土工合成材料在防汛抢险中的应用(1)
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土工合成材料应用技术土工合成材料是指由无机、有机或无机有机复合材料制成的工程材料,主要用于土木工程、水利工程、环境工程、交通工程等领域。
它具有防水、隔水、排水、防渗、加固、护坡、过滤等功能,广泛应用于土木工程领域。
以下将介绍土工合成材料的应用技术。
首先是在土木工程中的应用。
土工合成材料在土木工程中主要用于土壤稳定、防渗、排水等方面。
在道路工程中,土工合成材料可以用于加固路基、抗渗防水、提高路面的承载力和稳定性。
在铁路工程中,可以用于增强路基和防止土壤的液化。
此外,在围堰工程中,土工合成材料可以用于加固和防渗,提高围堰的稳定性。
在堤坝工程中,土工合成材料可以用于加固土体,防止渗漏和土壤侵蚀,提高堤坝的安全性。
其次是在水利工程中的应用。
土工合成材料在水利工程中主要用于抗渗防水和排水。
在水库、河道、调蓄池等水利工程中,土工合成材料可以用于隔离底质和地下水,提高水库和调蓄池的防渗效果,减少水的泄漏。
同时,土工合成材料还可以用于排水,帮助排除地下水和地表积水,维持水利工程的正常运行。
再次是在环境工程中的应用。
土工合成材料在环境工程中主要用于固体废物处理、土壤修复和土地整备。
在垃圾填埋场和固体废物处理场中,土工合成材料可以用于防渗和防漏,防止废物渗漏到地下水和土壤中,防止地下水和土壤的污染。
在土壤修复中,土工合成材料可以用于提高土壤的稳定性和可透水性,促进土壤生态修复。
在土地整备中,土工合成材料可以用于土地平整和土地维护,提高土地的利用率。
最后是在交通工程中的应用。
土工合成材料在交通工程中主要用于加固和防水。
在道路工程中,土工合成材料可以用于加固路面,提高路面的承载力和稳定性,减少路面的沉降和裂缝。
同时,土工合成材料还可以用于防水,防止水从路面渗入路基,减少路面的损坏和破坏。
综上所述,土工合成材料在土木工程、水利工程、环境工程、交通工程等领域具有广泛的应用。
它可以用于土壤稳定、防渗、排水等方面,提高工程的安全性和稳定性。
土工织物在防汛抢险中的应用【摘要】我国是一个人口大国,人口密度大,而且由于经济迅速发展,灾害造成的损失相对来说更是严重。
据国家减灾委、民政部统计,截至2011年8月6日,洪水害造成全国2亿人(次)受灾,1454人死亡,669人失踪,1347.1万公顷农作物受灾,因灾直接经济损失2751.6亿元。
防汛抢险,减少人员和经济损失压力很大,要求我们必须创新出更多更有效的方法。
【关键词】土工织物;防汛抢险;应用引言每年七八月份汛期,各地堤坝工程险情迭出。
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汛是一个急需解决的问题。
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,如塑料、化纤、合成橡胶等为原料,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,给我国防汛抢险工作带来了新的发展方向。
一、防汛抢险中常用的土工合成材料土工合成材料可分为土工膜、土工织物、复合型土工合成材料特种和土工合成材料等类型。
我国在利用土工织物和天然纤维材料进行防汛护堤、抢险、堵口方面已有很久的历史,但利用土工合成材料来防汛抢险还是一项新技术。
随着我国经济建设的发展和对土工合成材料功能和特点的逐渐认识、研究,土工合成材料将越来越广泛地应用于水利水电工程的抢险等工程中。
土工合成材料品种繁多,防汛中应用最广的有下列数种:( 1 )土工膜,由聚乙烯( p e ) ,聚氯乙烯( p v c ) 等制成的基本不透水片材,与土工织物结合形成各种复合土工膜,可用作隔水层或挡水软体排。
( 2 ) 土工织物,分为有纺土工织物和无纺土工织物两大类,由聚合物的聚丙烯 ( p p ) ,聚醋( p e t ) 纤维或扁丝等织成或铺成,为透水材料。
( 3 ) 土工网,由聚丙烯、高密度聚乙烯( h d p e ) 等压制成板后,再经冲孔,然后通过单向或双向拉伸而成的带方孔或长孔的、具有高拉伸强度和较高拉伸模量的加筋片材,它可以用于填土加筋。
堤防⼯程⼟⼯合成材料应⽤技术前⾔下游及沿海平原地区,⾯积占国⼟总⾯积的8%。
这⾥有全国40%的⼈⼝和35%的耕地,⼯农业总产值占全国的70%,也是中国⼈⼝最密集、经济最发达的地区。
该地区的洪涝灾害严重,是我国国民经济和社会持续发展的⼼腹之患。
我国在防御洪涝灾害⽅⾯做出了很⼤努⼒并取得⾮凡成就,但由于⾃然、社会和经济条件的限制,我国现在的防洪减灾能⼒仍较低,江河和城市防洪标准普遍偏低,不能适应社会、经济迅速发展的要求,防洪减灾仍是⼀项长期⽽艰巨的任务。
堤防是防御洪⽔的最后屏障。
⽬前我国建有各类堤防25万km,其中主要堤防6.57万km。
局限性,基础⼤多为沙基,⽽且绝⼤部分堤防的基础基本上没有进⾏处理。
⼆是堤⾝质量差,不少堤防是在原民堤的基础上,经历年逐渐加⾼培厚⽽成,往往质量不佳。
三是堤后坑塘多,尤其是长江⼲堤和洞庭湖、鄱阳湖区,筑堤⼟料严重不⾜,多年来,普遍在堤后取⼟筑堤,取⼟坑、塘多未做处理,覆盖薄弱。
因此当遭遇洪⽔时,经常发⽣管涌、滑坡、崩岸和漫溢等险情,严重者导致⼤堤溃决。
在1998年的洪涝灾害中,仅长江中下游⼲堤就出现险情6100多处,⾼⽔位时每天出险300余处。
1998年抗洪⽃争全⾯胜利后,全国各地掀起了以堤防⼯程建设为重点的⽔利建设新⾼潮。
党中央、国务院多次强调,在灾后重建⼯作中,要运⽤先进技术,坚持质量第⼀。
对⼟⼯合成材料的推⼴应⽤给予了⾼度重视,朱镕基总理亲⾃指⽰要在⼤修堤防⼯作中采⽤,并对推⼴应⽤⼟⼯合成材料作了多次重要批⽰。
为贯彻落实党中央、国务院的指⽰精神,科学有序、积极稳妥地做好⼟⼯合成材料的推⼴应⽤⼯作,在国家经贸委的⽀持下,⽔利部国际合作与科技司、⽔利部建设与管理司以及国家防汛抗旱总指挥部办公室,共同组织从事科研、管理、设计、施⼯、教学的专家,在总结多年⼟⼯合成材料应⽤经验和国内外最新进展的基础上,编写了这本《堤防⼯程⼟⼯合成材料应⽤技术》。
本书也是“⽔利科技减灾系列丛书”之⼀。
土工合成材料的应用领域及优势分析土工合成材料是一种基于合成纤维材料和土工薄膜的工程材料,在土木工程领域得到广泛应用。
它们具有出色的性能和多样性,使其能够在各种应用领域中发挥重要作用。
本文将深入探讨土工合成材料的应用领域及其优势。
土工合成材料的应用领域非常广泛。
以下是一些主要的应用领域:1. 道路和铁路基础加固:土工合成材料可以用于道路和铁路基础的加固,提高地基的稳定性和承载能力。
它们可以有效地分散荷载,减少地基沉降,并提供更好的抗冲刷和抗剪强度。
2. 水利工程:土工合成材料可以应用于堤坝、堆石坝和水坝等水利工程中。
它们可以提供强大的土壤侧向约束力,增加水工结构的稳定性和强度,并减少土壤侵蚀。
3. 土壤保护和环境修复:土工合成材料可以用于土壤保护和环境修复项目。
例如,它们可以用于土壤保持措施,防止土壤侵蚀和水土流失。
此外,它们还可用于污染土壤的修复和处理。
4. 岩土工程:土工合成材料在岩土工程中也有广泛的应用。
它们可以用于边坡和挡土墙的增强和稳定,减少滑坡和崩塌的风险。
此外,它们还可以在地下工程中用作土体隔离和抗渗材料。
5. 垃圾填埋场:土工合成材料在垃圾填埋场的建设和运营中扮演着重要角色。
它们可以用于垃圾堆覆盖、垃圾渗滤液的收集和处理,以及垃圾沉降和稳定层的构建。
土工合成材料在以上应用领域中的应用都有着明显的优势:1. 强度和刚度:土工合成材料具有很高的强度和刚度,可以有效地提供土壤的支撑和增强。
它们可以承受较大的荷载,并能够在不同的土壤条件下保持稳定性。
2. 耐化学腐蚀性:土工合成材料对化学物质和紫外线的腐蚀具有很高的抵抗能力。
这使得它们可以在各种恶劣的环境条件下长期使用。
3. 防渗透性:土工合成材料可以有效地防止土壤和水之间的渗透,减少水土流失和土壤侵蚀。
这对于水利工程和环境保护至关重要。
4. 透水性:尽管土工合成材料可以阻止水的渗透,但它们也能提供一定程度的透水性。
这有助于水合物的排水和处理,减少水压力和土壤液化的风险。
土工合成材料的主要性能及在工程中的应用一、国内外土工合成材料的应用概况土工合成材料的开发和使用已有几十年的历史。
1926 年,美国最早用棉织物加固公路路面;20 世纪30 年代末或40 年代初,聚氯乙烯薄膜应用于土工的防渗;50年代末期,R . J . Barrtt 在美国佛罗里达州利用聚氯乙烯织物作为海岸块石护坡的垫层;1956〜1957年著名的荷兰三角洲工程用机织土工织物加固防海潮大坝;20 世纪60 年代,合成纤维土工织物在美国、欧洲和日本逐渐推广,但是其生产技术主要是机织型的,主要用于护岸防冲等工程,机织土工织物的强度高,但价格也较高,反滤、排水功能差,限制了它的发展。
非织造布的应用给土工积物带来了新的生命,它的特点是把纤维做成多方向的或任意排列使得其性能上各向同性,非织造型土工积物在20 世纪60 年代末期开始应用于欧洲,70 年代从欧洲传到了世界各地。
到70 年代土工合成材料的应用及其产品的发展达到一个鼎盛时期。
高性能的原料赋予产品高的强力与耐用性,先进的生产工艺赋予产品良好的功能,使其应用范围不断扩大,特别是近30 年来,由于非织造针刺法、纺粘法工艺的推广,产品成本低,而且具有良好的化学物理性能和水工性能,使非织造土工织物的应用飞速地发展起来。
目前世界上已有 1 00多个国家和地区(包括发达国家和部分发展中国家和地区)在10 万多个工程中采用了土工布。
据统计,全世界目前合成纤维土工布年耗量约40万吨,其中美国最多, 达10万吨, 。
土工合成材料已经成为继钢材、水泥、木材之后的第 4 种新型建筑材料。
目前,发达国家在产品种类、质量、应用范围的广度与深度等方面的发展都比发展中国家快,尤以北美发展最快,欧洲则以德国、法国、荷兰、意大利等西欧国家发展较快,亚洲主要是日本、马来西亚、韩国发展较快,国外产品类型、品种较多,规格齐全,以非织造型、合成型、复合型所占比例较大。
在我国,土工合成材料在岩土工程等领域的应用历史较短。
土木合成材料在黄河防汛抢险中的应用研究发布时间:2021-12-21T03:30:22.533Z 来源:《工程管理前沿》2021年7月20期作者:吴兴坡[导读] 木合成材料在市场内是非常受欢迎的,因为它具备着多重优点。
他自身的抗拉强度非常高而且质地柔软吴兴坡郓城黄河河务局摘要:土木合成材料在市场内是非常受欢迎的,因为它具备着多重优点。
他自身的抗拉强度非常高而且质地柔软,在整个市场上非常受到大家的欢迎。
尤其,在防汛任务中有着非常良好的表现。
根据相关的研究,设置了黄河防汛抢滩的反滤准则以帮助解决困难。
为正确的选用适合的黄河防汛抢滩工作,建立了相关的表达式。
为多样性的土木合成材料的选择,提供了大量的帮助。
关键字:土木合成材料;黄河;防汛抢险;反滤准则引言随着黄河防汛抢险技术工作的提升,整个黄河的防汛抢险技术正在进行新一轮的技术革命。
本文将通过四个方面,进行对于土木合成材料的使用分析。
首先,对于黄河土木合成材料在市场中的应用现状进行研究。
其次,关于黄河防汛抢滩的反滤准则进行阐述。
再次,土木合成材料在黄河防汛过程深度使用情况进行说明。
最后,土木合成材料在黄河防汛使用过程中的建议。
一.土木合成材料在市场中的应用现状在黄河防汛抢险过程中对于抢险工具的挑选,经常会使用石料麻料和铅丝等材料。
过往的黄河抢险过程中,这些设施为黄河抢险工作带来了巨大的便利。
但是随着时间的流逝,这些材料和抢险技术已经变得有些陈旧了。
抛石技术一向是非常有利的手段,但是会造成材料浪费,这个代价也是非常沉重的。
桔料类的材料也是在黄河抢险工作中的所使用一种,但是在前期需要完成巨大的储藏工作。
突发情况下,对于当地的生态环境也会造成很大的破坏。
土木合成材料的出现弥补了以上材料的缺点,除了自身的优点外,土木合成材料还可以满足易储存便于运输的特点。
在2001年的一篇关于土木合成材料的相关文献的发表,其明确了发展路线与技术上的改革。
随着技术的不断更新,与越来越精细的需求,土木合成材料已经成为了整个行业中的先锋。
土工合成材料在防汛抢险中的应用(1)
摘要:在分析土工合成材料特性的基础上,针对汛期最可能出现的险情,提出相应的抢护方法及施工要点,并得出有益的结论。
关键词:土工织物防汛抢护
1、前言
正值汛期,各地堤坝工程险情迭出。
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。
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,如塑料、化纤、合成橡胶等为原料,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。
我国在利用天然纤维材料和织物进行防汛护堤、抢险、堵口方面已有很久的历史,但利用土工合成材料来防汛抢险还是一项新技术。
随着我国经济建设的发展和对土工合成材料功能和特点的逐渐认识、研究、土工合成材料将越来越广泛地应用于水利水电工程的抢险等工程中。
2、防汛、抢险的传统材料和土工合成材料的特点
堤防、涵闸等各类建筑物的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。
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: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;
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。
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。
3、土工织物在防汛抢险中的应用
汛期江河水位高涨,常居高不下,有时还受到大风大浪侵袭,对于堤
防薄弱环节,常容易酿成险情。
堤坝工程的主要险情有:迎水坡发生大面积塌落,堤坝内出现贯通水流通道和裂缝,下游出现管涌、流土及成片泡泉,下游坡出现大面积散浸,洪水漫顶等。
现针对最常见的险情提出抢护方案。
3. 1堤坝坍塌险工的抢护
当堤坝上游有大面积塌落险情时,可采用覆盖软体排防
护,如图1和图2,这种险情大多要分秒必争地进行抢护。
图1抢险用软件体排结构
1- $ 5mm纵向拉筋绳;2- $ 10mm缆绳;
3-纺织布条;4-抢险排体;5- $ 60cm纵向土枕;图2风浪险工抢护软体排示意图
6- $ 5mm定位引绳;7-横枕;8- $ 20mm1-木桩;2-堤顶;
3-排体;4-压载纵枕;
间距20mm 9-水流方向5-碎石横枕;6-2倍波高
沉排抢险施工方法如下:
展排体。
将排体运到险工段,放在对应的堤顶上,并展
开。
横枕装载。
指抢险队要把装满土的编织袋放在横枕中心线上,折转枕布将对于尼龙绳头捆在一起,就成装土横枕。
滚排成捆。
抢险队站在横枕一侧,滚排成捆,后将捆搭到迎水坡堤肩处。
打桩挂排。
在纵枕对应的堤顶上打桩4-6根,将纵向拉
筋绳拴在桩上,松紧要适度,使排体沉好后,上端超出水面为准。
沉排护险。
抢险队面向迎水坡,往下推滚排体,使排体沉到预定位置,并在上游侧拉紧横向拉筋绳,固定排体位置,
避免移位和翻转。
纵向压载。
抢险队分成四组,同时向指定竖袋内投入装土的编织袋,直到装出水面为止。
3. 2管涌险情的抢护
由于渗流的作用,汛期堤坝及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,就将危及堤坝安全。
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。
但在防汛抢险时,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,其施工方法是:
将泉眼周围或严重散浸的地面整理平整,清除草皮杂物
以及尖角石块。
如泉眼较小,可以用整块的土工织物盖住泉眼,如泉眼较大或连片泉眼,则应将土工织物互相搭接并用线缝起来,或采用化学粘合。
搭接宽度一般为15-20cm。
在松软的土基
或水下施工时,搭接宽度应取40-60cm。
将土工织物盖在泉眼上面,即以重物将其固定,再由周围向中央压易透水的2-4cm粒径的小卵石或小石子,厚度
30-50cm。
石子上面再压块石或混凝土块,最后形成中心高,四周低的压重体。
铺放土工织物的面积取决于泉眼的大小和严重渗水段的范围,其面积应大于需要保护的渗水范围以上,土工织物施工如图3所示。
图3管涌险情的抢护示意图
施工时应注意以下两点:
第一,当管涌处水压较大,土工织物覆盖其上后,往往被水柱顶起来,一般说,这是压重不够,应当继续填压石子,也可以用草袋装石子压上去,直至压平为止。
第二,当有些冒砂孔比较大时,将土工织物盖在上面,加压重后就会凹下去,甚至会将土工织物撕破。
遇于这种情况,应当在孔内先用大石子,小石子瓜子片将孔洞填平以分散集中的渗流。
在瓜子片,石屑上面铺放土工织物并按前述
办法加压重。
土工织物铺放以后,开始由于土体中微粒子被渗水夹带出来,水色变浑浊,历经一段时间后,若水质变清,说明此时土体内部颗粒不再流失,土工织物已起导渗作用。
大面积散浸险情的抢护
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。
贴坡排水法
使用土工织物作贴坡排水,一般应考虑以下因素:
土工织物的物理特性;
被保护土的物理力学特性;
水力条件
作用于土工织物上的力及土工织物应具备的抗拉抗压、撕裂强度等。
用土工织物贴坡排水的施工方法是,先整平堤坡,或用砂填平,然后平铺土工织物。
土工织物一般铺设在比逸出点高以上。
然后在土工织物上铺放石子,石子上面可以放块石
施工时,不穿带钉子的鞋子作业,以免将织物扎破。
织物之间搭接用线缝或用化学粘合剂粘合,搭接宽度一般为15cm 左右,如图4。
图4贴坡排水法示意图
当渗透水通过土工织物排出以后,可以在堤脚开挖一条导渗沟,将集流引出,同时沟内也铺放土工织物。
排水沟要开挖平整,土工织物要紧贴排水沟底和两侧,并与堤坡,坝坡的土工织物搭接粘牢,最后在沟内填放石子和片石压重。
开挖导渗法
其施工方法是:从浸润线逸出点沿坡面至堤脚开挖若干横向沟沟的间距一般5m左右,沟深,宽,沟内必须开挖平整,然后铺放土工织物,在织物上面放小石子。
土工织物放入沟内要预留一定宽度的织物在沟外,而且留
在沟外的织物需盖上草席,以减少日光照射。
如图5。
图5开挖导渗法示意图
4、结论与建议
塌岸险工抢护、管涌、下游坡散浸、开沟导渗等险情抢护,排体透水编织布效果较好。
用土工织物防汛抢险,汛前必须缝制好各种抢险排体。
根据可能出现的各种险情,相应备好抢险排体,一旦遇险就可立即抢护。
否则会贻误时机,造成不必要的损失。
防汛备用土工织物材料,应按险情种类的需要去准备。
土工织物用于防汛抢险新技术,在确保堤坝安全渡汛方
面有着重要意义。
在堤岸多有树木的情况下,必须常规抢险技术与土工织物抢险技术结合使用。
汛前要组织快速抢险队,做好培训和实践演习。
人员要少而精,一般30-50人即可。
总之,土工织物的独特优点越来越被广大水利工作者所
认识,用于防汛抢险有着广阔的前景和巨大的潜力。