水利土工合成材料精選(九篇)

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第1篇：水利土工合成材料范文

主要用于：堤壩的防滲斜墻或垂直防滲心墻、透水地基上堤壩的水平防滲鋪蓋和垂直防滲墻、混凝土壩和土壩的防滲體、渠道的襯砌防滲和施工圍堰的防滲等諸多方面。復合土工膜是土工合成材料的一種，一布一膜、二布一膜、三布一膜等到不同產品?，F在把防滲土工合成材料的鋪設技術和防滲土工合成材料在工程施工中常出現的問題等方面進行分析和研究。

1、滲土工合成材料的鋪設技術

土工合成材料自廣泛用于巖土工程建設以來，在水利水電工程建設中引起不小的變革，這不僅反映在水利水電工程的材料使用上，而且反映在設計原理、計算方法、施工工藝和工程管理上。防滲土工合成材料主要用于垂直鋪膜防滲和坡面鋪膜防滲，因鋪設結構形式的不同，其施工工藝和鋪設技術也不盡相同。

2、滲土工合成材料在工程施工中常出現的問題

經常遭受石塊或其它尖棱物的穿刺破壞；由于土工薄膜缺少約束支持，在承受水壓力和土壓力時易于被鼓破；薄膜受到下層氣體或液體的頂托產生應力集中導致破壞；鋪設在支撐土與混凝土面板之間的土工薄膜由于受到溫度、重力、土移、浪擊和水位變化等因素的影響，可能引起界面滑動，使土工薄膜產生過度拉伸，撕裂或擦傷；在斜面上用土或混凝土面板保護土工薄膜，當水位驟降時，土體中的孔隙水壓力和庫水位失去平衡而造成失穩(wěn)滑動。只要按照施工規(guī)范和施工組織設計施工，確保施工質量，就可避免或減少類似問題的出現。

3、防滲

防滲結構設置上、下墊層的目的是保護土工膜不受破壞；下墊層尚有排水、排氣作用。

鋪設土工膜后，膜下仍可能因缺陷引起滲漏而積水，也可能有土中排出的氣體或產生的沼氣等，水、氣可能頂托土工膜，危及膜的安全，尤其是在大面積的膜下，必須考慮排水、排氣措施。

4、工程防滲設計與施工

對含毒礦場的尾礦壩等，有毒物質混入水體將造成環(huán)境污染，危及人、畜生命安全，必須嚴格防止。條文中所述措施是為了確保安全。建議渠道防滲土工膜厚度不小于0.25mm是根據多年的實踐經驗。土工膜太薄可能產生氣孔，也易于在施工中受損，使防滲效果減小。一般生活垃圾和工業(yè)垃圾不含毒質或毒質較小，故可采用單層防滲結構。如果這類垃圾也含有毒物質，則應選用雙層防滲結構。如含劇毒，甚至要求多層結構。隧道、洞室防滲應采用復合土工膜或合適的防排水材料，是因為圍巖（土）中皆有滲水，必須將其通過土工織物或防排水材料流入下方縱（橫）向排水溝排走，以確保防滲襯砌安全工作。

5、加筋土擋墻設計

加筋土擋墻采用的筋材有兩種。因筋材的抗拉模量不同，墻內填土中的潛在破壞面相異。

目前加筋土擋墻設計有極限平衡法和有限元法兩大類。由于筋材、填土以及兩者相互作用的本構關系難以準確和協調建立，加之缺乏破壞準則，工程中幾乎均采用極限平衡法，后者可作為一種輔助和對比方法。排水設備對保證加筋土擋墻的穩(wěn)定十分重要。

6、加筋土墊層設計與施工

實踐可知，加筋墊層抗深層滑動計算采用圓弧法，得到的穩(wěn)定安全系數往往提高較少，表明加筋效果很不顯著，實際效果卻很明顯。這說明現有的穩(wěn)定分析方法未能反映筋材所起的全部作用。分析認為，加筋所以發(fā)揮明顯作用可能與下列因素有關，例如加筋后潛在滑動面可能往深處發(fā)展，地基土的側向位移受到部分限制以及地基中應力分布發(fā)生了變化等，而這些有利因素在計算中卻未能計入，可見現有分析方法有待改進。我國鐵路、公路系統目前在作圓弧滑動分析時，認為首先所加底筋應該是穩(wěn)定的，即滑動圓弧不應該切斷底筋，應將筋材及其上填土視為一整體，為此，潛在圓弧必然下移，穩(wěn)定安全系數自然有所提高。此項考慮是否符合實際，應通過實踐和積累資料來加以驗證。由于筋材承受拉力才能發(fā)揮其加筋作用。所以建議回填順序，目的是使筋材始終處于受拉狀態(tài)。

7、軟土地基處理中排水帶設計與施工

利用排水帶加固地基的目的，即是要求在預定工期內消除地基的規(guī)定預期沉降和提高地基土強度。排水帶地基設計方法與傳統的砂井地基設計相同。利用砂井計算方法時應將排水帶斷面轉化為當量砂井直徑。砂墊層所用應為潔凈砂料，以保證排水通暢。存放排水帶需加封蓋，是為保護其不變壞。

第2篇：水利土工合成材料范文

【關鍵詞】土工合成材料 應用現狀 發(fā)展趨勢

中圖分類號：TU3文獻標識碼： A

土工合成材料是近幾十年發(fā)展起來的一種新型巖土工程材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纖、合成橡膠等為原料，制成各種類型的產品，置于土體內部、表面和各層土體之間，起著加強和保護土體的作用。雖然土工合成材料問世歷史不長，然而整個土木工程卻因之發(fā)生了巨大變化，許多土木工程領域中的新概念也應運而生。土工合成材料是一種多功能的材料，利用合成纖維高強性、整體連續(xù)性、良好水理性和抗腐蝕等特性，可開發(fā)成透水的工程材料。目前已在水利、公路、鐵路、工業(yè)與民用建筑、海港、采礦、軍工等工程的各個領域得到廣泛的應用。

一、土工合成材料的種類

土工合成材料（Geosynthetics）是一種新的巖土工程材料，它以人工合成的聚合物，如化纖、合成橡膠等為原料，制成各種類型的產品，置于土體內部、表面或各層土體之間， 發(fā)揮增強或保護土體的作用?！巴凉ず铣刹牧稀笔且桓爬ㄐ孕g語，標識很廣泛的產品，土工合成材可分為土工織物、土工膜、復合型土工合成材料和特種土工合成材料等類型。目前已廣泛應于水利、水電、公路、鐵路、建筑、海港、采礦、軍工等各個領域的工程建設。

1、土工織物。土工合成材料是以高分子聚合物等制成的新型建筑材料。目前大致可分為：（1）有紡土工織物；（2）針織土工織物；（3）無紡土工織物；（4）復合土工織物。

2、土工膜。它主要是由透水性低的聚合物、瀝青以及合成纖維和織物另加一定的填充料和外加劑制成的材料。它具有很好的防滲和防水性能及很強的抗變形能力和耐久性。它的厚度一般為0.25~7.50mm，它主要有以下優(yōu)點：（1）改進荷載分布狀況；（2）減少填料層厚度，并能滿足抗剪強度的要求；（3）限制土體的側向位移；（4）抗拉性能高，能避免產生裂縫；（5）增加土層剛度。

3、復合型土工合成材料。它包括土工格柵、土工網、超輕型土工合成材料、土工膜袋、土工墊、土工格柵等。常用的土工合成材料為前3種。

4、特種土工合成材料。土工特種材料包括土工格柵、土工帶、土工格室、土工網、土工石籠、土工管、土工模袋、三維網墊、E P S 等, 均由聚合物按需要分別以不同加工方法制成。如土工格柵是聚合物片材經沖孔和單向或雙向拉伸，形成具有條格形或長方形格柵狀的抗拉材料；土工帶由聚合物經擠壓拉伸，再加筋材復合制成的條帶抗拉材料；土工網由聚合物經擠塑成網或由粗股條編織或由合成樹脂壓制成的具有較大孔眼和一定剛度的平面結構網狀材料；土工模袋由雙層化纖織物(織造型)制成連續(xù)的不同間距(厚度)的平面袋狀結構材料。

二、工材料應用現狀

1、加筋

（1）加筋土坡

將土工合成材料(土工格柵或土工織物)加入土坡中可以起加筋作用。就加筋功能而言,同針織土工織物相比,土工格柵和有紡土工織物可以在較小的應變下發(fā)揮作用,針織土工織物則具有土工格柵和有紡土工織物所不具有的土工合成材料平面內的透水性。在實際應用過程中,可將不同的土工合成材料組合使用,使得加筋效果更加良好。例如可將針織土工織物與土工格柵疊合鋪設、針織土工織物與有紡土工織物疊合鋪設結合,具有加筋和排水功能;土工合成材料作為土坡內排水系統(豎向和水平向)和土工格柵、有紡土工織物結合。土工合成材料在加筋土坡中的應用前景是將土工合成材料作為含有活性炭纖維的載體,使土工合成材料成為具有導水性的填充聚合物或金屬纖維。從而,通過電泳、離子轉移和電滲改善加筋區(qū)內細粒土的性質。

（2）加筋土擋墻

與加筋土坡類似,加筋土擋墻可以形成直立墻面。加筋材料可以是土工織物,但采用更多的是土工格柵。土工合成材料在加筋土擋墻中的應用前景是在錨固區(qū)設置聚合繩、條帶和錨具(或土釘),將墻面單元通過加筋體錨固在錨固區(qū)。實質上,這一概念在20 世紀80 年代在我國的加筋土擋墻上已經采用。如果加筋土擋墻距巖體較近,也可以將錨具(或土釘)錨固在巖石上。

2、排水

土工織物主要是無紡織物，是良好的透水材料。無論是織物的法向或水平向，均具有較好的排水能力，能將土體內的水積聚到織物內部, 形成一排水通道，排出土體。較厚的針刺無紡土工布和一些具有較多孔隙的復合土工布都可以起排水作用。在巖土工程中很多情況下需要采取排水措施, 以降低滲透壓力，或加速土體的固結,或降低無壓滲流場的浸潤線的位置。過去所采用的常規(guī)措施是在適當的部位(如兩種透水性不同的土層的交界面，或土料與混凝土建筑物表面的交界面等)鋪放在碎石層進行排水。用土工織物則可取代這種碎石層。這種取代不僅可以收到排水效果，而且施工特別簡單(特別對傾斜或垂直方向的施工面) ，工程造價也可以大為節(jié)省?？捎糜谕翂蝺却怪被蛩脚潘翂位蛲恋讨械姆罎B土工膜后面或混凝土護面下部的排水，埋入土體中消散孔隙水壓力，軟基處理中垂直排水，擋土墻后面的排水等。

3、防滲

（1）混凝土壩防滲

在混凝土壩的上游面粘貼土工膜。沿垂直方向每隔2 米設一水平不銹鋼槽,以夾緊土工膜。該方法的改善是先在混凝土壩上游面設置土工網格,然后將土工膜粘貼在土工網格上。由于紫外線和氧化作用,土工膜的壽命受到限制。如遇高溫,這些作用對大多數聚合材料的影響非常大。這方面的發(fā)展前景應是開發(fā)改善型的聚合材料,以提供壽命更長的土工膜。

（2）隧道防滲

現行的方法是將土工膜用于永久性混凝土里側的防滲體,與克重較大的針刺非織造土工織物一起,將水導入設在隧道底腳的排水出口,形成封閉的排水系統。然而,土工膜及其下面的土工織物的布置是很困難的。土工合成材料會從臨時的護頂下垂,在永久性混凝土襯砌施工時容易遭到破壞。土工合成材料應和永久性混凝土襯砌同時施工,以避免在永久性混凝土襯砌施工時損壞土工合成材料。將來的發(fā)展是開發(fā)壽命在100 年以上的土工合成材料,以抵抗隧道周圍的不利環(huán)境,因而施工方法的改進和材料的壽命是最關鍵的問題。

4、隔離

將土工合成材料放在不同的材料之間或同一材料不同粒徑之間及土體表面與上部建筑結構之間，使其隔離開來。當受外部荷載作用時,雖然材料受力互相擠壓，而由于土工織物在中間隔開，不使互相混雜或流失，保持材料的整體結構和功能。隔離用的土工織物必須有較高的強度來承受外部荷載作用時而產生的應力，保證結構的整體性?？捎糜诘缆坊鶎优c路基之間或路基與地基之間的隔離層，在土石混合壩中隔離不同的筑壩材料，用作壩體與地基之間的隔離體，堆場與地基間的隔離層等。

工程土工合成材料的發(fā)展趨勢

目前國內一些較大的工程，跨世紀工程中均不同程度地應用了土工合成材料。如長江三峽工程，長江口深水航道整治工程，上海浦東國際機場等，由此可以看出中國正成為土工合成材料應用與銷售的最大市場。世界各國對中國土工合成材料的應用與發(fā)展都十分關注，積極籌劃將設備和產品打入中國市場，這也充分說明中國土工合成材料市場的潛在能力很大。雖然近幾十年來土工合成材料總的發(fā)展趨勢是不管在產品的種類、數量和質量上都有大幅度的提高，而對這一新型材料的認識和應用還不普及，土工合成材料的利用和研究還比較少，有些材料的品種還是空白，與世界上的先進國家相比，還有一定的差距。但是隨著工程建設的大規(guī)模發(fā)展，土工合成材料的推廣應用必將在工程建設中得以迅速發(fā)揮，發(fā)揮巨大的經濟效益和社會效益。

四、結束語

土工合成材料具有其獨特的力學性能,應用范圍廣泛，各類土工合成材料已經應用到水利、土建所有的領域中。在某些種類的特定工程中應用土工合成材料，不僅可以減少造價，而且效果都優(yōu)于其他材料。

參考文獻

第3篇：水利土工合成材料范文

關鍵詞 土工合成材料；防滲；排水；應用

中圖分類號TU5 文獻標識碼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品。土工合成材料具有重量輕、整體性好、產品規(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用，產品品種不斷增加，質量性能不斷提高。我國國家技術監(jiān)督局與建設部也已了GB50290――98《土工合成材料應用技術規(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，還有各種復合型土工膜，如將土工薄膜與土工織物復合成一體，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。土工膜的滲流系數一般都在1×10-8cm/s以下。土工膜早期應用于渠道防滲，20世紀60年代以后應用于土石壩，在前蘇聯及法國等歐洲國家應用較多。據報道，前蘇聯曾在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，現已加高到期134m。

應用土工膜作土石壩防滲體時，可以鋪設在上游面，并在其上部和下部分別設置上墊層和下墊層，再在表面加防護層。防護層可采用砂礫料、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、土工織物或土工網等；下墊層可采用壓實細粒土、土工織物、土工網、土工格柵等。當土工膜具有足夠強度和抗老化能力時，也可不設防護層、上墊層；復合土工膜可不設下墊層。采用土工膜的壩坡坡度受墊層和土工膜間的摩擦系數所控制，一般比較平緩，用料較多，但鋪設和檢修較方便。也可將土工膜直立鋪設于壩體中部，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。在土工膜防滲體設計施工中，要注意許多細部構造問題，以保證其防滲效果，如盡量采用復合型土工膜，膜厚不宜小于0.5mm,對于重要工程應適當加厚；對于次要工程,可以適當減薄,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合，一般采用錨固槽的連接方式；鋪設時應保持松弛狀態(tài)，以避免高應力造成的破壞；注意薄膜的粘結或焊接工藝，以保證連接質量。土石壩上游防滲土工膜鋪設通常有平直坡形、折坡形、鋸齒形、臺階形4種方式。施工工序主要有準備工作、鋪設、拼接、質量檢驗和回填。土工膜防滲系統應進行穩(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注。通過大量室內和現場試驗研究表明，薄膜埋設于土石壩內中，與溫度、紫外線、大氣等老化因素基本隔絕，加上抗老化劑的應用，可以認為，老化并不嚴重。前蘇聯在有關規(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果推算，埋在壩內的聚乙烯薄膜可使用100年。歐美國家也有類似的經驗。

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，用化學粘合、熱力粘合、機械粘合等方法制成。其最大優(yōu)點是強度沒有明顯的方向性，不像紡織物沿經線、緯線的強度高，與經線、緯線斜交方向的強度低。土工織物已較普遍地應用于排水反濾系統與護坡墊層。土工織物的滲流系數一般為10-3~10-4cm/s，與面板堆石壩對墊層料的要求相近。但應用土工織物作反濾層，要防止其被細粒土淤堵失效，宜盡可能用在易修補部位，如護坡下面的墊層、壩下游排水溝下面的反濾層、下游貼坡排水的反濾層等處。應用土工織物加筋墊層，可增加壩坡的穩(wěn)定性。在施工中應特別注意：當有往復水流時,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,故應盡早覆蓋保護.傳統用粒狀材料建豎向或斜向反濾或排水體質量很難保證,采用土工織物不僅能保證質量而且施工方便.

3其它土工合成材料

由兩種或兩種以上土工合成材料復合而成的土工復合材料，包括復合土工膜、復合土工織物、復合防排水材料（排水帶、排水管）等，可用于防滲、反濾、排水、加筋及防護等方面。土工特種材料為根據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、土工模袋、土工網墊、土工織物膨潤土墊（GCL）、聚苯乙烯（EPS）等，主要用于防護、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，隨著其產品品種的不斷增加，具有防滲、排水、過濾、隔離、防護等多種功能，越來越得到廣泛的應用，值得在土石壩工程中大面積推廣使用。

參考文獻

第4篇：水利土工合成材料范文

關鍵詞：土工合成材料公路工程應用

中圖分類號：X734文獻標識碼： A

1．概述

土工合成材料作為一種相對新型的施工材料， 已經在歐美等發(fā)達國家得到了很成功的應用，目前在鐵路、公路、建筑工程中也都得到了很廣泛的應用。在公路工程中，土工合成材料通常會被應用于填挖交界處、排水、地基處理、防護以及加筋等重要的隱蔽工程上，而且取得了非常顯著的效果。它具有造價低、適用性強、耐久性強，強度高以及耐腐蝕性強等優(yōu)點。不僅在公路工程行業(yè)，而且在水利、鐵道、巖土等工程等行業(yè)都到了廣泛應用。

2．土工合成材料的種類

土工合成材料根據材質和特征的不同，目前可分為以下幾中類型：

3 土工合成材料的功能

3.1隔離功能 土工合成材料將兩種不同的建筑材料隔開來，也可把相同材料的不同粒徑的材料隔開，避免兩種材料相互混雜，或者受到外部作用力的時候不至于流失，能夠保證所使用建筑材料的整體結構和功能。

3.2防護功能 當外部有比較集中的應力作用到土體上的時候，土工合成材料可以將應力從一種材料傳遞到另一種材料，從而起到減輕和分解的作用。防護功能主要有兩種情況，一種是沖刷防護，另一種是坡面防護。

3.3 濾層功能 土工材料能夠使土壤中的液體排出的同時，還可以防止在滲透力作用下的土或者其他顆粒流失，從而引起路基的不穩(wěn)定性。

3.4排水功能 較厚的土工合成材料能夠將土壤中的水分凝聚起來，通過材料的空隙沿著材料流出。

3.5加筋功能 主要是利用土工合成材料的抗拉性來改善土層的力學性能，將材料埋置在土體中，可增強地基的承載力，土基的整體受力，提高路基的整體強度和穩(wěn)定性，從而能夠起到加固路基，穩(wěn)定土基的作用，土工格柵，由于土粒嵌入格櫥孔口之內，產生較大的摩擦力，從而提高土體的強度。

3.6防滲功能 在公路工程施工過程中，土工合成材料由于它具有特殊的結構性能，可以按照工程的需要制成各種層厚，防滲性能也相當明顯，在碎石層和路基之間加鋪一層防滲土工合成材料，可以有效的起到隔離水份的作用。

4 土工合成材料在公路工程的應用

4.1用于道路面層與基層之間的柔性路面結構層 高等級公路要求“強基薄面”，將高模量的土工合成材料置于路面結構層中，可增大路面結構層的抗拉強度，減薄路面結構層的厚度，保持路面的結構完整性。

4.2用于臨時道路 許多林區(qū)、海港、油田及一些軍用的臨時道路要通過水文地質條件不良的地區(qū)，采用避繞的方法需延長線路增大投資。將土工合成材料鋪設在軟弱的地基上，利用其良好的抗拉強度和變形特性，避免其上部的填料在荷載作用下與地基土相混淆，同時約束填料的側向移動，保證填料層的相對剛度，將上覆荷載擴散到較大面積的地基上，減少地基所需承受的壓力。臨時道路完成使命后，由于軟弱地基土工合成材料的隔離作用其上的填料可回收再用。

4.3用于排水 用軟式透水管水平打人路塹邊坡中，排除邊坡內積水，將其鋪設于道路中央分隔帶中，進行分隔帶排水。

4.4用于植被防護 用三維土工網墊進行路堤(塹)邊坡的植被防護，也可將其鋪在河岸、水庫、池塘岸坡上防止邊坡被沖刷，或利用土工織物袋裝砂石及土工膜袋作護坡。

4.5用于護坡 用土工格柵和復合加筋帶構筑加筋土擋墻和橋臺或加陡路堤邊坡，增強穩(wěn)定性，也用于路堤邊坡加強層。

4.6調節(jié)剛度 用土工格柵和土工網鋪設于橋頭、填挖交界處、新老路基結合部位，以謂節(jié)橋梁到路基的剛度，減小沖擊力，防止橋頭跳車及錯臺。

4.7用于軟土路基加固處理 用塑料排水板代替砂井以加速軟土地基的固結，提高地基承載力?；蛴猛凉た椢?、土工格柵、土工網結合碎石或砂礫墊層鋪設于軟土地基和路堤之間，利用其抗拉強度加筋軟基路堤，保證路堤的穩(wěn)定性。

4.8用于處理膨脹土和濕陷性路基 用不透水的土工膜作封閉層，使路基土含水量不發(fā)生大的變化。

4.9用土工膜鋪設于凍融翻漿路段，保持溫度穩(wěn)定減小路基凍害，治理道路翻漿。

4.10用纖維土(土工材料聚酯絲和無粘性土混合)建造陡坡路基和擋墻，法國及英國道路中于70年代末就有先例。

4.11用超輕質填料(聚苯乙烯塊EPS)筑路堤，鋪在橋臺和引堤交接處，以減小地基荷載，防止堤身出現過度沉降和沉降差，以及橋臺和引堤交接處錯臺。

5 結束語

土工合成材料在我國公路工程中的應用時間雖然很短，但由于其施工方便、造價低廉、效果明顯、技術可行等優(yōu)點，因而得到了迅速的發(fā)展，已大量應用于路橋工程的各種場合。材料也從單一的土工織物發(fā)展到采用具有較高強度和模量的土工格柵、土工網和復合土工織物、玻纖網及土工墊的應用數量也在逐年增加。

參考文獻：

[1]王銀河， 江志超. 公路施工中土工合成材料應用的探討[J].中國新技術新產品， 2012，（3）： 45.

[2] 尚福濤. 土工合成材料在公路軟基中的應用技術探討[J].道路工程， 2012， （6）： 47-48.

第5篇：水利土工合成材料范文

關鍵詞 土石壩防滲設計土工膜

引言:

土石壩是最普遍采用的一種壩型。不論是在全世界，還是在中國，與其他壩型相比較，土石壩都占絕對的優(yōu)勢，與世界土石壩占大壩總數的82.9%，在中國土石壩數量占到大壩總數的93%，且大多是在建國后的第一個五年計劃(1953～1957年)和第二個五年計劃〔1958～1962年〕時期以及十年“”期間修建，這些工程都是在“三邊”(邊勘測、邊設計、邊施工)工作方式下進行并完成的。特別是小型水庫更是存在“四不清”(來水域、流域面積、庫容、基礎的地質情況均未調查清楚)就動工修建。不少的工程雖然完成，但工程質量很差，“后遺癥”很多，留下了隱患，經過了近40年的運行，造成了大批的病險水庫。根據1981年的統計資料，我國由滲流而引起的破壞事故率約占31.7%。至1981年全國有2391座水庫失事，其中大型11座，其余為中小型，由于中小型水庫缺少水文地質資料，漫壩沖垮者最多，占51.5%，其次就是滲漏導致垮壩，占29.1%，說明由于滲漏而造成的潰壩問題是相當嚴重的。本文鑒于土石壩設計中對滲透破壞的考慮,應采取一定的工程措施,減小因滲透造成的對土石壩的危害。目前，土工膜防滲技術在我國土石壩中的應用已漸趨成熟。特別是近年來，在新建的中低土石壩、病險土石壩以及堤防的除險加固中等應用較廣。筆者將通過對土石壩防滲基本情況的說明,土工膜在土石壩中的應用,給解決因滲透水流造成的對土石壩的滲透破壞問題提出一些僅供參考的解決方法。

一、土石壩及其基本情況

土石壩是利用砂、土、砂礫以及石料等壩址附近的當地材料填筑而成的擋水建筑物,因此又被稱為當地材料壩。土石壩是世界上最古老且應用范圍較廣的壩型。

土石壩之所以得到廣泛應用的原因在于:(1)可就地取材,節(jié)省“三材” ；(2)對壩基要求相對低,對地形、地質條件適應性強；(3)隨著大型高效的土石方施工機械的采用,加快施工進度,縮短建設工期,提高經濟效益；(4)在一般情況下,尤其是在覆蓋層較深時,與其他壩型相比,土石壩的造價往往較低；(5)應用管理方便,便于維修、加固、培厚和擴建；(6)由于巖土力學理論發(fā)展,電子計算機技術在土石壩中的廣泛使用,以及土石壩工程的積累,壩體防滲結構和防滲材料得到改進,為建筑高土石壩提供了有利條件,土石壩得到了有利發(fā)展。

二、 土工膜防滲設計

工程實踐證明，利用土工膜防滲技術進行土石壩的防滲，具有防滲效果好，工程施工簡單，造價低廉等特點。因此，可利用土工合成材料做防滲的工程包括：土石堤、壩的防滲，地基垂直防滲墻及水平鋪蓋，堆石壩及碾壓混凝土壩的上游面防滲體，渠道、蓄水池和水庫的防滲襯砌，水閘及水工隧洞的防滲體，施工圍堰，土壩加高防滲等。

（一）土工合成材料及土工膜簡介

土工合成材料是應用于巖土工程的以人工合成的聚合物為原材料制成的一種新型工程材料。土工合成材料在水利水電工程方面的應用主要包括：防滲，排水和反濾，隔離和封閉，護岸和護底工程，加筋和加固，防汛搶險等方面。防滲功能是一種防止水滲透的功能，而常用的防滲材料為土工膜。土工膜是一種以聚合物或瀝青作為材料制造而成的基本不透水的薄膜狀土工合成材料，又稱防滲膜。土工膜防滲結構具有不透水性強，抗凍性好，重量輕，體積小，厚度薄，便于施工和造價低的特點，得到廣泛的應用。

（二）土工膜材料選擇

在采用土工膜防滲技術時，對土工膜品質及性能提出以下要求：(1)具備足夠的抗拉強度，能承受施工鋪設時的拉應力和使用期在水壓力作用下不損壞；(2)在設計應用條件下，有足夠長的壽命；(3)在侵蝕性的液體中，有足夠的抗化學侵蝕能力。選擇時，其除了滿足防滲要求外，還應滿足膜本身強度、防滲性、抗化學侵蝕等方面的要求，而且必須結合工程實際情況，考慮各種薄膜性能、單價、產品質量等方面的因素，經濟技術比較后選定。選定的土工膜必須滿足工程要求，達到技術指標，有特殊工程需要的滿足特殊要求極其相關規(guī)定。

（三）土工膜厚度的確定

土工膜厚度的確定應依據防滲和強度兩個方面來考慮，其與墊層平整度，材料允許拉應力及彈性模量有關。土工膜厚度的合理與否，是確保土工膜在水壓力下不被刺穿漏水的關鍵因素之一。1998年11月的水利水電工程土工合成材料應用技術規(guī)范要求一般選用0.5mm厚度土工膜。不宜選用太薄，太薄易破損，施工保證率小，太薄的土工膜工程質量難以保證，膜上會有非常細小，肉眼看不到的砂眼，小孔洞，應用后會帶來不良后果。隱蔽工程還要求厚度大于0.5mm為更好。土工膜厚度核算公式較多，視工程實際情況選擇合理的計算公式。當墊層土體粒徑d22mm時，一般采用下式進行計算：

3-1

式中--土工膜的厚度，mm；

--鋪設薄膜范圍內的最大水頭，m；

--墊層土壤最大粒徑，mm；

--膜的允許拉應力，kPa；

--薄膜的彈性模量,kPa。

利用土工膜進行防滲時，對計算所得理論厚度，然后考慮其他因素，確定最終的采用值。

（四） 防滲結構設計

在一般土石壩工程中，為了有效保護土工膜防滲體的正常工作，土工膜防滲結構一般由上面保護層，上下墊層，土工膜，支持層等幾部分組成。支持層是對下墊層和防滲土工膜起到穩(wěn)定可靠的支撐作用，使土工膜受力均勻，免受局部集中應力的破壞。支持層可用級配良好的壓實砂礫料，壓實土層等材料。下墊層具有保護土工膜不被支持層材料破壞的作用，并使土工膜受力均勻。下墊層可采用細粒土，土工織物等材料。上墊層可以使土工膜在水中不被漂起并防止膜料老化，可以用透水性良好的砂粒料，瀝青砂漿等透水且顆粒較小的材料。上層保護層是外界接觸的最外層，具有防御外界水流沖刷，凍冰損壞，紫外線輻射以及膜下水壓力的頂托等作用。上面防護層的結構，層次和材料與工程的重要性，工程規(guī)模和使用條件等有關，視工程的具體情況確定合理的設計方案。用土工膜防滲結構防滲一定要做好整體性防滲處理，土工膜的鋪設一般按照由下而上的順序鋪設，其接縫排列方向與最大坡度線平行，土工膜焊接形式一般采用雙焊縫搭接，焊縫雙縫寬度為2×10毫米，要與不透水地基和岸坡嚴密結合，并注意排水問題。土工膜防滲在我縣病險水庫除險加固建設中使用較多，收到良好的效果。土工膜防滲結構如圖1所示。

圖1、土工膜防滲結構

三、土工膜防滲的施工質量

應用土工膜防滲技術首先必須科學設計，嚴把材料質量關，其次要精心施工，嚴格按照《水利水電工程土工合成材料應用技術規(guī)范》操作。施工時要耐心操作，切莫急于求成，忽視質量，鋪膜前應檢查基面是否仍有小石子等。施工中應注意土工膜的保護，以防止損壞和老化，鋪設完畢要檢查薄膜有無破損，是否需要修補，接縫是否緊密。要經常檢查墊層和保護層土料質量、填土厚度、填土夯實質量等。要重視質量監(jiān)督檢查，嚴格驗收檢驗，每道工序完成需經質檢人員驗收合格后，方可進行下一工序，不合格的要及時返工。另外，要加強運行期間維修管理，發(fā)現保護層沉陷、裂縫應及時整修，只有保證保護層斷面完整，才能保持理想的防滲效果。

結束語：

土工膜防滲結構在國內某些工程中獲得成功，證明了土工膜是一種理想的防滲材料。用土工膜防滲結構，簡化了防滲設施的構造，提高了工程防滲能力，縮短了工程工期，降低了工程造價，提高了工程效益。但是作為土石壩整體防滲設計需求，土工膜防滲結構是遠遠不夠的，如前文所述，土工膜一般用于堆石壩的上游壩面防滲體。如何進一步拓寬其使用范圍，與其他防滲措施相結合，按照經濟合理的總體要求，實現土石壩的總體防滲要求。另外，由于土工膜產品的性能，品種和尺寸規(guī)模上不能滿足要求，以土工膜為代表的土工合成材料在水利水電工程方面的應用受到一定限制。研究滿足使用要求的高質量的土工合成材料，重視工程實踐經驗，進一步開展在土工膜材料設計施工監(jiān)測等方面的研究，在工程應用中檢測、科研、設計、施工、管理多方協作，促進土石壩防滲技術以及土石壩的發(fā)展。

參考文獻：

第6篇：水利土工合成材料范文

【關鍵詞】洪澤湖堤防；軟土地基；拋石擠淤法；加固法；特點

洪澤湖大堤位于淮安市境內洪澤湖東岸，北起江蘇省淮安市淮陰區(qū)碼頭鎮(zhèn)，南迄淮安市盱眙縣張大莊，現存全長67.25公里，洪澤湖大堤上承淮河上中游15 .8萬平方公里的洪水，下保蘇北里下河地區(qū)3000萬畝農田和2000多萬人民生命財產安全，國務院明確任何情況下必須確保安全。洪澤湖大堤，古稱高家堰，始建于東漢（公元200年左右），擴建于明清，加固于當代。建國后，洪澤湖大堤歷經4次大規(guī)模加固。1951年至1954年，進行復堤加固。1966年―1969年，改直立式條石墻為斜坡式塊石護坡，增筑防浪林臺。1976年―1978年，堤后加筑20公里二級戧臺，進行抗震加固。1992年至1995年，加固重點險工段。大堤土質以軟土為主，堤防工程軟土地基施工技術是直接影響著工程項目質量的好壞，本文就堤防軟土地基進行討論。

1 水利堤防工程軟土地基的主要特點分析

在水利堤防工程建設中軟土是重要核心組成部分，持有含水量大、壓縮性高、承載能力低的主要特點，是由粘粒及粉粒組合而成的，其性能與粘性土有相似之處。軟土一般是在水流相對緩慢的時候而形成的，并且在水流不流動的時候也愿意沉積。所以軟土具有以下幾方面的特點：第一，含水量特別大，我國軟土的天然孔隙比一般e=1 2之間，淤泥和淤泥質土的天然含水量w=50 70%，一般大于液限，高的可達200%。而且其滲透性性能比較低。由于軟土的透水性能比較低，滲透系數微小，在粘土微小的空隙中存滿了水，出現了水結合的現象。在這種情況下加大了水的滲透難度，從而直接造成了透水性差的特點。第二，由于軟土的特性，在固結過程中需要很長的時間，承載能力是很低的。給軟土施加壓力的作用，能夠使水分隨著軟體在受力后的壓縮而被排出來，這樣使水分含量逐漸降低，軟土密度和強度進而會增加。這主要是土固結過程。同時，軟土地基是具有很強的敏感性，且抗剪強度會顯著降低。軟土地基處理之前，由于滲透性能比較小，再加上隨著固結時間是比較慢，因此，導致空隙內的水分是不易排出的，在力作用下的整體結構的土壤被破壞和剪切逐漸減低。

2 洪澤湖軟土地基上筑堤常用的地基處理方法

2.1 拋石擠淤法

該方法是主要使用在厚度較大的飽和土地基或是沖填土地基上，在原有基礎上的淤泥或淤泥質土擠走，由于受到外力和荷載的影響，體內空隙水分排得很慢，所以土壤體積就變的很小，慢慢變形。在提高地基土強度的過程中，靜水壓力會逐漸的降低，而且效應力會慢慢增加，從而達到地基加固的目的。這個方法在實施過程中，施工工藝是相對比較容易的，而不用太大的投資，一般用于處理流塑態(tài)的淤泥或淤泥質土地基。

2.2 墊層法墊層法

實際上就是把基礎底面下面的不能滿足設計要求軟土挖掉，然后選取適當填充料，通過人為的施工控制使其達到設計的承載力要求，例如選用一些強度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等；另外軟弱地基還可通過人工回填的解決方法，人工回填的砂、碎石、石渣等強度高、壓縮性低、透水性好、易壓實的材料作為持力層，通過嚴格的施工質量控制使持力層達到合格的密實度，還能達到墊層加固地基的效果，同時該方法就地取材，價格便宜，施工工藝較為簡單，適用在軟土埋深較淺、開挖方量不太大的施工部位。

2.3 振動水沖法

振動水沖技術處理主要是通過震動的管狀設備，在荷載水流沖擊下在軟弱粘土利用電擊的辦法對其進行鉆孔，然后將其碎石、砂等堅硬材料放入鉆好的孔內，在進行夯實，這樣會形成一個密實樁體，由碎石構成的碎石樁在和粘土構成之后，就會形成復合地基，這樣對地基的整體抗剪強度會有所提升，反而降低了地基的沉降量，加固了地基的整體強度。如果是太軟的淤泥不要使用砂樁、碎石樁加固辦法。石灰樁、二灰樁是在樁孔中灌入新鮮生石灰，或在生石灰中摻入適量粉煤灰、火山灰（常稱為二犯，并分層擊實而成樁。它通過生石灰的高吸水性、膨脹后對樁周土的擠密作用，離子交換作用和空氣中的COZ與水發(fā)生酸化反應使被加固地基強度提高。振動水沖技術也叫做振沖置換法，這種方法通過擠密砂體的振沖技術發(fā)展而來，發(fā)揮著將部分的軟體置換的作用，然后會產生一個形同鋼筋混凝土復合結構，既不會受到地下水溫的影響，也不需要投入太大的資金造價很低，同時還能減輕降低軟土地基的沉降，因此，這種方法在水利堤防工程建設中得到了普遍應用。

2.4 土工合成材料加筋加固法

土工合成材料加筋加固法在水利堤防工程建設中得到了很大的發(fā)展和推廣應用，在這種辦法實施的過程中，具體過程就是將土工合成材料平鋪于堤防地基表面進行地基加大，能使堤防荷載均勻分散到地基中。土工合成材料加筋加固法在水利堤防工程軟土地基處理中能夠經?？吹健Ｒ坏┸浲恋鼗艿狡茐臅r土工合成材料會起到阻止軟土地基不會受到破壞或是降低破壞的作用，從而提高地基的承載能力以及穩(wěn)定性。

3 選擇筑堤軟土地基處理方法時應考慮的因素

（1）根據軟土地基自身的特點，在對其進行加固的時候，我們一定要注意，對于軟土層比較薄的來講，我們首先要其進行表層處理。對于周圍有構造物基礎的話，我們要用墊層技術對其進行處理。如果軟土層薄的話，要選擇其他的辦法。另外，對于夾有砂層很薄的軟土層來講，在對其進行處理的時候，我們要采用表層處理法、強夯法等方法。

（2）施工環(huán)境

我們在對水利堤防工程軟土地基選擇處理方法的時候，一定要考慮到施工環(huán)境因素，由于環(huán)境的不同，所采取的辦法也是不一樣的。而且，在施工的時候，所采取的施工辦法也很重要，要注意到地基的振動、地下水的變化和排出的泥水等現象，進而引發(fā)地基周圍出現隆起或是沉降的現象發(fā)生。

4 結束語

綜上所述，水利堤防工程中軟土地基處理技術是非常重要核心組成部分，因而，我們在選擇施工處理技術和方法時，是一定要考慮軟土地基處理技術直接著水利堤防建設工程質量的好壞。因此，要根據不同的軟土地基來選擇正確的處理方法，同時，我們還要想到選擇筑堤軟土地基處理方法時應考慮的因素，只有這樣才能保證軟土地基的穩(wěn)定性和工程質量的優(yōu)質性。本文通過對水利堤防工程中軟土地基處理技術方面的幾個小的建議，望在今后的工作中對更多的同行有所幫助。

參考文獻：

[1]施衛(wèi)東，潘江巖，李永強.真空一堆載聯合預壓加固軟土地基測試與研究[J].長江科學院院報，2003（05）.

第7篇：水利土工合成材料范文

關鍵詞：土工織物及土工膜工程 應用

土工織物及土工膜是土工合成材料中的一種，土工合成材料是指以人工合成的聚合物為原料制成的各類產品，是巖土工程中應用的合成材料的總稱。土工織物是具透水性的平面土工合成材料，分有紡（是通過織機、針織、編織而成）和無紡(是由細絲或纖維方向排列經機械粘合，化字粘合或熱粘合而成的土工織物)。土工膜具不透水性，是用作防滲和隔離的高聚物薄膜。

一、發(fā)展簡史

土工合成材料是繼木材、水泥、鋼材之后于20世紀30年代研發(fā)出來的一類新型材料，國際上習慣將這四種材料并列稱為“四種工程材料”。

1926年美國南卡羅來納州最早用類似于土工膜的綿織物加固公路路面，被視為土工合成材料的開端。1964年，全球第一塊合成材料――塑料排水板問世，開創(chuàng)了軟基處理排水加固的先河，60年代至80年代為土工合成材料發(fā)展階段，而80年代至今為普及階段。

二、在我市水利工程的運用

慶陽市地處黃土高原及丘陵溝壑區(qū)，區(qū)內黃土層覆蓋面積大且深厚，原區(qū)黃土厚度約在200-300m左右，溝道河流有砂卵石、白堊系砂質、泥質頁巖出露，兩岸階地，坡地亦覆蓋黃土。又處于濕陷性黃土地區(qū)，原區(qū)表層黃土濕陷性大，一般均為Ⅱ-Ⅲ級以上。

慶陽市政府所在地西峰區(qū)位于黃土原區(qū)，1997年城市飲用水改造項目提巴家咀水庫水上塬后的兩個5000m3沉淀池，原方案擬做鋼筋砼地。但后來由于資金等原因，改為土基鋪塑料紙上壓砼塊，經過一個冬天后凍脹破壞嚴重，于第二年夏季重修，改為土工膜防滲，使用效果至今一直良好。

合水縣王家灣水庫在溢洪道施工中，基礎開挖后由于地下水涌水量太大，導致基礎土方開挖、碾壓無法進行，最后用土工布結合河卵石建成排水道，降低水位，土體排水固結后強度增加，機械施工順利進行。其他如合水縣新村水庫、正寧縣庵里水庫出險加固工程在臨時排水時都以土工布外壓砂石料排水，取得了很好的效果。

近幾年建成的西峰區(qū)南湖人工集雨工程、北湖人工集雨工程，合水縣城北區(qū)集雨池，華池縣縣城供水鴨兒洼攔水壩壩前土工膜等，都利用了土工膜（復合土工膜）的隔水作用。降低了投資，使用效果也很好。

三、作用機理

1、反濾作用機理

巖土工程的反濾是指工程中的土工合成材料在使液體通過的同時，保持受滲透壓力下的土或其他顆粒不流失。為此根據規(guī)范要求，土工織物應滿足以下方面：

（1） 保土性。防止被保護土流失以引起滲透變形。

（2） 透水性。保證滲透水通暢易排。

（3） 防堵性。保證不致被細土粒淤堵失效。

2、隔離作用機理

隔離的本義是隔斷，作為土工膜（或復合土工膜），通過土工特種材料將不同的土質結構分離，形成穩(wěn)定分界面，使各層結構彼此獨立于土工持種材料兩側，并按照設計要求發(fā)揮各自的特性與整體作用，它也存在三個基本準則：

（1）擋土準則。如路基與軟土基的隔離；公路、鐵路、機場、停車場等面基與地基之間的隔離；人工填土、堆石或材料場與地基的隔離等均包含有擋土準則的隱用。

（2）滲透準則。諸如江、河、湖、海拋土石方，將土工織物（布）放置水下，既起隔離作用，也起反濾、滲透和加固作用。

（3）強度準則。諸如裂隙發(fā)育的巖基，或卵石地基修筑土石堤壩，土工織物（布）用作堤壩與基地之間隔離同時，不讓裂隙擴展或讓分散的卵石連成連體，顯然提高了原來地基強度，起到了加固地基的作用。

四、施工工藝及流程

1、土工織物反濾層

（1）土工流程

基層碾壓――織物鋪設――回填――表面防護

（2）施工工藝

鋪設時要求基層整光滑，清除一切可能損傷織物的雜質；鋪設土工布于基層上，要求搭接寬度在旱地時30cm，在不平地、軟土、水下搭接寬不小于50cm?；鶎尤舴哿；蛘痴吵^50%?；蛴袆恿d載時，應在其基層上鋪10cm厚粗、中砂；再鋪土工織物，坡面（斜面）鋪設應從下而上；然后做回填，回填物可以為粗、中砂，逐漸變?yōu)槁咽?；其上再鋪設砌石、砼塊等做為面層防護層。

2、土工膜

（1）工藝流程

基層平整（支持層、下墊層）――土工膜鋪設――上部防護層（上墊層、防護層）

（2）施工工藝

防護層：與外界接觸的最外層，由堆石、砌石或砼板構成，厚度一般為15~25cm。

上墊層：是防護層和土工膜之間的過渡，是為避免防護層的大塊粗糙材料破壞土工膜而設，一般采用透水性良好的砂礫料，厚度不小于15cm，如果防滲材料采用的是復合土工膜，該層可取消。

土工膜：防滲主體，按規(guī)范要求，搭接或焊接，應能承受一定施工及使用時的應力，可每隔一段做折皺以適應變形。

下墊層：土工膜之下。排除膜下積水、積氣，保護土工膜不受支持層破壞。一般為粗細砂，厚度10~15cm。支持層若平整，且無破壞土工膜的可能性，該層可省。

第8篇：水利土工合成材料范文

關鍵詞：水利施工 新突破

前沿：當前水利改革不斷深入,本文將從簡單介紹什么是水利施工以及特點入手，談談近幾年我國的水利工程以及在此方面取得的一些新的突破。

1 水利工程及其特點

水利工程是按照設計提出的工程結構、數量、質量、進度及造價等要求修建水利工程的

工作。包括施工準備、施工技術與施工管理等內容。水利工程施工與一般土木工程如道

路、鐵路、橋梁和房屋建筑等的施工有許多相同之處。（1）水利工程承擔擋水、蓄水和泄水的任務，因而對水工建筑物的穩(wěn)定、承壓、防滲、抗沖、耐磨、抗凍、抗裂等性能都有特殊要求，需按照水利工程的技術規(guī)范，采取專門的施工方法和措施，確保工程質量。（2） 水利工程對地基的要求比較嚴格，工程又常處于地質條件比較復雜的地區(qū)和部位，地基處理不好就會留下隱患，事后難以補救，需要采取專門的地基處理措施。（3）水利工程多在河道、湖泊、沿海及其他水域施工，需根據水流的自然條件及工程建設的要求進行施工導流、截流及水下作業(yè)。

2 水利工程概況

近幾年我國實施了很多的水利工程，一次次的水利工程顯示著我國水利工程事業(yè)的飛速發(fā)展。比如三峽水利樞紐工程、小浪底水利樞紐工程、水布埡水電站建設等等，以及未3年我國將要進行的病險水庫除險加固工程、農村飲水安全工程、型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程、江河湖泊治理工程等等，都突出的顯示了我國在水利工程方面的快速進步。

3 我國水利施工方面的新突破

3.1．大壩建設中若干施工關鍵技術研究獲得突破,

筑壩水平居世界前列, 形成中國特色的筑壩技術碾壓混凝土高壩筑壩技術研究取得了重大科技成果, 主要是兩項配套技術、一項成套設備和五項突破性成果。

兩項配套技術: 一是以龍灘為主要依托工程的碾壓混凝土高重力壩設計配套技術; 二是以沙牌為主要依托工程的碾壓混凝土高拱壩筑壩配套技術。一項成套設備: 200m3/ h 雙臥連續(xù)強制式碾壓混凝土攪拌系統設備。

五項突破性成果: 大倉面碾壓混凝土斜層平推鋪筑法, 高氣溫和多雨條件下的碾壓混凝土施工技術, 碾壓混凝土拱壩接縫重復灌漿技術, 碾壓混凝土拱壩埋管降溫技術, 碾壓混凝土拱壩現場快速質量檢測技術。已建及在建高混凝土面板堆石壩中。

3.2.三峽、小浪底等重點工程建設取得多項重要技術突破

三峽水利樞紐工程中大江截流設計、施工中克服了堤頭坍塌、深水龍口預平拋墊底、截流期通航和跟蹤預報等技術難題, 保證了按預定目標實現了截流合龍, 主要試驗研究成果達國際領先水平。三峽工程首次大規(guī)模采用對拉端頭錨技術加固船閘隔墻巖體。小浪底水利樞紐工程是我國首次應用的GIN 法新型帷幕灌漿技術, 具有優(yōu)質、高效、低耗的顯著優(yōu)點。在三條排沙洞中, 采用的無黏結鋼鉸線雙圈環(huán)繞預應力混凝土襯砌技術, 其規(guī)模和技術難度屬世界前列。在河床段混凝土防滲墻施工中, 采用橫向槽孔回填塑性混凝土保護下的平板接頭 形式為國內外首創(chuàng)。

3.3. 大容量、高效率配套施工機械

水利施工時采用77t 位自卸汽車,拋投最大塊石已達10t, 最大混凝土單個塊體25t。天生橋二級引水洞、引大入秦、引黃入晉的長隧洞開挖, 均采用全斷面掘進機, 雙護盾掘進機和

懸臂掘進機等。小浪底大壩基施工中選用了大容量的國際先進的施工機械設備, 坡積物開

挖采用EX400 反鏟與DP755/ 366 自卸汽車; 河床沙礫石開挖采用CAT988F/ 992D 裝載機與D8N/D9N 推土機和DP755/ 366 自卸汽車。引黃入晉采用6 臺全斷面的雙護盾掘進機, 開挖

了8 條隧洞, 總長122km, 占一期隧洞工程長度的3/ 4, 創(chuàng)造了日最高進尺113m 的紀錄。小浪底、三峽在防滲墻施工采用了對地層適應性較強的沖擊式正、反循環(huán)鉆機及雙輪銑槽鉆機。在機電設備、金屬結構的制造與安裝等方面也取得了突破性進展, 三峽工程的單機容量達到了70萬kW 和小浪底工程水輪機的抗磨防護技術都代表了當今世界最先進水平。

3.4.新型垂直防滲技術

垂直防滲技術用于堤防工程是􀀂 98 大水后的重大轉變?；谀酀{固壁的置換成墻工藝, 開

發(fā)研制了“薄墻抓斗”“射水法”“鋸槽法 ”等成墻新機具和新方法, 用于長江和黃河等堤防加固。另外, 在采用以上方法成槽的基礎上, 還開發(fā)了“垂直鋪塑 ”“新型防滲墻”、振動切槽、振動沉模等擠壓注漿成墻法,此技術可提高堤防工程的機械化施工水平和新技術含量, 保證了堤防防滲效果和安全。此外, 堤防除險加固技術, 如堤坡防護技術、隱患探測技術和水下測量技術等都有突破性新進展。

3.5.建設全國水利土工合成材料應用示范工程

水利部組織人員在各示范工程技術總結的基礎上編寫了《水利工程土工合成材料技術和應用》一書, 反映了土工合成材料在我國水利工程建設應用中達到的最新水平, 具有很高的實用和指導價值。使土工合成材料在水利工程中的推廣應用和技術進步提升到一個新水平

第9篇：水利土工合成材料范文

關鍵詞：土工布；老化性能；標準；人工加速老化試驗

目前土工布的生產和應用快速發(fā)展，對土工布的研究很多，但關于土工布老化性能的研究相對較少。土工布作為一種工程材料，其老化性能指標直接影響工程的壽命、安全性和可靠性。因此，對土工布老化性能的研究具有很高的經濟意義和戰(zhàn)略意義。美國材料與試驗協會（ASTM）對土工布的定義為：一切和地基、土壤、巖石、泥土或任何其他土建材料一起使用，并作為人造工程或系統的組成部分的紡織品[1]。土工布和地基、土壤、巖石、泥土或其他建筑材料一起使用，利用土工布對泥土起加固、保護、排水、過濾、隔離、防滲等作用[2]。土工布目前已經同水泥、鋼材、木材一起被稱為“四大建筑材料”[3]。

土工布根據加工方法不同可以劃分為機織土工布、針織土工布和非織造土工布[4]。機織土工布目前使用較多的是長絲機織布和扁絲機織布，材料以聚丙烯為主。經編復合土工布是以玻璃纖維（或其他合成纖維）為增強材料，通過與短纖針刺非織造土工布復合而成。非織造土工布主要有短纖維針刺土工布和長絲紡粘土工布，所選合成纖維原料主要是滌綸、丙綸、錦綸等，其中主要使用滌綸和丙綸[5]。

不論針織土工布、機織土工布或非織造土工布，在加工、儲存和使用過程中，易受內部因素和外部因素的共同作用，其性能逐漸變壞，以致最后喪失使用價值的現象，稱為老化。這是土工布常見的問題，其本質是高分子結構中分子鏈的斷裂、化學結構的變化等，宏觀上則表現為土工布強度下降和宏觀結構破壞等，是一種不可逆變化[6-7]。

1老化現象原因

土工布老化有多種表現：宏觀表現為外觀變色、脆化、喪失光澤、結構改變、力學性能下降等；微觀表現為大分子結構改變，大分子量下降等。其中對工程應用影響最大的就是力學性能的下降和材料結構的改變。

老化的原因有內因和外因兩種。內因指材料本身的性質，主要有：單體的結構狀態(tài)、高分子體系內部性質、添加劑等；外因指外界的環(huán)境因素，主要有太陽光、氧氣、熱、水分、pH值、應力、工業(yè)氣體、海水、鹽霧、霉菌、細菌等。影響老化的原因是多種多樣的，通常各種因素共同起作用，但其中太陽光、水、氧氣、熱是最主要的影響因素，本文主要集中對這幾個因素進行討論[8]。

2老化試驗

老化試驗是研究土工布在一定環(huán)境下的老化規(guī)律和評價土工布老化性能的手段。通過老化試驗，測試土工布的強度、伸長率、彈性模量和微孔結構等隨時間的老化情況。老化試驗主要有人工加速老化試驗、自然環(huán)境老化試驗和實際應用老化試驗三種[9]。

1）人工加速老化試驗

將試樣放置在一個老化箱內，根據樣品實際使用情況或相關老化標準，設置老化箱的參數，如溫濕度、紫外線強度、雨淋、冷凝等。經過一定時間的加速老化以后，將老化樣和原樣進行對比，由此估計樣品的耐老化性能。采用儀器加速老化的特點是加速老化條件穩(wěn)定、可比性強、試驗周期短、重現性較好。

人工加速老化試驗主要包括：人工加速紫外老化試驗、人工加速熱老化試驗、人工加速氧老化試驗、人工加速濕熱老化試驗等。

2）自然環(huán)境老化試驗

將試樣暴露在自然環(huán)境中，檢測土工布性能隨時間的老化情況。自然環(huán)境老化試驗的優(yōu)點是采用真實的自然環(huán)境進行試驗，結果真實可靠。缺點是費時費力，一般至少一年，多則幾年，無法對新材料、新產品的老化性能進行快速評價。

自然環(huán)境老化試驗主要包括：大氣老化試驗、地下埋藏試驗、海水浸漬試驗和水下埋藏試驗等。目前進行較多的是大氣老化試驗和地下埋藏試驗。

3）實際應用老化試驗

該試驗在實際工程應用中進行，在工程現場定期取樣，測試強度損失率及有關指標，了解實際應用中材料的老化程度。實際應用老化試驗優(yōu)點是在具體的施工環(huán)境中取樣試驗，數據真實可靠。缺點是時間周期長，普遍適用性較差。

在理論研究方面，人工加速老化和自然環(huán)境老化之間的相關性研究是一個比較活躍的領域。人們提出老化模型灰色預測，通過相關性研究用人工加速老化試驗結果去預測自然老化時間。老化模型灰色預測是基于灰色系統理論的一種預測方法，根據已知數據建立一個由過去引申到將來的灰色模型，從而確定系統未來的發(fā)展變化趨勢[10]。

3標準測試

不少國家和組織對土工布老化現象進行研究，規(guī)定了戶外暴露老化標準，如國際標準化組織的ISO標準、美國的ASTM和AATCC標準、歐洲的EN標準等。就目前我國土工布的研究現狀，進行老化方面的研究較少，國內土工布老化性能試驗方法標準較少，土工布產品標準中也缺少對老化性能標準值的規(guī)定，如GB/T 17642―2008《土工合成材料 非織造布復合土工膜》；GB/T 17639―2008《土工合成材料 長絲紡粘針刺非織造土工布》；GB/T 17638―1998《土工合成材料 短纖針刺非織造土工布》等。

目前國內土工布老化標準較少，可適當考慮參考采用塑料和紡織品的老化標準。例如GB/T 16422.1―2006、GB/T 16422.2―1999、GB/T 16422.3―1997、GB/T 16422.4―1996《塑料實驗室光源暴露試驗方法》；ISO 4892―1:1999、ISO 4892―2:2006、ISO 4892―3:2006、ISO 4892―4:2004《塑料實驗室光源曝曬方法》；ASTM G 154―2006《非金屬材料熒光紫外暴露試驗操作標準》。

常見的實驗室老化試驗主要有光照老化、濕熱老化、熱風老化等。目前國內外常用的土工布老化標準如表1所示。

4表征

對于工程應用的土工布而言，老化性能的表征主要包括宏觀和微觀兩個方面。宏觀方面是一定老化時間下，土工布的強度保持率（主要有拉伸強度、撕裂強度、頂破強度）、伸長率、脆化、宏觀結構形態(tài)變化情況等。微觀方面主要指在老化過程中，大分子結構降解過程和降解產物等。降解過程檢測可采用差熱分析法、熱分析方法等；降解物質分析可采用氣體色譜/質譜分析法、紅外光譜法和凝膠分析方法等。

5結論

土工布越來越多地被用作公路、鐵路、土木、水利等工程的材料。研究材料的老化性能可以預測材料的使用壽命，這對預測整個工程的穩(wěn)定性和使用壽命具有非常大的意義。因此，老化問題的研究特別重要。通過對土工布老化性能的測試研究，認識和掌握其老化規(guī)律，然后可以通過改性或后處理等方法提高土工布的抗老化性能。

目前土工布缺少統一的國內老化試驗標準和規(guī)程，為了加快土工布的發(fā)展和應用，應盡快制定或修改采用國外標準，形成我國的國家老化試驗標準。

參考文獻：

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[3] 王飛龍,邵敏.機織土工布的發(fā)展及現狀[J].廣西紡織科技,2010,39(1):37~39.

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