溝排走，以確保防滲襯砌安全工作。

5、加筋土擋墻設(shè)計(jì)

加筋土擋墻采用的筋材有兩種。因筋材的抗拉模量不同，墻內(nèi)填土中的潛在破壞面相異。

目前加筋土擋墻設(shè)計(jì)有極限平衡法和有限元法兩大類(lèi)。由于筋材、填土以及兩者相互作用的本構(gòu)關(guān)系難以準(zhǔn)確和協(xié)調(diào)建立，加之缺乏破壞準(zhǔn)則，工程中幾乎均采用極限平衡法，后者可作為一種輔助和對(duì)比方法。排水設(shè)備對(duì)保證加筋土擋墻的穩(wěn)定十分重要。

6、加筋土墊層設(shè)計(jì)與施工

實(shí)踐可知，加筋墊層抗深層滑動(dòng)計(jì)算采用圓弧法，得到的穩(wěn)定安全系數(shù)往往提高較少，表明加筋效果很不顯著，實(shí)際效果卻很明顯。這說(shuō)明現(xiàn)有的穩(wěn)定分析方法未能反映筋材所起的全部作用。分析認(rèn)為，加筋所以發(fā)揮明顯作用可能與下列因素有關(guān)，例如加筋后潛在滑動(dòng)面可能往深處發(fā)展，地基土的側(cè)向位移受到部分限制以及地基中應(yīng)力分布發(fā)生了變化等，而這些有利因素在計(jì)算中卻未能計(jì)入，可見(jiàn)現(xiàn)有分析方法有待改進(jìn)。我國(guó)鐵路、公路系統(tǒng)目前在作圓弧滑動(dòng)分析時(shí)，認(rèn)為首先所加底筋應(yīng)該是穩(wěn)定的，即滑動(dòng)圓弧不應(yīng)該切斷底筋，應(yīng)將筋材及其上填土視為一整體，為此，潛在圓弧必然下移，穩(wěn)定安全系數(shù)自然有所提高。此項(xiàng)考慮是否符合實(shí)際，應(yīng)通過(guò)實(shí)踐和積累資料來(lái)加以驗(yàn)證。由于筋材承受拉力才能發(fā)揮其加筋作用。所以建議回填順序，目的是使筋材始終處于受拉狀態(tài)。、軟土地基處理中排水帶設(shè)計(jì)與施工

利用排水帶加固地基的目的，即是要求在預(yù)定工期內(nèi)消除地基的規(guī)定預(yù)期沉降和提高地基土強(qiáng)度。排水帶地基設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)的砂井地基設(shè)計(jì)相同。利用砂井計(jì)算方法時(shí)應(yīng)將排水帶斷面轉(zhuǎn)化為當(dāng)量砂井直徑。砂墊層所用應(yīng)為潔凈砂料，以保證排水通暢。存放排水帶需加封蓋，是為保護(hù)其不變壞。