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土工合成材料的功能范文第1篇

關(guān)鍵詞：水利工程；土工合成材料施工技術(shù)

一、應(yīng)用背景

尖扎縣康揚(yáng)鎮(zhèn)康加澇池項(xiàng)目地處尖扎縣城西北部，行政上隸屬康揚(yáng)鎮(zhèn)管轄，該工程水源地渠首位置在安中溝溝谷中， 目前群眾早已從該溝建有引水自流灌溉渠，解決本地灌溉問(wèn)題， 由于水量不足，春灌期間不能保證灌溉問(wèn)題， 而興建澇池進(jìn)行部分水量有效調(diào)節(jié)，緩解春灌水量短缺矛盾。

本工程主要建設(shè)內(nèi)容為引水渠、防洪墻、澇池（總庫(kù)容2.0×104m3）組成。

在本工程中澇池使用了土工合成材料。澇池表層為河漫灘沖積砂卵石覆蓋，需進(jìn)行換基處理。壩為均質(zhì)土壩，內(nèi)壩坡為土工合成材料（兩布一膜）防滲，內(nèi)坡采用6cm厚干砌砼預(yù)制塊護(hù)坡，預(yù)制塊下面墊有20cm厚直徑0.5～8cm砂卵石濾層，砂卵石層下面墊有一層厚20cm篩分細(xì)土，該層是土工合成材料保護(hù)層。

二、土工合成材料應(yīng)用工藝及要求

1、土工合成材料作用

（1）、隔離：用土工合成材料對(duì)具有不同物理性質(zhì)（粒小徑大、分布、稠度及密度等）的建筑材料（如土體與砂粒、砂粒與礫石、土體與混凝土等）進(jìn)行隔離。使多種材料間不流失、不混雜，保持材料的整體結(jié)構(gòu)和功能，使構(gòu)筑物載荷承受能力加強(qiáng)。

（2） 過(guò)濾 ：由細(xì)料土層流入粗料土層時(shí)，利用針刺土工布良好的透氣性和透水性使水流通過(guò)，而有效的截流土顆粒、細(xì)砂、小石料等，以保持水土工程的穩(wěn)定。

（3） 排水 ：土工合成材料是良好的導(dǎo)水材料，它可以在土體內(nèi)部形成排水通道，將土體結(jié)構(gòu)內(nèi)多余的液體和氣體外排。

（4） 加筋：針刺土工合成材料增強(qiáng)土體的抗拉強(qiáng)度和抗變形能力，增加建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以改善土體質(zhì)量。

（5）防護(hù) ：將集中應(yīng)力擴(kuò)散、傳遞或分解，防止土體受外力作用而破壞。

（6）封閉 ：土工布與其它材料（主要是瀝青或塑料膜）配合，在土層中形成不透水隔層。

2、土工合成材料應(yīng)用工藝及要求

（1）儲(chǔ)存、運(yùn)輸和處理土工合成材料

土工合成材料卷在安裝前展開(kāi)要避免受到損壞。土工合成材料卷應(yīng)該堆放于平整不積水的地方，堆高不超過(guò)四卷的高度，并能看到卷的識(shí)別片。土工合成材料卷必須用不透明材料覆蓋以防紫外線(xiàn)老化。在儲(chǔ)存過(guò)程中，要保持標(biāo)簽的完整和資料的完整。在運(yùn)輸過(guò)程中（包括現(xiàn)場(chǎng)從材料儲(chǔ)存地到工作地的運(yùn)輸），土工合成材料卷必須避免受到損壞。受到物理?yè)p壞的土工合成材料卷必須要修復(fù)。受?chē)?yán)重磨損的土工合成材料不能使用。任何接觸到泄漏化學(xué)試劑的土工合成材料，不允許使用在本工程上。

（2）基層檢查：檢查基層是否平整、堅(jiān)實(shí)，如有異物，應(yīng)事前處理妥善。

（3）試鋪:根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，確定土工合成材料尺寸，裁剪后予以試鋪，裁剪尺寸應(yīng)準(zhǔn)確。檢查鋪設(shè)寬度是否合適，搭接處應(yīng)平整，松緊適度。

（4）定位：用熱風(fēng)槍將兩幅土工合成材料的搭接部位粘接，粘接點(diǎn)的間距應(yīng)適宜。

（5）土工合成材料的鋪設(shè)： 主壩體填筑完成后，進(jìn)行土工合成材料的鋪設(shè)工作， 在鋪設(shè)土工合成材料前，應(yīng)詳細(xì)檢查壩體砂礫石填料中尖石不外露， 使壩體符合設(shè)計(jì)要求。將土工膜沿壩面自上而下鋪開(kāi)， 現(xiàn)場(chǎng)采用專(zhuān)用焊接機(jī)焊接，沿接縫寬度10Cm內(nèi)焊1—2道縫,并檢查焊接面上有無(wú)損壞孔洞， 復(fù)合土工膜中的塑料膜不準(zhǔn)外露，鋪設(shè)需有一定松馳余量，不準(zhǔn)有懸空現(xiàn)象， 鋪設(shè)中作好鋪設(shè)部位、數(shù)量等現(xiàn)場(chǎng)記錄，以備檢查。 鋪設(shè)土工合成材料的同時(shí)，進(jìn)行細(xì)土保護(hù)層的鋪設(shè)工作， 即一邊鋪土工合成材料一邊有細(xì)土保護(hù)層覆蓋，最后進(jìn)行砂卵石及砼預(yù)制板的鋪設(shè),護(hù)坡砼預(yù)制塊及砂卵石墊層的施工，務(wù)必壓實(shí)整平。

（6）土工合成材料的縫合: 土工布的搭接根據(jù)地形及使用功能可分為自然搭接、縫接或焊接。對(duì)搭接部位進(jìn)行縫合時(shí)縫合線(xiàn)應(yīng)平直，針腳應(yīng)均勻?？p合后應(yīng)檢查土工合成材料是否鋪設(shè)平整。所有的縫合必須要連續(xù)進(jìn)行。在重疊之前，土工合成材料必須重疊最少150mm。最小縫針距離織邊（材料暴露的邊緣）至少是25mm?？p好的土工合成材料接縫最少包括1行雙線(xiàn)鎖口鏈形縫。用于縫合的線(xiàn)最小張力應(yīng)超過(guò)60N的樹(shù)脂材料，并有與土工合成材料相當(dāng)或超出的抗化學(xué)腐蝕和抗紫外線(xiàn)能力。任何縫好的土工必須采取相應(yīng)的措施避免在安裝后，土壤、顆粒物質(zhì)或外來(lái)物質(zhì)進(jìn)入土工合成材料層。土工布的縫合如存在不合要求的現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。

（7）自檢與修補(bǔ)

①必須檢查全部的土工合成材料片和縫。有缺陷的土工合成材料片和縫合必須在土工合成材料上清楚標(biāo)出，并做出修補(bǔ)。

②必須通過(guò)鋪設(shè)和熱連接土工合成材料小片來(lái)修補(bǔ)磨損的土工合成材料，土工合成材料小片要比缺陷的邊緣在各個(gè)方向最少長(zhǎng)200mm。熱連接必須嚴(yán)格控制以保證土工合成材料補(bǔ)片和土工合成材料緊密結(jié)合，并對(duì)土工合成材料沒(méi)有損害。

③每天鋪設(shè)結(jié)束前，對(duì)當(dāng)天所有鋪設(shè)的土工合成材料表面進(jìn)行目測(cè)以確定所有損壞的地方都已作上標(biāo)記并立即進(jìn)行修補(bǔ)，確定鋪設(shè)表面沒(méi)有可能造成損壞的外來(lái)物質(zhì)，如細(xì)針、小鐵釘?shù)取?/p>

④土工合成材料損壞修補(bǔ)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下技術(shù)要求：

⑤用來(lái)補(bǔ)洞或補(bǔ)裂縫的補(bǔ)丁材料應(yīng)和土工合成材料一致。

⑥補(bǔ)丁應(yīng)延伸到受損土工合成材料范圍外至少30厘米。

⑦在填埋場(chǎng)底部，若土工合成材料裂口超過(guò)卷材寬度的10%，須將損壞的部分切除，然后將兩塊土工合成材料連接；若在坡面上，裂口超過(guò)卷材寬度的10%，須將該卷土工合成材料移出，并用新的一卷替換。

土工合成材料的功能范文第2篇

關(guān)鍵詞：土工合成材料；反濾 排水；隔離；防滲； 防護(hù)；加筋

土工合成材料是土木工程應(yīng)用的合成材料的總稱(chēng)。作為一種土木工程材料，它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、表面或各種土體之間，發(fā)揮加強(qiáng)或保護(hù)土體的作用?！锻凉ず铣刹牧蠎?yīng)用技術(shù)規(guī)范》將土工合成材料分為土工織物、土工膜、土工特種材料和土工復(fù)合材料等類(lèi)型。

土工合成材料在土工程中的應(yīng)用，主要有反濾、排水、隔離、防滲、防護(hù)和加筋等多種作用。但必須指出，在工程實(shí)際應(yīng)用中是幾種應(yīng)用的組合，有的是主要的，有的是次要的。例如，對(duì)松砂或軟土地基上的鐵路路基，其隔離作用是主要的，而反濾和加筋作用是次要的；而軟土地及上的公路路基，則加筋作用是主要的，而隔離和反濾作用是次要的。以下分別闡述各種作用。

一、反濾作用

在滲流出口區(qū)鋪設(shè)土工合成材料作為反濾層，這和傳統(tǒng)的砂礫石濾層一樣，均可提高被保護(hù)土的抗?jié)B強(qiáng)度。對(duì)這方面國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行過(guò)不少研究。

多數(shù)土工材料在單向滲流的情況下，在緊貼土工合成材料的土體中，發(fā)生細(xì)顆粒逐漸向?yàn)V層移動(dòng)，同時(shí)還有部分細(xì)顆粒通過(guò)土工合成材料被帶走，遺留下較粗的顆粒，從而與濾層相鄰一定厚度的土層逐漸自然形成一個(gè)反濾帶，阻止土粒的繼續(xù)流失，最后趨于穩(wěn)定平衡。亦即土工合成材料與其相鄰接觸部分土層共同形成了一個(gè)完整的反濾系統(tǒng)。將土工合成材料鋪放在上游面快事護(hù)坡下面，起反濾和隔離作用；同樣也可鋪放在下游排水體（如電排水或棱體排水）周?chē)鸱礊V作用，以防止管涌；也可鋪放在均勻土壩的壩體內(nèi)，起豎向排水作用，這樣可有效的降低均質(zhì)壩的壩體浸潤(rùn)線(xiàn)，提高下游壩體的穩(wěn)定性，滲流水沿土工合成材料進(jìn)入水平排水體，最后排至壩體外。具有這種排水作用的土工合成材料，要求在縱向（即土工合成材料本身的水平方向）有較大的滲透系數(shù)。

具有相同孔徑尺寸的無(wú)紡?fù)凉ず铣刹牧虾蜕暗臐B透性大致相同。但土工合成材料的孔隙率比砂高的多，土工合成材料的密度約為砂的1／10，因而當(dāng)土工合成材料和砂具有相同的反濾特征時(shí)，則所需土工合成材料質(zhì)量要比砂少90%。此外，土工合成材料濾層的厚度為砂反濾層1／100至1／1000，其所以能如此，是因?yàn)橥凉ず铣刹牧系慕Y(jié)構(gòu)保證了它的連續(xù)性。為此，在具有相同反濾特征條件下，土工合成材料的質(zhì)量?jī)H為砂層的1／1000至1／10000。

二、排水作用

具有一定厚度的土工合成材料有良好的三維透水特征，它除了可作透水作用外，還可使水經(jīng)過(guò)土工合成材料的平面迅速沿水平方向排走，構(gòu)成水平排水層。

三、隔離作用

在修筑道路時(shí)，一般路基和路床順次施工，運(yùn)營(yíng)時(shí)由于荷載壓力和雨水的通過(guò)，使路基材料、路床材料和一般材料都混合在一起，使原設(shè)計(jì)的強(qiáng)度、排水和過(guò)濾的功能減弱，為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，可將土工合成材料設(shè)置在二種不同特性的材料間，不使其混雜，但又能保持統(tǒng)一的作用，起滲透膜的作用，防止軟弱土層侵入路基的碎石，不然會(huì)引起翻漿冒泥，最后使路基和路床的設(shè)計(jì)厚度減小，導(dǎo)致道路的破壞。

在鐵路工程中，鋪設(shè)土工合成材料后籍以保持軌道的穩(wěn)定性，并減少養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。土工合成材料也可用于材料的儲(chǔ)存和堆放，避免材料的損失和劣化，對(duì)廢料還可有助于防止污染。

用作隔離的土工合成材料，其滲透性應(yīng)大于所隔離土的滲透性，在承受動(dòng)載作用時(shí)，土工合成材料還應(yīng)有足夠的耐磨性，當(dāng)被隔離材料或土層間無(wú)水流作用時(shí)，也可用不透水的土工膜。

四、防滲作用

土工膜和復(fù)合土工合成材料可以防止液體德?tīng)枬B漏，氣體的揮發(fā)和保護(hù)環(huán)境?？捎糜谕潦瘔魏蛶?kù)區(qū)的防滲；渠道、隧道和涵管周?chē)罎B；防止各類(lèi)大型液體容器或水池的滲漏和蒸發(fā)；可用于修筑施工圍堰等。

五、防護(hù)作用

土工合成材料對(duì)土體或水面可起防護(hù)作用，如防止河岸或海岸被沖刷；防止土體的凍害，防止水面蒸發(fā)或空氣中的灰塵污染水面。

六、加筋作用

當(dāng)土工織物或土工隔柵埋設(shè)在土體內(nèi)適當(dāng)位置，依靠它們與土界面的相互作用（摩阻與咬合），限制了土體的側(cè)向位移，提高了土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，其應(yīng)用范圍有：加固土坡和堤壩、地基及擋土墻。

土工合成材料在路堤工程中的作用有：1、可使邊坡變陡，節(jié)省占地面積；2、防止滑動(dòng)路堤通過(guò)路堤和地基土；3、防止路堤下因承載力不足而破壞；4、跨越可能的沉陷區(qū)。

由于土工合成材料有較高的強(qiáng)度，又具有較好的柔性，且能緊貼于地基表面，使其上部施加的荷載能均勻分布在地層中，鋪設(shè)的土工合成材料將阻止破壞面的出現(xiàn)，從而提高地基承載力。在軟土地基上家和后可能會(huì)產(chǎn)生蠕變，對(duì)鋪設(shè)土周?chē)牡鼗習(xí)饌?cè)面隆起。如將土工合成材料鋪設(shè)在軟土地基的表面，由于土工材料承受拉力和土的磨擦作用，組織了地基土的側(cè)向擠出，從而減小了變形增大了地基穩(wěn)定性。在沼澤地、泥炭土和軟粘土上建造臨時(shí)道路是土工合成材料最為重要的用處之一。

在擋土結(jié)構(gòu)的土體中，每隔一定垂直距離鋪設(shè)加筋作用的土工合成材料時(shí)，對(duì)臨時(shí)性的擋墻，可只用土工合成材料包裹著砂來(lái)填筑。另外，由于這種類(lèi)型的墻面往往是不平整的，所以通常用表土覆蓋的墻面同時(shí)也可防止日光紫外線(xiàn)的照射對(duì)土工合成材料的強(qiáng)度損傷。對(duì)于長(zhǎng)期使用的擋墻，往往都采用混凝土墻板。■

參考資料

土工合成材料的功能范文第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(mǎn)足規(guī)范要求；（2）大壩壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿(mǎn)足規(guī)范要求。（3）大壩浸潤(rùn)線(xiàn)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(mǎn)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(mǎn)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)為一小（2）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(mǎn)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(guān)，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(guān)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?！?/p>

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

土工合成材料的功能范文第4篇

關(guān)鍵詞 土工合成材料；防滲；排水；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)TU5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）56-0155-01

土工合成材料是以人工合成的聚合物（包括各種塑料、合成纖維、合成橡膠）為原料制成的土工織物和土工膜等產(chǎn)品。土工合成材料具有重量輕、整體性好、產(chǎn)品規(guī)格化、強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)、運(yùn)輸和儲(chǔ)運(yùn)方便、施工簡(jiǎn)易等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用于土石壩工程可收到節(jié)省工程投資、縮短工期的效果。土工合成材料具有防滲、排水、過(guò)濾、加筋、隔離、防護(hù)等多種功能，是一種很有發(fā)展前景的新型壩工材料。隨著其日益廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)品品種不斷增加，質(zhì)量性能不斷提高。我國(guó)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局與建設(shè)部也已了GB50290――98《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》。

1土工膜

土工膜為高分子聚合物或由瀝青制成的一種相對(duì)不透水薄膜。聚合物薄膜所用的聚合物有合成橡膠和塑料兩類(lèi)。合成橡膠薄膜可用尼龍絲布加筋，其抗老化及各種力學(xué)性能都較好，但價(jià)格比塑料薄膜貴。水利工程上采用的塑料薄膜主要是聚氯乙稀和聚乙烯制品，此外，還有各種復(fù)合型土工膜，如將土工薄膜與土工織物復(fù)合成一體，土工織物能起緩沖受力作用，可彌補(bǔ)土工膜強(qiáng)度的不足，又能改善接觸面的抗磨性能。土工膜的滲流系數(shù)一般都在1×10-8cm/s以下。土工膜早期應(yīng)用于渠道防滲，20世紀(jì)60年代以后應(yīng)用于土石壩，在前蘇聯(lián)及法國(guó)等歐洲國(guó)家應(yīng)用較多。據(jù)報(bào)道，前蘇聯(lián)曾在150多座土石壩中使用土工膜防滲，效果良好。1984年西班牙建成的波扎弟洛斯拉莫斯堆石壩，壩高97m，使用土工膜防滲運(yùn)行良好，現(xiàn)已加高到期134m。

應(yīng)用土工膜作土石壩防滲體時(shí)，可以鋪設(shè)在上游面，并在其上部和下部分別設(shè)置上墊層和下墊層，再在表面加防護(hù)層。防護(hù)層可采用砂礫料、干砌或漿砌塊石、混凝土塊等；上墊層可采用砂礫料、瀝青混凝土、土工織物或土工網(wǎng)等；下墊層可采用壓實(shí)細(xì)粒土、土工織物、土工網(wǎng)、土工格柵等。當(dāng)土工膜具有足夠強(qiáng)度和抗老化能力時(shí)，也可不設(shè)防護(hù)層、上墊層；復(fù)合土工膜可不設(shè)下墊層。采用土工膜的壩坡坡度受墊層和土工膜間的摩擦系數(shù)所控制，一般比較平緩，用料較多，但鋪設(shè)和檢修較方便。也可將土工膜直立鋪設(shè)于壩體中部，此時(shí)壩坡坡度可不受其影響，薄膜也不易損壞，但以后的維修更新不便。土工膜多用于斜墻壩。在土工膜防滲體設(shè)計(jì)施工中，要注意許多細(xì)部構(gòu)造問(wèn)題，以保證其防滲效果，如盡量采用復(fù)合型土工膜，膜厚不宜小于0.5mm,對(duì)于重要工程應(yīng)適當(dāng)加厚；對(duì)于次要工程,可以適當(dāng)減薄,但最小不得薄于0.3mm；做好底部、周邊與不透水地基或岸坡的結(jié)合，一般采用錨固槽的連接方式；鋪設(shè)時(shí)應(yīng)保持松弛狀態(tài)，以避免高應(yīng)力造成的破壞；注意薄膜的粘結(jié)或焊接工藝，以保證連接質(zhì)量。土石壩上游防滲土工膜鋪設(shè)通常有平直坡形、折坡形、鋸齒形、臺(tái)階形4種方式。施工工序主要有準(zhǔn)備工作、鋪設(shè)、拼接、質(zhì)量檢驗(yàn)和回填。土工膜防滲系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算及膜后排滲能力校核。

土工膜的老化和使用壽命問(wèn)題為工程界所關(guān)注。通過(guò)大量室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究表明，薄膜埋設(shè)于土石壩內(nèi)中，與溫度、紫外線(xiàn)、大氣等老化因素基本隔絕，加上抗老化劑的應(yīng)用，可以認(rèn)為，老化并不嚴(yán)重。前蘇聯(lián)在有關(guān)規(guī)程中規(guī)定：聚乙烯薄膜可用于使用年限不超過(guò)50年的建筑。從試驗(yàn)室加速老化試驗(yàn)的結(jié)果推算，埋在壩內(nèi)的聚乙烯薄膜可使用100年。歐美國(guó)家也有類(lèi)似的經(jīng)驗(yàn)。

2土工織物

土工織物為用聚酯（PES）、聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚乙烯醇（PVA）等高分子聚合物纖維制造的透水性織物，但其中不得摻有棉、毛、絲、麻等天然纖維，因其強(qiáng)度較低，耐久性能較差。按加工工藝的不同，可區(qū)分為織造土工織物和非織造（無(wú)紡）土工織物兩類(lèi)。用途較廣的是非織造土工織物，它的纖維呈不規(guī)則或隨意排列，用化學(xué)粘合、熱力粘合、機(jī)械粘合等方法制成。其最大優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度沒(méi)有明顯的方向性，不像紡織物沿經(jīng)線(xiàn)、緯線(xiàn)的強(qiáng)度高，與經(jīng)線(xiàn)、緯線(xiàn)斜交方向的強(qiáng)度低。土工織物已較普遍地應(yīng)用于排水反濾系統(tǒng)與護(hù)坡墊層。土工織物的滲流系數(shù)一般為10-3~10-4cm/s，與面板堆石壩對(duì)墊層料的要求相近。但應(yīng)用土工織物作反濾層，要防止其被細(xì)粒土淤堵失效，宜盡可能用在易修補(bǔ)部位，如護(hù)坡下面的墊層、壩下游排水溝下面的反濾層、下游貼坡排水的反濾層等處。應(yīng)用土工織物加筋墊層，可增加壩坡的穩(wěn)定性。在施工中應(yīng)特別注意：當(dāng)有往復(fù)水流時(shí),織物后面的土料不易形成天然濾層,需要鋪薄砂層予以改善.此外,土工織物是聚合材料,紫外線(xiàn)直接照射會(huì)引起降解等破壞作用,故應(yīng)盡早覆蓋保護(hù).傳統(tǒng)用粒狀材料建豎向或斜向反濾或排水體質(zhì)量很難保證,采用土工織物不僅能保證質(zhì)量而且施工方便.

3其它土工合成材料

由兩種或兩種以上土工合成材料復(fù)合而成的土工復(fù)合材料，包括復(fù)合土工膜、復(fù)合土工織物、復(fù)合防排水材料（排水帶、排水管）等，可用于防滲、反濾、排水、加筋及防護(hù)等方面。土工特種材料為根據(jù)特殊需要加工而成的制品，包括土工格柵、土工帶、土工格室、土工網(wǎng)、土工模袋、土工網(wǎng)墊、土工織物膨潤(rùn)土墊（GCL）、聚苯乙烯（EPS）等，主要用于防護(hù)、加筋等方面。

土工合成材料是一種很有發(fā)展前景的新型壩工材料，隨著其產(chǎn)品品種的不斷增加，具有防滲、排水、過(guò)濾、隔離、防護(hù)等多種功能，越來(lái)越得到廣泛的應(yīng)用，值得在土石壩工程中大面積推廣使用。

參考文獻(xiàn)

土工合成材料的功能范文第5篇

正值汛期，各地堤壩工程險(xiǎn)情迭出。在汛期中如何針對(duì)不同的險(xiǎn)情應(yīng)用土工合成材料進(jìn)行搶險(xiǎn)防護(hù)是一個(gè)急需解決的問(wèn)題。

土工合成材料是一種新型的巖土工程材料。它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，發(fā)揮加強(qiáng)或保護(hù)土體的作用。土工合成材料可分為土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復(fù)合型土工合成材料等類(lèi)型。土工合成材料不僅具有較高的強(qiáng)度。而且具有抗沖、耐磨、耐腐蝕和重量輕等特點(diǎn)。

我國(guó)在利用天然纖維材料和織物進(jìn)行防汛護(hù)堤、搶險(xiǎn)、堵口方面已有很久的歷史，但利用土工合成材料來(lái)防汛搶險(xiǎn)還是一項(xiàng)新技術(shù)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和對(duì)土工合成材料功能和特點(diǎn)的逐漸認(rèn)識(shí)、研究、土工合成材料將越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于水利水電工程的搶險(xiǎn)等工程中。

2、防汛、搶險(xiǎn)的傳統(tǒng)材料和土工合成材料的特點(diǎn)

堤防、涵閘等各類(lèi)建筑物的安全渡汛主要采取兩個(gè)層次的措施：第一是防護(hù)，就是避免險(xiǎn)情發(fā)生；第二是搶險(xiǎn)，即一旦險(xiǎn)情出現(xiàn)，要迅速采取有效措施消除險(xiǎn)情。防汛、搶險(xiǎn)最常用的傳統(tǒng)材料主要為土料、砂料、石料以及草袋、麻包等，它們作為防汛用材已歷史悠久，效果良好，仍然是當(dāng)前防洪、搶險(xiǎn)的主要材料。這些材料雖然有來(lái)源廣、數(shù)量多能就地取材等許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在重量重、體積大、運(yùn)輸困難、施工勞動(dòng)強(qiáng)度大、施工速度慢、工程質(zhì)量不易保證等不足。

土工合成材料中的土工織物一般都具有較高的強(qiáng)度，單位質(zhì)量輕、透水性強(qiáng)、防腐及耐磨性好的特點(diǎn)，同量它還具有以下幾方面的功能和作用：

（1）排水功能：土工織物能截?cái)嗯c匯集土體中的滲水，并能將滲水沿垂直織物平面或平行織物平面排出土體；

（2）反濾功能：由于土工織物構(gòu)造上的水力學(xué)特性，在它排出滲水的同時(shí)，能攔阻土體顆粒不被帶出；

（3）隔離作用：土工織物可能把不同性質(zhì)或不同級(jí)配的土石料隔開(kāi)，以免互相摻雜，從而可以保證施工質(zhì)量；

（4）對(duì)土體的加筋作用：土工織物有較高的抗拉強(qiáng)度，在土體中可以約束土體的應(yīng)變，提高土體的綜合變形模量，減小土體變形，改善土體的受力狀況。

土工織物這些功能和特性，可以克服或改善傳統(tǒng)材料的缺點(diǎn)或不足。此外，土工織物施工工藝簡(jiǎn)單，易保證工程質(zhì)量，施工速度快，工程造價(jià)低（與傳統(tǒng)反濾材料相比，可節(jié)約投資三分之一到二分之一）。因此對(duì)于防汛搶險(xiǎn)這種時(shí)間性非常緊迫的工程，土工織物將成為一種十分理想的新材料，特別對(duì)一些缺土缺砂石料的地區(qū)更具有特殊的價(jià)值。

3、土工織物在防汛搶險(xiǎn)中的應(yīng)用

汛期江河水位高漲，常居高不下，有時(shí)還受到大風(fēng)大浪侵襲，對(duì)于堤防薄弱環(huán)節(jié)，常容易釀成險(xiǎn)情。堤壩工程的主要險(xiǎn)情有：迎水坡發(fā)生大面積塌落，堤壩內(nèi)出現(xiàn)貫通水流通道和裂縫，下游出現(xiàn)管涌、流土及成片泡泉，下游坡出現(xiàn)大面積散浸，洪水漫頂?shù)取，F(xiàn)針對(duì)最常見(jiàn)的險(xiǎn)情提出搶護(hù)方案。

3．1堤壩坍塌險(xiǎn)工的搶護(hù)

當(dāng)?shù)虊紊嫌斡写竺娣e塌落險(xiǎn)情時(shí)，可采用覆蓋軟體排防護(hù)，如圖1和圖2，這種險(xiǎn)情大多要分秒必爭(zhēng)地進(jìn)行搶護(hù)。

圖1搶險(xiǎn)用軟件體排結(jié)構(gòu)

1-φ5mm縱向拉筋繩；2-φ10mm纜繩；

3-紡織布條；4-搶險(xiǎn)排體；5-φ60cm縱向土枕；圖2風(fēng)浪險(xiǎn)工搶護(hù)軟體排示意圖

6-φ5mm定位引繩；7-橫枕；8-φ20mm1-木樁；2-堤頂；3-排體；4-壓載縱枕；

間距20mm；9-水流方向5-碎石橫枕；6-2倍波高

沉排搶險(xiǎn)施工方法如下：

（1）展排體。將排體運(yùn)到險(xiǎn)工段，放在對(duì)應(yīng)的堤頂上，并展開(kāi)。

（2）橫枕裝載。指搶險(xiǎn)隊(duì)要把裝滿(mǎn)土的編織袋放在橫枕中心線(xiàn)上，折轉(zhuǎn)枕布將對(duì)于尼龍繩頭捆在一起，就成裝土橫枕。

（3）滾排成捆。搶險(xiǎn)隊(duì)站在橫枕一側(cè)，滾排成捆，后將捆搭到迎水坡堤肩處。

（4）打樁掛排。在縱枕對(duì)應(yīng)的堤頂上打樁4-6根，將縱向拉筋繩拴在樁上，松緊要適度，使排體沉好后，上端超出水面為準(zhǔn)。

（5）沉排護(hù)險(xiǎn)。搶險(xiǎn)隊(duì)面向迎水坡，往下推滾排體，使排體沉到預(yù)定位置，并在上游側(cè)拉緊橫向拉筋繩，固定排置，避免移位和翻轉(zhuǎn)。

（6）縱向壓載。搶險(xiǎn)隊(duì)分成四組，同時(shí)向指定豎袋內(nèi)投入裝土的編織袋，直到裝出水面為止。

3．2管涌險(xiǎn)情的搶護(hù)

由于滲流的作用，汛期堤壩及地基基礎(chǔ)薄弱處往往發(fā)生滲透變形，產(chǎn)生管涌、流土、滑坡等險(xiǎn)情，如不及時(shí)處理，就將危及堤壩安全。采用土工織物作為濾層，應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)滲透破壞的堤段取土，進(jìn)行試驗(yàn)計(jì)算，確定土工織物型號(hào)，然后選購(gòu)所需土工織物。但在防汛搶險(xiǎn)時(shí)，有時(shí)來(lái)不及試驗(yàn)，只能憑經(jīng)驗(yàn)處理。

使用土工織物對(duì)管涌險(xiǎn)情的搶護(hù)，其施工方法是：

（1）將泉眼周?chē)驀?yán)重散浸的地面整理平整，清除草皮雜物以及尖角石塊。

（2）如泉眼較小，可以用整塊的土工織物蓋住泉眼，如泉眼較大或連片泉眼，則應(yīng)將土工織物互相搭接并用線(xiàn)縫起來(lái)，或采用化學(xué)粘合。搭接寬度一般為15-20cm。在松軟的土基或水下施工時(shí)，搭接寬度應(yīng)取40-60cm。

（3）將土工織物蓋在泉眼上面，即以重物將其固定，再由周?chē)蛑醒雺阂淄杆?-4cm粒徑的小卵石或小石子，厚度30-50cm。石子上面再壓塊石或混凝土塊，最后形成中心高，四周低的壓重體。

（4）鋪放土工織物的面積取決于泉眼的大小和嚴(yán)重滲水段的范圍，其面積應(yīng)大于需要保護(hù)的滲水范圍0.5m以上，土工織物施工如圖3所示。

圖3管涌險(xiǎn)情的搶護(hù)示意圖

施工時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：

第一，當(dāng)管涌處水壓較大，土工織物覆蓋其上后，往往被水柱頂起來(lái)，一般說(shuō)，這是壓重不夠，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)填壓石子，也可以用草袋裝石子壓上去，直至壓平為止。

第二，當(dāng)有些冒砂孔比較大時(shí)，將土工織物蓋在上面，加壓重后就會(huì)凹下去，甚至?xí)⑼凉た椢锼浩啤Ｓ鲇谶@種情況，應(yīng)當(dāng)在孔內(nèi)先用大石子，小石子瓜子片將孔洞填平（可略高于附近地面3-5cm）以分散集中的滲流。在瓜子片，石屑上面鋪放土工織物并按前述辦法加壓重。

土工織物鋪放以后，開(kāi)始由于土體中微粒子被滲水夾帶出來(lái)，水色變渾濁，歷經(jīng)一段時(shí)間后，若水質(zhì)變清，說(shuō)明此時(shí)土體內(nèi)部顆粒不再流失，土工織物已起導(dǎo)滲作用。

3.3大面積散浸險(xiǎn)情的搶護(hù)

有些土堤、壩構(gòu)筑土料雜亂或施工質(zhì)量差，擋水以后，隨洪水位升高，水壓增大，浸潤(rùn)線(xiàn)相應(yīng)抬高，其滲漏也隨之出現(xiàn)，最后水流從背水坡滲出。若滲流量過(guò)大，出現(xiàn)渾水，背水坡松軟，有滑坡，塌陷等險(xiǎn)情時(shí)，宜用土工織物反濾排水，以穩(wěn)定壩身。土工織物用于土壩散浸排水方法有兩種，一是用土工織物作貼坡排水，二是堤坡開(kāi)挖導(dǎo)滲溝，溝內(nèi)放土工織物，上面填塞小石子。

3.3.1貼坡排水法

使用土工織物作貼坡排水，一般應(yīng)考慮以下因素：

（a）土工織物的物理特性（開(kāi)孔大小和分布、厚度、壓縮性）；

（b）被保護(hù)土的物理力學(xué)特性（顆粒大小分布、孔隙率、滲透系數(shù)）；

（c）水力條件（滲透方向是單向或往復(fù)滲透）

（d）作用于土工織物上的力及土工織物應(yīng)具備的抗拉抗壓、撕裂強(qiáng)度等。

用土工織物貼坡排水的施工方法是，先整平堤坡，或用砂填平，然后平鋪土工織物。土工織物一般鋪設(shè)在比逸出點(diǎn)高0.5-1m以上。然后在土工織物上鋪放石子，石子上面可以放塊石。施工時(shí)，不穿帶釘子的鞋子作業(yè)，以免將織物扎破?？椢镏g搭接用線(xiàn)縫或用化學(xué)粘合劑粘合，搭接寬度一般為15cm左右，如圖4。

圖4貼坡排水法示意圖

當(dāng)滲透水通過(guò)土工織物排出以后，可以在堤腳開(kāi)挖一條導(dǎo)滲溝，將集流引出，同時(shí)溝內(nèi)也鋪放土工織物。排水溝要開(kāi)挖平整，土工織物要緊貼排水溝底和兩側(cè)，并與堤坡，壩坡的土工織物搭接粘牢，最后在溝內(nèi)填放石子和片石壓重。

3.3.2開(kāi)挖導(dǎo)滲法

其施工方法是：從浸潤(rùn)線(xiàn)逸出點(diǎn)沿坡面至堤腳開(kāi)挖若干橫向溝（即垂直于堤身縱向軸線(xiàn)）溝的間距一般5m左右，溝深0.3-0.5m，寬0.3-0.8m，溝內(nèi)必須開(kāi)挖平整，然后鋪放土工織物，在織物上面放小石子。土工織物放入溝內(nèi)要預(yù)留一定寬度的織物在溝外，而且留在溝外的織物需蓋上草席，以減少日光照射。如圖5。

圖5開(kāi)挖導(dǎo)滲法示意圖

4、結(jié)論與建議

（1）塌岸險(xiǎn)工搶護(hù)、管涌、下游坡散浸、開(kāi)溝導(dǎo)滲等險(xiǎn)情搶護(hù)，排體透水編織布效果較好。

（2）用土工織物防汛搶險(xiǎn)，汛前必須縫制好各種搶險(xiǎn)排體。根據(jù)可能出現(xiàn)的各種險(xiǎn)情，相應(yīng)備好搶險(xiǎn)排體，一旦遇險(xiǎn)就可立即搶護(hù)。否則會(huì)貽誤時(shí)機(jī)，造成不必要的損失。

（3）防汛備用土工織物材料，應(yīng)按險(xiǎn)情種類(lèi)的需要去準(zhǔn)備。