逐浪水利分享 多功能土工布在防汛中的作用

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2018-10-16 00:31:06 逐浪科技

           逐浪水利分享 多功能土工布在防汛中的作用

            一、土工织物的性能
    土工布是一种新型建筑材料,原料是涤纶、晴纶、锦纶等高分子聚合物的合成纤维。它具有防渗、隔离、反滤、排水、加固、防护密封等等多种功能,它与常规的砌石及砼材料防渗效果相比,具有投资低,施工工艺简单,工期短,防渗效果好,渠道有效利用系数高等优点,目前已在抢险工程中成功使用了这种新型材料,不仅取得了明显的防渗效果,而且缩短了工期,降低了施工成本。
    二、防汛、抢险的传统材料的功能和特点
    在传统的防汛抢险中各类建筑物的安全渡汛主要采取两个措施:靠前是防护,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、抢险较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。
    土工合成材料中的土工布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,同同样它还具有以下几方面的功能和作用:
    1、排水功能:土工布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:由于土工布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:土工布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:土工布有较高的抗拉强度,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。
    土工布这些功能和特性,可以克服或改善传统材料的缺点或不足。此外,土工布施工工艺简单,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,土工织物是一种十分理想的材料,特别对抢险过程中缺土缺砂石料的时更具有特殊的价值。
    三、土工织物的施工方法
    1、渗水抢险的主要方法
    (1)开沟导渗:从背水堤坡出现渗水的较高点起,至堤脚外止,开挖若干条与堤身垂直的竖沟或与堤身成45°~60°的斜沟,竖沟余沟要边通。一般沟宽0.3~0.5米,深0.5~1.0米,沟距6~10米,沟内按反滤要求,分层铺真滤料,随挖随填,防止沟壁坍塌。
    (2)反滤导渗:如堤防土质较差,断面较小,也可采用大面积反滤导渗。先将渗水部位表层杂物清除,再按反滤要求,分层填铺。
    (3)临河筑墙:在渗水堤段,顺临水坡填筑粘性土袋,修筑前墙,尺寸按临河水深及渗水程度确定,一般墙顶宽3~5米,高出水面1米,长度超过渗水堤段两端至少各5米。如河水流速较大,可采用桩柳编织篱笆或寺袋堆筑隔墙,再填筑土料。
    2、裂缝抢护的施工方法 
    对于汛期出现的堤坝裂缝险情,应引起高度重视,它也可能是其他险情的预兆或者后果。在一般情况下,其抢护方法如下: 
    (1)纵向裂缝开挖回填:
  适用于没有滑坡可能性的纵向裂缝,并经检查观测已经稳定。开挖沟槽长度应超过裂缝每端长2m。开挖前,用过滤后的石灰水灌入缝内,便于了解裂缝的走向和深度,以指导开挖。开挖的土料不应堆放在坑边,以免影响边坡稳定,回填土要分层夯实,顶部应做成拱形,以防雨水灌入。
  (2)横向裂缝挖槽隔断
  发现横向裂缝,若临水面未贯通,或未发现漏水,可沿裂缝挖槽,并在裂缝的垂直方向开挖结合糟。开挖到底后,应立即分层回填夯实。如裂缝前端已与临水相通,应在裂缝堤坝段临水面筑前戗截住水流,再在堤身开槽,并应从背水面开始,分段开挖回填。
    3、防漫溢抢险抢护办法
    在原堤坝顶部迅速抢筑子堤,力争在洪水来到以前完成。常见的办法有:
  (1)填土子堤:用土填筑,分层夯实。子堤顶应超过推算的较高水位。土料要选用粘土,不要用腐植土。
  (2)土袋子堤:一般用草袋、麻袋或编织袋,装土七、八成满后,不能用绳扎口,以利铺砌。临水部份袋口朝向背水,中间夯填土料或铺塑膜以止水。此法适用于风浪大,取土较困难的堤坝。
  (3)土袋填土结合子堤:迎水面垒土袋子,背水面填土。
  (4)在个别堤段,如即将漫溢,来不及从远处取土时,在堤顶较宽的情况下,可临时在背水堤肩取土筑子堤。这是一种不得已抢堵漫溢的措施,一般不可轻易采用。
  (5)利用防浪墙:一般土坝都设置浆砌石防浪墙,可利用防浪墙作为子堤的迎水面,在墙后利用土袋加固加高挡水。土袋紧靠防浪墙背上叠砌,宽度应满足加高要求,其余与土袋子堤筑法同。 
    4、管涌与流土抢险
    管涌俗称翻砂鼓水,是土体中的细颗粒沿着骨架颗粒间的孔隙被冲出土体的现象,常发生在不均匀的无粘性土层。管涌孔径可达数毫米至数百毫米,孔周形成环状沙丘,冒水处水色混浊。近堤管涌的发展会导致土体塌陷乃至溃堤。流土是在渗流出口处土体突然松动隆起,发生浮动的现象,发生在粘性土层或比较均匀的无粘性土层。其危害与管涌相当。值得指出的是,在多层地基的堤段,险情往往相伴发生。
    对于管涌等险情,应采用“上堵下排”方法来消除。当管涌不严重时,可直接在管涌部位,覆以透水性良好的、孔径较大的非织造土工织物,上压砂砾等盖重,即形成“透水盖重”,使渗水畅排,而土粒却被截留原位。当管涌严重时,可在涌水孔周围堆筑围井,井内保持一定水位,以降低该处的水力梯度,消除导致管涌的动水力(俗称其为“养水盆”),使土体恢复稳定。
    5、岸坡崩坍抢护方法
    堤防的迎水岸坡,尤其是水流弯道处的凹岸,顶冲迎溜,加上风浪作用,较易使岸坡底受到冲刷或淘空,形成陡坡,终致失稳而坍或窝崩,危及堤防安全。同时也由于持续高水位,使堤内土体浸润饱和,抗剪强度降低而导致堤坡失稳。水位下降时,堤坡土体内重力水来不及排出,形成指向迎水坡面的渗流力。加上孔隙水压力过高,也是引起滑坡的重要原因。 
土工布
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