土工合成材料的功能

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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

尖扎縣康揚鎮(zhèn)康加澇池項目地處尖扎縣城西北部，行政上隸屬康揚鎮(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，解決本地灌溉問題， 由于水量不足，春灌期間不能保證灌溉問題， 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。

（2） 過濾 ：由細(xì)料土層流入粗料土層時，利用針刺土工布良好的透氣性和透水性使水流通過，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土體的抗拉強度和抗變形能力，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）儲存、運輸和處理土工合成材料

土工合成材料卷在安裝前展開要避免受到損壞。土工合成材料卷應(yīng)該堆放于平整不積水的地方，堆高不超過四卷的高度，并能看到卷的識別片。土工合成材料卷必須用不透明材料覆蓋以防紫外線老化。在儲存過程中，要保持標(biāo)簽的完整和資料的完整。在運輸過程中（包括現(xiàn)場從材料儲存地到工作地的運輸），土工合成材料卷必須避免受到損壞。受到物理損壞的土工合成材料卷必須要修復(fù)。受嚴(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、堅實，如有異物，應(yīng)事前處理妥善。

（3）試鋪:根據(jù)現(xiàn)場情況，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)計要求。將土工膜沿壩面自上而下鋪開， 現(xiàn)場采用專用焊接機(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)場記錄，以備檢查。 鋪設(shè)土工合成材料的同時，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。對搭接部位進(jìn)行縫合時縫合線應(yīng)平直，針腳應(yīng)均勻。縫合后應(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。縫好的土工合成材料接縫最少包括1行雙線鎖口鏈形縫。用于縫合的線最小張力應(yīng)超過60N的樹脂材料，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)及時進(jìn)行修補。

（7）自檢與修補

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。

②必須通過鋪設(shè)和熱連接土工合成材料小片來修補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方向最少長200mm。熱連接必須嚴(yán)格控制以保證土工合成材料補片和土工合成材料緊密結(jié)合，并對土工合成材料沒有損害。

③每天鋪設(shè)結(jié)束前，對當(dāng)天所有鋪設(shè)的土工合成材料表面進(jìn)行目測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，確定鋪設(shè)表面沒有可能造成損壞的外來物質(zhì)，如細(xì)針、小鐵釘?shù)取?/p>

④土工合成材料損壞修補時應(yīng)滿足以下技術(shù)要求：

⑤用來補洞或補裂縫的補丁材料應(yīng)和土工合成材料一致。

⑥補丁應(yīng)延伸到受損土工合成材料范圍外至少30厘米。

⑦在填埋場底部，若土工合成材料裂口超過卷材寬度的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。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)揮加強或保護(hù)土體的作用。《土工合成材料應(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強度。對這方面國內(nèi)外都進(jìn)行過不少研究。

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)顆粒逐漸向濾層移動，同時還有部分細(xì)顆粒通過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）周圍起反濾作用，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)壩的壩體浸潤線，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，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，是因為土工合成材料的結(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)量僅為砂層的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，一般路基和路床順次施工，運營時由于荷載壓力和雨水的通過，使路基材料、路床材料和一般材料都混合在一起，使原設(shè)計的強度、排水和過濾的功能減弱，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，不然會引起翻漿冒泥，最后使路基和路床的設(shè)計厚度減小，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)費用。土工合成材料也可用于材料的儲存和堆放，避免材料的損失和劣化，對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，在承受動載作用時，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水流作用時，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爾滲漏，氣體的揮發(fā)和保護(hù)環(huán)境。可用于土石壩和庫區(qū)的防滲；渠道、隧道和涵管周圍防滲；防止各類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、防止滑動路堤通過路堤和地基土；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產(chǎn)生蠕變，對鋪設(shè)土周圍的地基土?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，對臨時性的擋墻，可只用土工合成材料包裹著砂來填筑。另外，由于這種類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也可防止日光紫外線的照射對土工合成材料的強度損傷。對于長期使用的擋墻，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：水庫土壩除險加固 土工合成材料 綜合處理 新技術(shù)

1我國病險水庫概況

1.1水庫概況

我國現(xiàn)有各類水庫84926座，其中大型水庫415座，屬水利部門管理的342座，中型水庫2618座，小型水庫81893座，而土壩占水庫總數(shù)的70%。目前全國病險水庫有37000座，約占全國現(xiàn)有水庫總數(shù)的44%。

1.2病險水庫除險加固基本情況

國家對水庫加固十分重視，1998年以來中央對2381座病險水庫進(jìn)行了除險加固，目前已經(jīng)完成了2190座大型水庫和中型水庫的除險加固任務(wù)。小型水庫加固工作正在有序進(jìn)行。

2病險水庫存在的主要問題

1.1水庫基本組成

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

1.2病險水庫存在主要問題

參閱部分水庫安全鑒定結(jié)論和水利部安全管理中心的核查意見，病險水庫土壩一般主要存在以下問題。（1）大壩壩頂欠高，水庫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）大壩浸潤線不正常，運行過程中，出現(xiàn)滲流異常現(xiàn)象；

3 水庫土壩加固的研究

在全國已建的水庫中，土石壩占70%，本文主要研究土工合成材料在土壩除險加固中的應(yīng)用，并通過實例體現(xiàn)新技術(shù)、新措施的優(yōu)勢。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產(chǎn)的安全，因此大壩加固亦是工程的的重點。大壩加固主要解決：壩高不滿足防洪安全的問題、壩坡不穩(wěn)定和大壩滲漏的問題。

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

3.1土工合成材料簡介

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)起來有下列五種基本功能：

1過濾作用，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，從而防止了由于土顆粒的過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，利用其抗拉強度，限制側(cè)向位移，增強土體的穩(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，在水庫除險加固中，也嘗試針對工程實際問題，采用土工合成材料對土壩加固。

3.3土工合成材料在土壩上、下游壩坡穩(wěn)定問題上的應(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)致水庫上游庫容減少、下游占用大量耕地，弊端在大壩較高時體現(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、少占水庫庫容，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。

廣州岑村水庫為一小（2）型水庫，位于鐵爐山公園西南側(cè)，總庫容25.18萬方，岑村水庫大壩為均質(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，除險加固中，該水庫大壩上、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2.5萬方興利庫容；同時下游存在拆遷問題，難以解決，效果不佳。設(shè)計中采用對水庫大壩上、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)定問題得到很好解決，同時，減少了施工用地，減少工程投資76萬元，取得很好的社會效益。該大壩填填土受力原理見下圖：

3.4 土工合成材料在土壩防滲問題上的應(yīng)用

土壩滲漏是一個嚴(yán)重的問題，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，但存在對地質(zhì)勘探要求高、投資大、施工難的問題。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。

我國廣西田村水庫土石壩，壩高48米，壩頂長139米。原設(shè)計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，無法使用。則改用溢洪道開挖的風(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。在這個世紀(jì)大工程的施工過程中立了功。

最近以來，人們對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，可見合成材料應(yīng)用領(lǐng)域還有很大開拓空間，應(yīng)該重視并延伸。

4 結(jié)語

綜上所述土工合成材料有以下優(yōu)點和優(yōu)勢：

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，及時需要更換土工合成材料，也比較方便。

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

目前我國土壩的除險加固工程措施還比較傳統(tǒng)，大量新技術(shù)、新材料沒有得到推廣和應(yīng)用，客觀上對國家資金造成一定程度的浪費，同時，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,通過以上對合成材料的優(yōu)勢和具體實踐應(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《中國大壩50年》中國水利水電出版社，2000

3.白永年《中國堤壩防滲加固新技術(shù)》中國水利水電出版社，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

中圖分類號TU5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 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、強度高、耐腐蝕性強、運輸和儲運方便、施工簡易等優(yōu)點。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。我國國家技術(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。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，可彌補土工膜強度的不足，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)及法國等歐洲國家應(yīng)用較多。據(jù)報道，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，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)土工膜具有足夠強度和抗老化能力時，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)計施工中，要注意許多細(xì)部構(gòu)造問題，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,對于重要工程應(yīng)適當(dāng)加厚；對于次要工程,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)量檢驗和回填。土工膜防滲系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗算及膜后排滲能力校核。

土工膜的老化和使用壽命問題為工程界所關(guān)注。通過大量室內(nèi)和現(xiàn)場試驗研究表明，薄膜埋設(shè)于土石壩內(nèi)中，與溫度、紫外線、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50年的建筑。從試驗室加速老化試驗的結(jié)果推算，埋在壩內(nèi)的聚乙烯薄膜可使用100年。歐美國家也有類似的經(jīng)驗。

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（無紡）土工織物兩類。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)點是強度沒有明顯的方向性，不像紡織物沿經(jīng)線、緯線的強度高，與經(jīng)線、緯線斜交方向的強度低。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,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,紫外線直接照射會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、過濾、隔離、防護(hù)等多種功能，越來越得到廣泛的應(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，各地堤壩工程險情迭出。在汛期中如何針對不同的險情應(yīng)用土工合成材料進(jìn)行搶險防護(hù)是一個急需解決的問題。

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型。土工合成材料不僅具有較高的強度。而且具有抗沖、耐磨、耐腐蝕和重量輕等特點。

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

2、防汛、搶險的傳統(tǒng)材料和土工合成材料的特點

堤防、涵閘等各類建筑物的安全渡汛主要采取兩個層次的措施：第一是防護(hù)，就是避免險情發(fā)生；第二是搶險，即一旦險情出現(xiàn)，要迅速采取有效措施消除險情。防汛、搶險最常用的傳統(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、搶險的主要材料。這些材料雖然有來源廣、數(shù)量多能就地取材等許多優(yōu)點，但也存在重量重、體積大、運輸困難、施工勞動強度大、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度，單位質(zhì)量輕、透水性強、防腐及耐磨性好的特點，同量它還具有以下幾方面的功能和作用：

（1）排水功能：土工織物能截斷與匯集土體中的滲水，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，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)或不同級配的土石料隔開，以免互相摻雜，從而可以保證施工質(zhì)量；

（4）對土體的加筋作用：土工織物有較高的抗拉強度，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)材料的缺點或不足。此外，土工織物施工工藝簡單，易保證工程質(zhì)量，施工速度快，工程造價低（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）。因此對于防汛搶險這種時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，特別對一些缺土缺砂石料的地區(qū)更具有特殊的價值。

3、土工織物在防汛搶險中的應(yīng)用

汛期江河水位高漲，常居高不下，有時還受到大風(fēng)大浪侵襲，對于堤防薄弱環(huán)節(jié)，常容易釀成險情。堤壩工程的主要險情有：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)針對最常見的險情提出搶護(hù)方案。

3．1堤壩坍塌險工的搶護(hù)

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

圖1搶險用軟件體排結(jié)構(gòu)

1-φ5mm縱向拉筋繩；2-φ10mm纜繩；

3-紡織布條；4-搶險排體；5-φ60cm縱向土枕；圖2風(fēng)浪險工搶護(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

沉排搶險施工方法如下：

（1）展排體。將排體運到險工段，放在對應(yīng)的堤頂上，并展開。

（2）橫枕裝載。指搶險隊要把裝滿土的編織袋放在橫枕中心線上，折轉(zhuǎn)枕布將對于尼龍繩頭捆在一起，就成裝土橫枕。

（3）滾排成捆。搶險隊站在橫枕一側(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。搶險隊面向迎水坡，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。搶險隊分成四組，同時向指定豎袋內(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、滑坡等險情，如不及時處理，就將危及堤壩安全。采用土工織物作為濾層，應(yīng)對可能出現(xiàn)滲透破壞的堤段取土，進(jìn)行試驗計算，確定土工織物型號，然后選購所需土工織物。但在防汛搶險時，有時來不及試驗，只能憑經(jīng)驗處理。

使用土工織物對管涌險情的搶護(hù)，其施工方法是：

（1）將泉眼周圍或嚴(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縫起來，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，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，再由周圍向中央壓易透水的2-4cm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管涌險情的搶護(hù)示意圖

施工時應(yīng)注意以下兩點：

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，一般說，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，將土工織物蓋在上面，加壓重后就會凹下去，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，開始由于土體中微粒子被滲水夾帶出來，水色變渾濁，歷經(jīng)一段時間后，若水質(zhì)變清，說明此時土體內(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，浸潤線相應(yīng)抬高，其滲漏也隨之出現(xiàn)，最后水流從背水坡滲出。若滲流量過大，出現(xiàn)渾水，背水坡松軟，有滑坡，塌陷等險情時，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，不穿帶釘子的鞋子作業(yè)，以免將織物扎破。織物之間搭接用線縫或用化學(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)滲透水通過土工織物排出以后，可以在堤腳開挖一條導(dǎo)滲溝，將集流引出，同時溝內(nèi)也鋪放土工織物。排水溝要開挖平整，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開挖導(dǎo)滲法

其施工方法是：從浸潤線逸出點沿坡面至堤腳開挖若干橫向溝（即垂直于堤身縱向軸線）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開挖導(dǎo)滲法示意圖

4、結(jié)論與建議

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

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

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