土工合成材料在水利工程施工中的應(yīng)用

陳明 項(xiàng)靖

摘 要： 在水利工程中，土工合成材料因其特有優(yōu)勢(shì)得到廣泛應(yīng)用，其具有豐富的物料資源、便捷的施工方式以及較高的工程強(qiáng)度等特點(diǎn)，不僅能夠給人們的提供生活便利，而且能夠促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)的進(jìn)步，進(jìn)一步推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，是目前最為常見(jiàn)的基礎(chǔ)材料，在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，本文主要圍繞土工合成材料概述，重點(diǎn)分析了土工合成材料施工技術(shù)？以及常見(jiàn)問(wèn)題，以期能為有關(guān)方面的需要提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞： 土工合成材料；水利工程；應(yīng)用

在我國(guó)社會(huì)發(fā)展中，水利工程起著越來(lái)越重要的作用，對(duì)于工業(yè)和農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)來(lái)說(shuō)有著極大的促進(jìn)作用。近年來(lái)，隨著人口的不斷增長(zhǎng)，緊缺的水資源使人們?cè)絹?lái)越重視水利工程建設(shè)。目前的水利工程建設(shè)主要以土工織物、土工膜以及土工復(fù)合材料等新材料為主，具有性能好、造價(jià)低、抗腐蝕等特性，能夠有效提升水利工程整體質(zhì)量。

一、土工合成材料概述

土工合成材料是隨著科學(xué)技術(shù)和各種化學(xué)材料綜合形成的一種新型巖土工程，這種工程模式是以合成纖維、塑料和橡膠等化學(xué)聚合物為基礎(chǔ)原料形成的一種綜合性材料體系，是通過(guò)將這些合成材料置放在土體以及各種土體結(jié)構(gòu)之間，從而形成一種具備保護(hù)條件的工作模式和方法。這種方法在目前應(yīng)用中已經(jīng)形成了土工膜、土工織物和土工符合材料等多種類(lèi)型體系，同時(shí)在水工建筑結(jié)構(gòu)的施工中應(yīng)用較為廣泛，已成為目前施工項(xiàng)目中最值得關(guān)注和研究的話題。這主要是由于土工合成材料在應(yīng)用的過(guò)程中具備著重量輕、施工和搬運(yùn)方便且施工強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好以及價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)。

近年來(lái)的社會(huì)發(fā)展中，隨著人們對(duì)于各種建筑結(jié)構(gòu)施工要求的不斷提高，其施工質(zhì)量和施工技術(shù)也得到了人們的高度重視和關(guān)注。就目前的社會(huì)發(fā)展而言，這種材料已成為目前土木工程和巖土工程施工的關(guān)鍵所在。尤其是在水利工程的基層施工中，其主要使用者防滲墻結(jié)構(gòu)、壩體結(jié)構(gòu)和渠道襯砌施工之中。同時(shí)，伴隨著節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展社會(huì)觀念的提出，這種材料在施工中由于其節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢(shì)好而得到人們的關(guān)注與重視。我國(guó)作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，在改革開(kāi)放的多年時(shí)間里，由于水利工程整體性和抗?jié)B性不科學(xué)而造成了施工質(zhì)量和施工效益影響，更是造成嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)現(xiàn)象。因此，在目前的水利工程建設(shè)中，各種新材料的應(yīng)用受到人們的重視，而土工符合材料也得到人們的關(guān)注。

二、土工合成材料的類(lèi)型

1、土工織物，土工織物是將合成纖維以不同方法制成透水性的土工合成材料，按制造方法不同，可分為織造型和非織造型土工織物?？椩煨屯凉た椢镉址志幙棥⑵娇椇歪樋?，它們是由單絲或多絲織成的，或者由薄膜形成的扁絲編織成的布狀卷材；非織造型土工織物由短纖維或噴絲長(zhǎng)纖維按隨機(jī)排列制成絮墊，經(jīng)機(jī)械纏合（針刺）或熱粘或化學(xué)粘合而成的布狀卷材（即無(wú)紡布）。

2、土工膜，土工膜是20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的，它是由聚合物或?yàn)r青制成的一種相對(duì)不透水卷材。取用聚合物需要在工廠采用吹塑，壓延或涂敷法制造；用瀝青則可在現(xiàn)場(chǎng)或廠內(nèi)以噴涂或浸漬法形成。

3、土工特種材料，土工特種材料包括土工格柵、土工帶、土工格室、土工網(wǎng)、土工石籠、土工管，土工模袋、三維網(wǎng)墊、EPS等，均由聚合物按需要分別以不同加工方法制成。

4、土工復(fù)合材料，土工復(fù)合材料包括復(fù)合土工膜和復(fù)合防排水材料，均由兩種或兩種以上土工合成制品復(fù)合或組合而成，如復(fù)合土工膜由土工膜與土工織物經(jīng)加熱滾壓而成，主要是為了增加材料的強(qiáng)度。承受更大的荷載，復(fù)合防排水材料由排水帶、排水管、排水防水材料等組成，

三、土工合成材料施工技術(shù)的應(yīng)用

1、施工設(shè)計(jì)

土工合成材料的應(yīng)用是出自于巖土工程建設(shè)的一種新型材料體系，其在水利工程建設(shè)中發(fā)揮著不可忽視的作用與意義，同時(shí)其在應(yīng)用的過(guò)程中不僅是在各種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之中的應(yīng)用，同時(shí)更是廣泛的應(yīng)用在各種主體結(jié)構(gòu)施工模式。而且在施工的過(guò)程中，由于施工材料的不同而對(duì)于工程的設(shè)計(jì)原理、物料使用量的計(jì)算以及施工工藝等方面都提出了新的認(rèn)識(shí)和要求。防滲土工合成料作為目前最為常見(jiàn)的一種，其在目前工程施工中得到了人們的重視，同時(shí)對(duì)于施工方法的研究也成為我們關(guān)注的重點(diǎn)。

2、坡面鋪膜防滲

在目前的土工合成材料施工的過(guò)程中，坡面鋪膜是最為常見(jiàn)的工程模式，其在施工的過(guò)程中，施工技術(shù)和施工體系是最為關(guān)鍵的模式。就當(dāng)前的就當(dāng)前的水利工程施工而言，其多數(shù)工程項(xiàng)目都是以土石壩為主的壩體結(jié)構(gòu)模式，這種施工方式的選用對(duì)于整個(gè)工程的施工而言極為關(guān)鍵，同時(shí)在施工的過(guò)程中還需要對(duì)焊接工藝進(jìn)行系統(tǒng)控制。焊接技術(shù)的應(yīng)用直接決定著焊接工程質(zhì)量，同時(shí)也決定著整個(gè)工程的施工效益要求。因此，在施工的過(guò)程中復(fù)合土工膜的施工極為關(guān)鍵和重要。

3、堤身削坡與堤腳開(kāi)挖

堤身削坡和堤腳開(kāi)挖可采用人工配合機(jī)械施工，堤身按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行削坡，使其坡度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，削坡后仔細(xì)清面，盡可能將坡面清理干凈，整體上滿(mǎn)足平整度要求，堤身堤頂分別開(kāi)挖止滑槽。堤腳基礎(chǔ)按設(shè)計(jì)斷面開(kāi)挖，達(dá)到相對(duì)不透水層后再向下開(kāi)挖1m，寬1m深的溝槽，并清理開(kāi)挖斷面，同時(shí)做好基坑排水及基坑邊坡穩(wěn)定工作。完成以上工作后，施工和測(cè)量人員再進(jìn)行堤坡規(guī)格檢查，并做好實(shí)地施工記錄和填寫(xiě)堤坡工程驗(yàn)收單，請(qǐng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收簽證后，即可鋪膜。

4、施工鋪設(shè)復(fù)合土工膜

在進(jìn)行壩體土工膜鋪設(shè)時(shí)，可以是順壩軸方向鋪設(shè)，最好是垂直壩軸線鋪設(shè)。但是為了減少焊縫的長(zhǎng)度，通常采用順壩坡鋪方案。對(duì)于高壩來(lái)講，土工膜鋪設(shè)通常采用壩上部分垂直壩軸線來(lái)鋪設(shè)，不但能滿(mǎn)足應(yīng)力最小要求，也能滿(mǎn)足焊縫少的特點(diǎn)；壩底可采用順壩鋪設(shè)，以減少焊縫。復(fù)合土工膜鋪設(shè)時(shí)，要按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，從堤頂鋪到坡底基槽，并埋入相對(duì)不透水層。鋪設(shè)完畢后，應(yīng)盡快回填堤腳和上部護(hù)坡，以避免開(kāi)挖斷面局部土質(zhì)差而產(chǎn)生滑坡，鋪膜時(shí)，注意張馳適度，避免應(yīng)力集中和人為損傷，要求土工膜與地基結(jié)合面務(wù)必吻合平整，切不可有上、下游方向凸出的褶皺。

四、土工合成材料施工常見(jiàn)問(wèn)題分析

防滲土工合成材料在工程施工中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題有：經(jīng)常遭受石塊或其他尖棱物的穿刺破壞；由于土工薄膜缺少約束支撐，在承受水壓力和土壓力時(shí)易于被鼓破；薄膜受到下層氣體或液體的頂托產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致破壞；鋪設(shè)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、土體位移、浪擊和水位變化等因素的影響，可能引起界面滑動(dòng)，使土工薄膜產(chǎn)生過(guò)度拉伸、撕裂或擦傷；在斜面上用土或混凝土面板保護(hù)土工薄膜，當(dāng)水位驟降時(shí)，土體中的孔隙水壓力和庫(kù)水位失去平衡而造成失穩(wěn)滑動(dòng)。只要按照施工規(guī)范和施工組織設(shè)計(jì)施工，確保施工質(zhì)量，就可避免或減少類(lèi)似問(wèn)題的出現(xiàn)。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，作為一種新型的巖土工程材料，土工合成材料主要由是以合成纖維、塑料、合成橡膠等聚合物以及玻璃纖維為原料制成的各種類(lèi)型產(chǎn)品，一般應(yīng)用于土體表層或各層土體之間，主要作用是對(duì)土體進(jìn)行保護(hù)。土工合成材料分為四種類(lèi)型，具有防滲、過(guò)濾、排水、防護(hù)、隔離、加筋和加固等多種功能，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于水利防滲工程中，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用?！?/p>

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