土工合成材料在除險(xiǎn)加固時(shí)需注意和解決的幾個(gè)問(wèn)題

關(guān)　建

在汛期搶險(xiǎn)的材料應(yīng)用上，土工合成材料具有整體性強(qiáng)、搶險(xiǎn)速度快，適應(yīng)性強(qiáng)、儲(chǔ)運(yùn)方便等優(yōu)點(diǎn)，但在長(zhǎng)期實(shí)踐中，也出現(xiàn)了一些需要認(rèn)真注意和解決的問(wèn)題。

1土工合成材料做堤后反濾時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

1.1土工合成材料做堤后反濾時(shí)應(yīng)遵循的準(zhǔn)則

1.1.1保土性：防止被保護(hù)土流失，引起滲透變形。

1.1.2透水性：保證滲透水通暢排除。

1.1.3防堵性：保證不致被細(xì)土粒淤堵失效。

當(dāng)土中水流過(guò)土工織物時(shí)，水可以順暢穿過(guò)，而土粒卻被阻留的現(xiàn)象稱為反濾或叫過(guò)濾。當(dāng)土中水從細(xì)粒土流向粗粒土或水流從土內(nèi)向外流的出逸處，需要設(shè)置反濾措施，否則土粒將受水流作用而被帶出土體外，發(fā)展下去可能導(dǎo)致土體破壞。土工織物可以代替搶險(xiǎn)中傳統(tǒng)采用的砂礫等天然反濾材料作為反濾層。用作反濾的土工織物一般是非織造型無(wú)紡?fù)凉た椢?，為避免淤堵也可用織造型土工織物?/p>

1.2反濾和淤堵

1.2.1反濾以往的直觀概念都認(rèn)為土工織物起反濾作用，等同于過(guò)篩作用，后來(lái)的研究和應(yīng)用實(shí)踐卻證明土工織物所以發(fā)揮反濾功能主要是由于它具有促進(jìn)天然濾層形成的“催化”作用。另外當(dāng)土工織物作為反濾層而長(zhǎng)期作用時(shí)，有淤堵現(xiàn)象。

1.2.2淤堵。土工織物中的孔道被堵塞，過(guò)水面積減小，滲透性下降的現(xiàn)象稱淤堵。形成淤堵的原因可分為機(jī)械淤堵、化學(xué)淤堵和生物淤堵。一般情況下，機(jī)械淤堵為主要形式。機(jī)械淤堵是土體中的細(xì)顆粒隨水流進(jìn)入土工織物孔隙中，并停留其中，隨時(shí)間增長(zhǎng)，停留的細(xì)粒愈來(lái)愈多，織物的透水性越來(lái)越小；化學(xué)淤堵是由于滲流水中的各種離于，受化學(xué)作用形成不溶于水的化合物，如碳酸鈣(CaCO₃)、二氧化鐵(FeO₂)等，停留于織物孔隙中，減少水流通道從而降低織物的滲透性；生物淤堵是土體或土中水內(nèi)的藻尖、菌頭微生物的有機(jī)質(zhì)在織物孔隙中滋長(zhǎng)繁殖，堵塞孔隙所造成。淤堵對(duì)織造型和非織造型土工織物有著不同影響?？椩煨涂椢锟卓谕ǖ绬我?，管狀通道間不連通，故孔口或通道內(nèi)任一處被堵塞，整個(gè)通道即不暢。針刺非織造土工織物(簡(jiǎn)稱針剌織物)則兼有垂直和水平結(jié)構(gòu)，而且它們之間是相通的，織物孔隙呈迂回樹(shù)枝狀的立體結(jié)構(gòu)，水分進(jìn)入后即可相互串道，所以即使大部分孔隙被堵塞，仍可保持相當(dāng)?shù)耐杆?。針刺織物用于粉土堤防反濾易發(fā)生淤堵，這在國(guó)內(nèi)外已有報(bào)道，所以針刺織物用于粉土反濾要慎重。

2土工合成材料做堤前防滲應(yīng)注意的問(wèn)題

要做好滲透破壞的除險(xiǎn)加固工作，需從以下幾個(gè)方面入手①了解滲透破壞屬于哪能種類型，并分析其形成的原因；②根據(jù)滲流控制原則和具體的工程地質(zhì)條件，選擇經(jīng)濟(jì)合理的除險(xiǎn)措施。

2.1土工膜做堤前截堵應(yīng)注意施工應(yīng)力的問(wèn)題

土工膜是防滲主體，除要求有可靠的防滲性能外，還應(yīng)該能承受一定的施工應(yīng)力和使用期間結(jié)構(gòu)物沉降等引起的應(yīng)力，故也有強(qiáng)度要求。土工膜的強(qiáng)度與其厚度直接有關(guān)，在汛期應(yīng)用土工膜防滲時(shí)建議厚度應(yīng)在0.3～0.5mm。

2.2防止下滑

單一土工膜表面光滑，摩擦系數(shù)小，鋪在坡面上要考慮下滑的可能性。為此在堤防坡面較陡的情況下，盡量選擇復(fù)合土工膜，其表面的非織造土工織物與土的摩擦系數(shù)要比單膜的大得多；也可以將單膜加上紋路以增加糙度；也可從鋪設(shè)方式上著眼，例如：采用鋸齒形、臺(tái)階等形式鋪設(shè)，可取得良好的搶護(hù)效果。

2.3土工膜做防滲體應(yīng)有下墊層

下墊層鋪在土工膜的下面，有雙重功能：①排除膜下的積水、積氣，確保膜的穩(wěn)定：②保護(hù)土工膜，下墊層對(duì)土工膜起支持層的作用，使其不受支持層的破壞。如果土工膜直接放在坡面上它會(huì)被坡面上的草根等物刺破。試驗(yàn)研究證明，0.25mm厚的聚乙烯土工膜鋪在級(jí)配良好的砂卵石墊層上，作用水頭達(dá)到200m，土工膜也沒(méi)有破壞，這表明膜下墊層的狀態(tài)對(duì)膜的安全致關(guān)重要。

2.4要有支持層

土工膜是柔性材料，必須鋪設(shè)在可靠的支持層上，它可使土工膜受力均勻。除上述的下墊層外支持層還可采用級(jí)配良好的壓實(shí)土層，粒徑應(yīng)根據(jù)膜厚來(lái)選擇。

2.5要有防護(hù)層

防護(hù)層是與外界接觸的最外層，是為了防御外界水流或波浪沖擊、風(fēng)化侵蝕和遮蔽日光紫外線而設(shè)置。通過(guò)搶險(xiǎn)工程實(shí)踐可知，暴露在陽(yáng)光下的土工膜僅100個(gè)日照后功能可下降1/2。所以在汛期多采用土袋或襯砌做防護(hù)層。

3土工合成材料做堤前防風(fēng)浪沖刷時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

土工合成材料主要有無(wú)紡?fù)凉た椢?、織造土工織物、土工膜，汛期用土工膜作防護(hù)材料時(shí)應(yīng)按險(xiǎn)情具體情況正確選用。

3.1土工膜直接鋪設(shè)在堤坡面上防風(fēng)浪

土工膜與坡面的摩擦系數(shù)較小，有滑動(dòng)的可能性，對(duì)其穩(wěn)定性應(yīng)采取措施：土工膜是聚合材料，紫外線直接照射會(huì)引起降解等破壞作用，故應(yīng)盡早覆蓋保護(hù)，大面積鋪設(shè)時(shí)易隱蓋險(xiǎn)情。汛期緊急時(shí)刻采用土工膜作堤坡面防風(fēng)浪沖刷效果甚佳，但由于土工膜面積大易隱蓋險(xiǎn)情，所以要重視觀察。土工膜直接鋪放堤坡面會(huì)助長(zhǎng)風(fēng)浪爬高，應(yīng)警惕漫堤。

3.2土袋防沖刷

土袋是織造土工織物縫成的袋體類似于草包，內(nèi)填土料，汛期應(yīng)用土袋防風(fēng)浪沖刷。可用土工膜做袋，也可以用編造織物做袋，袋內(nèi)可裝沖填土也可裝沖填江砂。

防護(hù)用的土工織物應(yīng)符合反濾準(zhǔn)則和具有一定的強(qiáng)度。由于要受到往復(fù)雙向水流作用，為保證細(xì)土粒不流失，對(duì)織物應(yīng)有更高的反濾要求，強(qiáng)度應(yīng)注意抗拉強(qiáng)度或頂破、撕裂強(qiáng)度等。