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介绍土工合成材料在防洪工程抢险中的应用(二)

作者:admin 发表时间:2013-1-19 9:47:11 阅读:

防洪工程宁静渡汛主要接纳两个条理的步伐:第一是防护,便是避免险情发生;第二是抢险,即一旦险情出现,要迅速接纳有效步伐消除险情。防洪工程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,它们作为抢险用材已汗青久长,结果良好,仍旧是以后防洪、抢险的主要材料。这些材料虽然有来源广、数目多能当场取材等很多好处,但存在分量重、体积大、运输困难、施工休息强度大、施工速率慢、工程质量不易保证等不足。
  二、防洪工程抢险传统材料
  三、土工分解材料在防洪工程抢险中的应用
  在汛期中如何针对差别的险情应用土工分解材料进行抢险防护是一个急需办理的题目。我国在利用自然纤维材料(秸料)进行护堤、抢险、堵口等已有很久的汗青,但利用土工分解材料来抗洪抢险还是一项新技术。在防洪工程抢险中主要利用土工分解材料的排水反滤和防渗功能,起到排水、反滤和防渗的作用,常用于堤岸、涵闸及堵口等险情抢护,可实时扫除险情。
  防洪工程宁静渡汛主要接纳两个条理的步伐:第一是防护,便是避免险情发生;第二是抢险,即一旦险情出现,要迅速接纳有效步伐消除险情。防洪工程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,它们作为抢险用材已汗青久长,结果良好,仍旧是以后防洪、抢险的主要材料。这些材料虽然有来源广、数目多能当场取材等很多好处,但存在分量重、体积大、运输困难、施工休息强度大、施工速率慢、工程质量不易保证等不足。
  防洪堤坝是防备洪水的主要屏蔽,是克服洪水的物质基础。汛期江河水位高涨,常居高不下,洪水偎堤时在水流的作用下会遭到破坏,对付堤坝某些堤段单薄环节或隐患,遇水后易出现险情。防洪工程的主要险情有洪水漫顶(弥漫)、背河坡出现大面积散浸(渗水)、翻沙鼓水及成片泡泉(管涌)、堤坝内出现贯通水流通道及裂缝(毛病)、堤坡出现趾部隆起外移(滑坡)、堤坝迎水坡发生大面积塌落(坍塌)、风波等。防洪工程险情抢护应凭据差别的险情类别、出险缘故原由情订定抢护方案,土工分解材料在防洪工程险情抢护中的应用也应凭据险情类别、出险缘故原由及抢护方案等选择差别范例。
  (一)洪水漫顶(弥漫)险情抢护
  当遭遇超尺度洪水,为防备弥漫溃决,应迅速进行加高抢护。采用纺织袋修筑子堤,修筑子堤的编织袋,一样平常宽为0.5-0.6m,长0.9-1m,袋内装土分量为40kg-60kg,以利于人工搬运。当遇雨天道路泥泞又缺乏土料时,可采用编织袋装土修筑编织袋土子堤,编织袋间用土填实,防备涌水。子堤地位在临河一侧,顶宽1.5m-2m,边坡可以陡一些。如流速较大或风波大时,可用聚丙烯编织布或无纺布制成软体排,在软体下端缝制直经30cm-50cm的管状袋。在抢护时将排体睁开在临河堤肩,管状袋装满土后,将两侧袋口缝合,滚排成捆,排体上端压在子堤顶部或打桩挂排,用人力一齐推滚排体下沉,直至风波波谷下,并可随着洪水位升降变幅进行调整。使堤坡防风波淘刷和堤顶防弥漫软体排构成一个整体,收到更好的结果。
  (二)大面积散浸(渗水)险情抢护
  汛期高水位历时较永劫,在渗压作用下,有些土堤、坝修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,末了水流从背水坡排泄。若渗流量过大,出现浑水,背水坡坚实,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,下面填塞小石子。
  1、贴坡排水法
  利用土工织物作贴坡排水,一样平常应考虑以下要素:土工织物的物理特性(开孔巨细和漫衍、厚度、紧缩性);被保护土体的物理力学特性(颗粒巨细漫衍、孔隙率、渗透系数);水力条件(渗透偏向是单向或往复渗透);作用于土工织物上的力及土工织物应具有的抗拉、抗压、抗扯破强度等。
  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。土工织物一样平常铺设在比逸出点高0.5-1m以上。然后在土工织物上铺放石子,石子下面可以放块石。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,搭接宽度一样平常为15cm左右。
  当渗透水经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,末了在沟内填放石子和片石压重。
  2、开挖导渗沟
  施工方法是:从浸润线逸出点沿坡面至堤脚开挖多少横向沟(即垂直于堤身纵向轴线)沟的间距一样平常5m左右,沟深0.3-0.5m,宽0.3-0.8m,沟内必须开挖平整,然后铺放土工织物,在织物下面放小石子。土工织物放入沟内要预留一定宽度的织物在沟外,并且留在沟外的织物需盖上草席,以淘汰日光照射。
  (三)翻沙鼓水(管涌)险情抢护
  汛期高水位时,由于临水面与背水面的水位差而发生渗流,因渗流的作用堤坝背河坡脚相近或坡脚以外(包括潭坑、池塘或稻田)地基基础单薄处往往发生渗透变形,孕育发生管涌、流土、滑坡等险情,如不实时处置惩罚,将危及堤坝宁静。采用土工织物作为滤层,应对大概出现渗透破坏的堤段取土,进行实验盘算,确定土工织物型号,然后选购所需土工织物。但在防洪抢险时,偶然来不及实验,只能凭经验处置惩罚。利用土工织物对管涌险情的抢护时一是土工织物反滤围井,二是土工织物反滤压(铺)盖。
  1、土工织物反滤围井施工方法
  (1)将管涌周围或紧张散浸的地面整理平整,扫除草皮杂物以及尖角石块。
  (2)若管涌口较小,可以用整块的土工织物盖住管涌口,若管涌口较大或连片,则应将土工织物互相搭接并用线缝起来,或采用化学粘合。搭接宽度一样平常为15-20cm。在坚实的土基或水下施工时,搭接宽度应取40-60cm。
  (3)将土工织物盖在管涌口下面,即以重物将其固定,再由周围向中间压易透水的2-4cm粒径的小卵石或小石子,厚度30-50cm。石子下面再压块石或混凝土块,末了形成中心高,四周低的压重体。
  (4)铺放土工织物的面积取决于管涌的巨细和必要保护的渗水段的范畴,其面积应大于必要保护的渗水范畴0.5m以上。
  施工时应注意以下两点:一是当管涌处水压较大,土工织物笼罩其上后,往往被水柱顶起来,一样平常说这是压重不够,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。二是若冒砂孔直径较大时,土工织物加压后就会下凹,乃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,小石子或石屑将孔洞填平(可略高于相近地面3-5cm)以分散会合的渗流,在石屑下面再铺放土工织物并按前述办法加压重。
  土工织物铺放以后,开端由于土体中微粒子被渗水夹带出来,水色变浑浊,历经一段工夫后,若水量变清,说明此时土体外部颗粒不再流失,土工织物已起导渗作用。
  2、土工织物反滤压铺盖
  抢筑土工织物反滤压铺盖的要求与土工织物反滤围井基本相同。在平整好的地面、扫除杂物,并视涌流流速巨细接纳抛投块石或砖块步伐消沙水势后,先铺一层土工织物,再铺一样平常砖、石透水料厚40cm-50cm,或铺砂厚5cm-10cm,末了压盖块石一层(图5)。在单个管涌口,可用反滤土工织物袋(或草袋)装粒料(如卵石等)排水导渗。
  (四)堤坝内出现贯通水流通道(毛病)险情抢护
  汛期高水位情况下,堤坝偎水工夫永劫,背水坡及坡脚相近出现横贯堤身或堤基的流水孔洞即为毛病。毛病的水流称为压力管流,流速大冲力强,险情生长快。当发生毛病险情时,要全力以赴迅速进行抢堵。抢护毛病的原则是“前截后导,临背并举”。当毛病进水口较大或相近洞口较多时,可在临河采用复合土工膜布软帘盖堵,背水坡铺无纺土工织物封堵毛病。详细抢护方法如下:
  1、复合土工膜布软帘盖堵
  先将复合土工膜布幅面宽10m左右上下两端各缝制一个套圈,在上端套圈内穿一根直径约10cm左右的钢管,下端套圈内穿一根直径约30cm的钢管,把复合土工膜布全卷在下端钢管上,并预备一部分细长钢管,临河堤肩上打2根木桩,将卷好的复合土工膜布的上端放在堤肩上,预备盖堵毛病口的上方,让木桩挡住软帘卷筒;软帘滚筒的两端各安置1个套环,套环上接钢管制成的推杆助推。当笼罩到位后,可旋转导杆,将导杆抽回反复利用。当盖堵洞口向下滚时,用人推进卷膜钢管转动入水,使膜沿堤坡铺设,将毛病口盖住。若一次不成,可在旁侧续投铺放,直至把洞口堵住为止。在投放时要注意两排块体间的搭策应不小于0.5m。接着在膜面上要迅速抛投土工织物袋土加以压重,防备漂泊和冲走。
  2、土工织物背水坡封堵毛病
  当堤身发生毛病或裂缝时,临水坡以软体排笼罩,背水坡一样平常可铺无纺土工织物,上盖充足量透水料。如出水过猛,可以先在出流处压盖一层土工织物,并在四周用土袋或土枕迅速围堆一反滤井至高了临水面水位20cm,并内投透水料压重
  (五)堤坝、险工坍塌险情抢护
  当堤坝上游有大面积塌落险情时,可采用笼罩软体排防护,用聚丙烯编织布、聚氯乙烯绳网构成软体排,设置在坍塌险点处,然后用混凝土块或土工布土、石袋压沉于坍塌段处,这种险情大多要争分夺秒地进行抢护。
  图8抢险用软件体排布局
  1-φ5mm纵向拉筋绳;2-φ10mm缆绳;1-木桩;2-堤顶;3-排体;4-压载纵枕;5-碎石横枕;6-2倍波高
  3-纺织布条;4-抢险排体;5-φ60cm纵向土枕;
  6-φ5mm定位引绳;7-横枕;8-φ20mm
  间距20mm;9-水流偏向
  软体排抢险施工方法如下:
  1、展排体。将排体运到险工段,放在对应的堤顶上,并睁开。
  2、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,折转枕布将对付尼龙绳头捆在一起即成装土横枕。
  3、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。
  4、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。
  5、沉排护险。抢险队面向迎水坡,往下推滚排体,使排体沉到预定地位,并在上游侧拉紧横向拉筋绳,固定排体地位,避免移位和翻转。
  6、纵向压载。抢险队分红四组,同时向指定竖袋内投入装土的编织袋,直到装出水面为止。
  (六)风波险情抢护
  汛期江河涨水后,堤坝前水深增长,水面加宽,当风速大,风向与吹程同等时,形成打击力强的风波。风波轻者把临水堤坝坡冲洗成浪坎,重者形成堤坝坡坍塌、滑坡等险情。防风波抢护以减少风波对临水坡抗冲为主。土工织物用于防风波方法有两种,一是土工织物(膜)防浪,二是土工织物软体排防浪。
  1、土工织物(膜)防浪
  用土工织物或土工膜布铺设在堤坡上,以抵挡海浪对堤防的破坏作用,详细做法如下:
  在制作时,土工织物(膜)的宽度应按堤坡受风波打击的范畴决议,一样平常不小于4m,较高的堤防可宽达8m-9m,宽度、长度不够时应按必要事后粘贴或焊接固。膜的长度短于保护堤段的长度时允许搭接,顺堤搭接长度不小于1m,并在铺设中钉压牢固,以免被风波揭开。
  在铺设前,应扫除铺设范畴内堤坡上的块石、树枝、杂草和土块等,以免形成土工织物毁伤。
  铺设时,土工织物的上沿一样平常应超过跨过洪水位1.5m-2m,其四周用间距为1m的平头钉与堤坡钉牢,上下平钉的排距不得超过2m。超过期可在土工织物的中部加钉一排或多排。平头钉由面积20cm2、厚0.5cm的钢板中心焊上一个长30cm-50cm、直径2cm的钢筋制成。也可用长宽各30cm、厚20cm的预制混凝土块或碎石袋压住土工织物,其地位与平头钉相同。
  2、土工织物软体排防浪
  土工织物软体排防浪是将聚丙烯编织布或无纺布缝制成简单排体,宽度按5m-10m,长度凭据风波高和超高确定,一样平常5m-8m,在编织布下端横向缝上直径0.3m-0.5m的横枕袋子。投放时将排体置于堤顶,对横枕匀称装土封好口并滚成捆,用人力推滚排体沿堤坡转动,下沉至浪谷以下1m左右,并在下面抛投压载土袋或土枕,防备土工织物排体被卷起或冲走。当洪水位下降时,仍存在风波淘刷堤坡的危害,应实时抓紧排体挂绳下滑。实践证明,用土工编织布或无纺布排体防风波结果是比力好的,同时具有施工速率快,土工织物可回收利用的特点。
  三、结论与建议
  防洪工程险情抢护时应凭据泥土条件选择保土、防备管涌、防备淤堵、保证透水的土工织物。选用时应该凭据应用要求和被保护土体的颗粒巨细与级配来确定。抢护管涌、下游坡散浸、开沟导渗等险情抢护,排体透水编织布结果较好。
  用土工织物防洪抢险,汛前必须缝制好各种抢险排体。凭据大概出现的各种险情,相应备好抢险排体,一旦脱险就可立即抢护,否则会贻误机遇,形成不用要的损失。
  防汛备用土工织物材料,应按险情种类的必要去预备。
  土工织物用于防洪抢险新技术,在确保堤坝宁静渡汛方面有着重要意义。在堤岸多有树木的情况下,必须以通例抢险技术与土工织物抢险技术结合利用。汛前要构造快速抢险队,做好培训和实践演习。人员要少而精,一样平常30-50人即可。
  土工分解材料的应用,在我国起步较晚,但生长很快。土工织物的独特好处越来越被广洪流利工程工作者所了解,用
复合土工膜于防洪工程抢险有着辽阔的远景和宏大的潜力。为了更好地在防洪工程抢险中利用土工分解材料,国家防总办公室近两年做了大量的应用研究工作。1998年洪流后,展开了土工分解材料在抢护管涌险情中的研究,着重研究了土工分解材料防治管涌的机理和施工机具,对软体排的施工机具也进行了专题研究,取得了开端成果;比方土工分解材料软体排应用于防洪抢险的实验研究和实际应用,在国际上处于领先职位地方。由于其方法较简单,耗资也比传统的方法省,分外是可以淘汰大量的砂石运输,社会和经济效益明显。随着社会生长对土工分解材料功能和特点的渐渐了解、研究、土工分解材料将越来越广泛地应用于防洪工程抢险等水利设置装备摆设工程中。

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