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土工合成材料功能范文1
關鍵詞：土工 合成 復合 聚合物
前 言
在我國，土工合成材料在巖土工程等領域的應用歷史較短。近年來，國內外開始采用土
工合成材料結合植草進行邊坡防護和綠化。目前，土木合成材料已廣泛地運用到道路工程、建筑工程、海港工程、礦山工程、軍事工程以及水利工程領域。
一、土工合成材料的分類
土工合成材料是一種新型的巖土工程材料。它是以人工合成的高分子聚合物（如蘇聯、化纖、合成橡膠等）為原料制成的各種類型的產品?！锻凉ず铣刹牧蠎眉夹g規范》（GB5020-98）將土工合成材料分為四大類：土工織物、土工膜、土工復合材料和土工特種材料。
二、土工合成材料的功能
土工合成材料的功能是多方面的，綜合起來主要有一下幾個方面：
1、過濾作用。
把土工織物置于土體表面或相鄰土層之間，可以有效地組織土顆粒通過，從而防止由于土顆粒的過量流失而造成土體的破壞；同時允許土中的水或氣體穿過織物自由排出，以免由于孔隙水壓力的升高而造成土體的失穩等不利后果。這方面的產品有無紡土工布、有紡土工布。適用于排水盲溝外包過濾層、擋土墻回填土中排水系統的濾層和道路基層與地基之間的隔離層等。
2、排水作用。
有些土工合成材料可以在土體中形成排水通道，把土中的水分匯集起來，沿著材料的平面排至體外。這方面的產品有瀝青土工膜、聚合物土工膜、復合土工膜、排水板、排水管等。適用于高填路堤內部的垂直排水或水平排水、軟基處理中的垂直排水等。
3、隔離作用。
有些土工合成材料能夠把兩種不同粒徑的土、砂、石料隔離開來，或把土、砂、石料與地基或其他建筑物隔離開來，以免互相混雜，失去各種材料和結構的完整性，或發生土粒流失現象。這方面的產品有無紡、有紡土工布、土工網、土工格柵等。適用于路基與軟弱地基之間的隔離、路基與碎石基層之間的隔離等。
4、加筋作用。
土工合成材料埋在土體中，可以擴散土體的應力，增加土體的模量，傳遞拉應力，限制土體側向位移；還可增加土體和其他材料之間的摩阻力，提高土體及有關建筑物的穩定性。這方面的產品有土工網、單（雙）向土工格柵等。適用于加固軟弱地基、加強高陡邊坡的穩定性、加筋土擋土墻、包裹式擋墻等。
5、防滲作用。
土工合成材料可以防止液體滲漏、氣體揮發，保護環境或建筑物的安全。用于防滲的土工合成材料可選用土工膜、符合土工膜、土工織物膨潤土墊及復合防水材料。適用于沿河路堤邊坡防止水進入路基土、渠道防滲等。
6、防護作用。
很多種土工合成材料對土體坡面可以起防護作用，可將土工布、混凝土膜袋、織物軟體排等材料用于路基的邊坡防護，防止路面反射裂縫等防護工程中。做防護用的土工合成材料很多，如土工布、土工格柵、土工網、土工三維網墊、土工格室、土工織物、土工膜、土工膜袋、聚苯乙烯板塊等。
7、減荷功能。
例如，利用泡沫塑料質量輕、變形特大的特點，用以代替工程結構中某些部位的填土，可大幅度減小其荷載強度和填土產生的壓力，這就是所謂的減荷功能。
8、隔熱、保溫功能。
有的土工合成材料具有很好的隔熱、保溫性能，在嚴寒地區修建的大型渠道和道路工程中，使用這種土工合成材料作為渠道保溫襯砌和道路隔離層時，主要是利用其隔熱、保溫功能。
在實際應用中，土工合成材料通常同時發揮著數種功能，例如，排水和過濾、隔離和防沖經常是聯系在一起的。
三、土工合成材料材料
1、過濾及排水。
可根據工程過濾、排水需求，合理選用土工符合材料和土工管等。采用土工合成材料作過濾、排水設施的主要工程有：
（1）鐵路、公路過濾、排水設施。（2）擋墻后排水系統。（3）岸墻后排水系統。（4）隧洞、隧道襯砌后排水系統。（5）土石壩過渡層，灰壩、尾礦壩過濾層。（6）防滲鋪蓋下排水、排氣系統。（7）農田水利工程、減壓井、農用井等外包體。（8）地基處理塑料排水帶預壓工程。
2、隔離。
（1）鐵路道碴與路基之間的隔離層，或路基與軟弱地基之間的隔離層。
（2）公路基層碎石與路基或地基之間，飛機場、停車場、運動場面層與地基之間的隔離層。
（3）在土石混凝土河壩中，隔離不同的筑壩材料。
（4）在裂隙發育的巖基，或者卵石、砂卵石地基上修建土石壩，用做壩體與地基之間的隔離層，有時還可起加筋作用。
（5）石籠、砂袋或土袋與軟弱地基之間的隔離層。
（6）人工填土、堆石或材料堆場同與地基之間的隔離層。
（7）其他如在水中（江、河、湖、海）拋填土石方，將土工織物鋪放在水下，其隔離作用。也可起過濾加固作用；在人行道混凝土板下，有時也鋪放土工織物作為隔離層等。
四、土工合成材料的儲存與保管
土工合成材料是以高分子聚合物為原料的化纖產品，在陽光照射下易老化，使其強度降低。盡管在制造時采取了一些防止老化的措施，在地下或水下能正常使用幾十年，但和其他物質一樣老化是不可避免的，對永久性建筑物而言，當然壽命越長越好，因此在各個環節都應注意保護，使其老化速度盡可能地減慢。
對于防汛用土工合成材料，應提前備料，需要加工的，如各種型號尺寸的軟體排、濾水軟體排等，要在汛前加工完畢，存放在專門的倉庫中備用，并要避免陽光的直接照射。因土工織物質地柔軟，存放在倉庫時，易被老鼠咬，要注意防鼠；葦根等植物會穿破土工織物，因此倉庫地坪要平整，注意清除雜草。
產品在工地存放時，一般應搭設臨時存放遮棚，如果工期較長，或由于某種原因，土工合成材料較長時間受陽光照射，應用前要進行必要的物理性能指標測試，合格后才能使用。當土工合成材料的種類較多、用途不一時也應分別存放，并標明性能指標和用途等。存放時還要注意防火等。
五、土工合成材料的施工要求
1、施工前檢查。
2、備料。
3、土工合成材料接面的處理。
4、鋪設松緊度控制。
5、拼接與連接。
6、鋪設時施工人員應穿軟底鞋，不得抽煙，以免損傷土工合成材料。
7、鋪設后要嚴格檢查，發現有破損，應立即修補或更換。同時要注意施工時防止陽光的暴曬，鋪設后應及時鋪設保護層。
8、回填不得有損于土工合成材料，盡管鋪設面清除雜物后土工織物不宜損壞，但也要避免大塊石等硬物的拋砸。土工膜保護土層厚度一般為300～400mm，寒冷地區應適當加厚。
9、觀測儀器的安裝等要根據施工情況及時進行，施工中要注意保護。
土工合成材料功能范文2
1、組成不同
鋼鐵、水泥為Fe、C、Ca、Mg、Si、O等元素經金屬鍵或離子鍵結合的無機物，而土工合成材料為C、H、O、N等經共價鍵結合的有機物。因而其有耐熱、熱光性差、易燃等特點。
2、力學性能不同
與鋼鐵、水泥相比，除特殊品種外，土工合成材料強度低、模量也低。伸長變形大、韌性大，柔軟性好，抗沖擊性能好，所以特別適用于較大變形的土建場合，如軟土地區，沼澤地帶，凍土地區等。
3、質量輕
土工合成材料比重為0．88～1.6噸／立方厘米之間，比鋼鐵7．8g／立方厘米，水泥2．7g／立方厘米小得多。
4、加工方法不同
鋼鐵加工采用高溫冶煉，水泥則要高溫煅燒，而土工合成材料中，有紡土工織物采用化纖（如PA、PP、PET）織造，針刺土工布以化纖短纖維（PP、PET等）為原料針刺加工，其基本化纖原料則大多由熔融紡絲制備。紡絲成網土工布以PP、PET等切片為原料，直接紡絲成網。從廣義角度認識，土工織物已遠遠超越于傳統服飾紡織品，而是一種建筑用材料。從原料《應用領域市場與傳統紡織品具有決然不同的知識經濟概念。土工合成材料不僅涉及到粘性土。無粘性土以及各種特殊土類，而且已經超越了一般的質土范圍，伸向尾礦料、粉煤灰、海洋土、污染土、星際上、改性上的研究，由于學科的交叉，土工織物將延伸成更大的材料空間。二、土工合成材料在應用上是簡便的，但卻提供多項功能，而且有重要經濟效益。在整個建筑、水利等工程中，沒有一種現成材料能象土工合成材料那樣發揮如此眾多的可能解決工程問題的功效，不論是混凝土。鋼材或木材或它們的任何組合材料，概括來說土工合成材料能解決地基加固，防沖蝕，排水穩定邊坡，襯砌保護，瀝青面層及封閉等問題。（土工合成材料在正確應用條件下，使用壽命可達120年。實驗證明埋置10年強度均保持在80％以上，20年保持在75％以上，強度在45％認為有效，目標壽命可達200年）土工合成材料在我國大規模應用將隨著法律化、規范化、標準化而成必然性。
三、土工合成材料主要原料在“九五”期間將從年產290萬噸增加到400萬噸，特別是差別化、功能化纖維比重從目前16％提高到2O－25%，化纖工業將為土工織物開發與推廣應用建立了穩固基礎。
土工合成材料功能范文3
關鍵詞：水庫土壩除險加固 土工合成材料 綜合處理 新技術
1我國病險水庫概況
1.1水庫概況
我國現有各類水庫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，而土壩占水庫總數的70%。目前全國病險水庫有37000座，約占全國現有水庫總數的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座病險水庫進行了除險加固，目前已經完成了2190座大型水庫和中型水庫的除險加固任務。小型水庫加固工作正在有序進行。
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范要求；（2）大壩壩坡抗滑穩定安全系數不滿足規范要求。（3）大壩浸潤線不正常，運行過程中，出現滲流異?，F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用，并通過實例體現新技術、新措施的優勢。大壩，它的安全不僅關系到發揮防洪、供水等效益，也關系到下游人民生命財產的安全，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、壩坡不穩定和大壩滲漏的問題。
本文提出采用當代先進加固技術――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，制成各類各型產品，至于土體內部，表面或者各層土體之間，發揮加強或者保護土體的作用。目前，土工合成材料已經在水利水電、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
土工合成材料的應用非常廣泛，總結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土層之間，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的通道，把水排出土體中，加速土體固結，或者減小土體內的滲透壓力；3加筋作用, 主要是一些特種土工合成材料，埋設在特定的方向，利用其抗拉強度，限制側向位移，增強土體的穩定性；4防滲作用。土工膜和某些復合型土工合成材料，可以防止液體滲透、氣體的擴散。5防護作用，多種土工合成材料鋪設在建筑物表面，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、下游壩坡穩定問題上的應用
壩高不滿足防洪要求、壩坡不穩定的處理，傳統的做法是：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的尤其明顯。如果采用新技術將新型材料――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，起到增大壩坡穩定性的效果，僅對壩頂進行局部加高，不進行上、下游壩坡培厚，則可達到節約耕地、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，不受氣候影響等優點。
廣州岑村水庫為一?。?）型水庫，位于鐵爐山公園西南側，總庫容25.18萬方，岑村水庫大壩為均質土壩，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，以增加壩坡整體穩定性，使壩坡穩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用
土壩滲漏是一個嚴重的問題，一般采取做混凝土防滲墻或帷幕灌漿進行處理。該方法防滲效果較好，但存在對地質勘探要求高、投資大、施工難的問題。采用易于施工，也較為經濟的上游壩坡鋪設一層土工膜防滲是很好的處理辦法。這種方法對地質勘探要求很低，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化砂填筑心墻，在其表層鋪設土工膜，并將土工膜底端埋設在上游面粘土內。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用
我國三峽工程，一期圍堰和二期圍堰的上部都采用了復合土工薄膜心墻防滲結構。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構在與環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三維植草網墊之后，更能美化環境，可見合成材料應用領域還有很大開拓空間，應該重視并延伸。
4 結語
綜上所述土工合成材料有以下優點和優勢：
1性能優越
土工合成材料應用于土體結構之后，高分子材料的優勢都能充分發揮，產生良好的效果；
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，現在已經可以焊接，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濟廉價。
目前我國土壩的除險加固工程措施還比較傳統，大量新技術、新材料沒有得到推廣和應用，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業在水利行業的發展,通過以上對合成材料的優勢和具體實踐應用，希望合成材料在水利工程上的應用更加廣泛?！?/p>
參考文獻
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》中國水利水電出版社，2001
土工合成材料功能范文4
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、產品規格化、強度高、耐腐蝕性強、運輸和儲運方便、施工簡易等優點。應用于土石壩工程可收到節省工程投資、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。我國國家技術監督局與建設部也已了GB50290――98《土工合成材料應用技術規范》。
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，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。前蘇聯在有關規程中規定：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
土工合成材料功能范文5
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用土工合成材料進行搶險防護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，制成各種類型的產品，置于土體內部、表面或各層土體之間，發揮加強或保護土體的作用。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行防汛護堤、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。隨著我國經濟建設的發展和對土工合成材料功能和特點的逐漸認識、研究、土工合成材料將越來越廣泛地應用于水利水電工程的搶險等工程中。
2、防汛、搶險的傳統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，就是避免險情發生；第二是搶險，即一旦險情出現，要迅速采取有效措施消除險情。防汛、搶險最常用的傳統材料主要為土料、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，仍然是當前防洪、搶險的主要材料。這些材料雖然有來源廣、數量多能就地取材等許多優點，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：由于土工織物構造上的水力學特性，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，易保證工程質量，施工速度快，工程造價低（與傳統反濾材料相比，可節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更具有特殊的價值。
3、土工織物在防汛搶險中的應用
汛期江河水位高漲，常居高不下，有時還受到大風大浪侵襲，對于堤防薄弱環節，常容易釀成險情。堤壩工程的主要險情有：迎水坡發生大面積塌落，堤壩內出現貫通水流通道和裂縫，下游出現管涌、流土及成片泡泉，下游坡出現大面積散浸，洪水漫頂等?，F針對最常見的險情提出搶護方案。
3．1堤壩坍塌險工的搶護
當堤壩上游有大面積塌落險情時，可采用覆蓋軟體排防護，如圖1和圖2，這種險情大多要分秒必爭地進行搶護。
圖1搶險用軟件體排結構
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風浪險工搶護軟體排示意圖
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，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。
（5）沉排護險。搶險隊面向迎水坡，往下推滾排體，使排體沉到預定位置，并在上游側拉緊橫向拉筋繩，固定排置，避免移位和翻轉。
（6）縱向壓載。搶險隊分成四組，同時向指定豎袋內投入裝土的編織袋，直到裝出水面為止。
3．2管涌險情的搶護
由于滲流的作用，汛期堤壩及地基基礎薄弱處往往發生滲透變形，產生管涌、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，應對可能出現滲透破壞的堤段取土，進行試驗計算，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，只能憑經驗處理。
使用土工織物對管涌險情的搶護，其施工方法是：
（1）將泉眼周圍或嚴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，則應將土工織物互相搭接并用線縫起來，或采用化學粘合。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重滲水段的范圍，其面積應大于需要保護的滲水范圍0.5m以上，土工織物施工如圖3所示。
圖3管涌險情的搶護示意圖
施工時應注意以下兩點：
第一，當管涌處水壓較大，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，應當繼續填壓石子，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，甚至會將土工織物撕破。遇于這種情況，應當在孔內先用大石子，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，歷經一段時間后，若水質變清，說明此時土體內部顆粒不再流失，土工織物已起導滲作用。
3.3大面積散浸險情的搶護
有些土堤、壩構筑土料雜亂或施工質量差，擋水以后，隨洪水位升高，水壓增大，浸潤線相應抬高，其滲漏也隨之出現，最后水流從背水坡滲出。若滲流量過大，出現渾水，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，二是堤坡開挖導滲溝，溝內放土工織物，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）被保護土的物理力學特性（顆粒大小分布、孔隙率、滲透系數）；
（c）水力條件（滲透方向是單向或往復滲透）
（d）作用于土工織物上的力及土工織物應具備的抗拉抗壓、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，以免將織物扎破。織物之間搭接用線縫或用化學粘合劑粘合，搭接寬度一般為15cm左右，如圖4。
圖4貼坡排水法示意圖
當滲透水通過土工織物排出以后，可以在堤腳開挖一條導滲溝，將集流引出，同時溝內也鋪放土工織物。排水溝要開挖平整，土工織物要緊貼排水溝底和兩側，并與堤坡，壩坡的土工織物搭接粘牢，最后在溝內填放石子和片石壓重。
3.3.2開挖導滲法
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。土工織物放入溝內要預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開挖導滲法示意圖
4、結論與建議
（1）塌岸險工搶護、管涌、下游坡散浸、開溝導滲等險情搶護，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。根據可能出現的各種險情，相應備好搶險排體，一旦遇險就可立即搶護。否則會貽誤時機，造成不必要的損失。
（3）防汛備用土工織物材料，應按險情種類的需要去準備。
土工合成材料功能范文6
【關鍵詞】土工織物；防汛搶險；應用
引言
每年七八月份汛期， 各地堤壩工程險情迭出。在汛期中如何針對不同的險情應用土工合成材料進行搶險防汛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，制成各種類型的產品，置于土體內部、表面或各層土體之間，發揮加強或保護土體的作用，給我國防汛搶險工作帶來了新的發展方向。
一、防汛搶險中常用的土工合成材料
土工合成材料可分為土工膜、土工織物、復合型土工合成材料特種和土工合成材料等類型。我國在利用土工織物和天然纖維材料進行防汛護堤、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。隨著我國經濟建設的發展和對土工合成材料功能和特點的逐漸認識、研究，土工合成材料將越來越廣泛地應用于水利水電工程的搶險等工程中。
土工合成材料品種繁多，防汛中應用最廣的有下列數種:( 1 )土工膜，由聚乙烯( P E ) ,聚氯乙烯( P V C ) 等制成的基本不透水片材，與土工織物結合形成各種復合土工膜，可用作隔水層或擋水軟體排。( 2 ) 土工織物，分為有紡土工織物和無紡土工織物兩大類，由聚合物的聚丙烯 ( P P ) ,聚醋( P E T ) 纖維或扁絲等織成或鋪成，為透水材料。( 3 ) 土工網，由聚丙烯、高密度聚乙烯( H D P E ) 等壓制成板后，再經沖孔，然后通過單向或雙向拉伸而成的帶方孔或長孔的、具有高拉伸強度和較高拉伸模量的加筋片材，它可以用于填土加筋。
除此之外，還有各種加工制成品，為了防汛需用，將上述材料加工成專用制品如下:( 1 ) 土工管袋，高強有紡土工織物縫制成的類似于土枕的長管袋，直徑一般在1 . 0 m以上乃至5 m，長度數十米至百米，靠泵人江河泥沙，通過管壁排水，管內泥沙固結，形成連續堤身，可以用作護岸或形成圍堤或圍堰；( 2 ) 軟體排，用大面積的土工織物縫制成的單片排或雙片排，單片排可在周邊連接混凝土塊作壓重。 ( 3 )防汛袋，用經表面加糙的有紡織物縫制成的袋體，其中可以填充土石料，操作方便，大小宜便于個人搬動 ；( 4 ) 土枕，即長土袋，一般直徑在0.4--1.0 m之間，長度不限，可用作壓載，穩定性優于土袋；( 5 ) 石籠，以土工網或土工格柵縫制成的類似于鉛絲籠的空管，內填充石塊作護岸幫俄載；( 6 ) 吸水速凝子捻，以有紡土工織物縫制成的有要求形狀的管袋體，其中裝有高效保水材料S A P 充水后幾分鐘內即吸水膨脹形成塑性膠凍體，能自立用作防水子捻。
洪水期間堤防工程可能出現的險情：（1）由于風浪沖擊或水位壅高發生險情；（2）堤身發生漏洞、裂縫、坍塌；（3）背水坡發生滲水、脫坡、管涌、流土；（4）臨河堤岸發生淘刷、坍塌；（5）水位上漲超過防洪標準，堤防可能發生漫溢。采用土工織物防汛搶險是一項新技術．它具有成本低、抗沖耐磨、強度高、施工方便、重量輕，是防汛搶險的理想材料，在防汛搶險中廣泛應用。
二、工織物在防汛搶險中的應用
（一）高水位大面積風浪險工搶護
一般水域較寬的堤段，遇大風激起波浪，水借風勢、推波助瀾，沖刷堤岸，融蝕堤土。當堤防臨水坡風浪沖刷嚴重時，首先要進行護堤防浪。利用土工織物的搶護方法是：在臨水坡面鋪墊抗老化土工布軟排體．一布一膜土工布，鋪設時布朝上、膜朝下。上部周定在堤頂，下部護至坡谷以下0.6m，一般考慮下部護至險情以下lm，采用寬幅土工布制排非常方便。這種搶險方法的優點是布排迅速，洪水過后可立即拆除，妥善保管再用。
堤防土工布鋪設方法一般在堤頂開溝填土夯實或打樁，用防滑釘錨固：下部在坡腳一端．必須壓緊在護坡齒墻下面．固定排體在土體上。土工布的寬度可依堤防臨水坡受風浪沖擊范圍而定，一般不小于4m，寬的可達8、9m，鋪護寬度不夠時．應按需要預先粘結或焊好。如果順堤長度不夠時可以搭接，并應在鋪設中釘壓牢固，必要時每隔3-5m壓一組裝土編織袋，以免被風浪揭開。鋪設前應將鋪設范圍的堤坡清理干凈。土工布的四周可用平頭釘釘牢，在險情嚴重時，可用土袋壓蓋并加強觀察，隨時采取補救措施。
（二）管涌險情的搶護由于滲流的應用，汛期堤壩及地基基礎薄弱處往往發生滲透變形，產生管涌、流土、滑坡等險情，如不及時處理，就將危及堤壩安全。但在防汛搶險時，有時來不及試驗，只能憑經驗處理使用土工織物對管涌險情的搶護，其施工方法是: a. 將泉眼周圍或嚴重散浸的地面整理平整清除草皮雜物以及尖角石塊。b . 如泉眼小，可以用整塊的土工織物蓋住泉眼，如泉眼較大或連片泉眼，則應將土工織物互相搭接并用線縫起來，或采用化學粘合。搭接寬度一般為5 - 2 0 c m 。在松軟的土基或水下施工時，搭接寬度應取4 0 - 6 0 c m 。c . 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 - 4 c m粒徑的小卵石或小石子，厚度3 0 - -5 0 c m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。d . 鋪放土工織物的面積取決于泉眼的大小和嚴重滲水段的范圍，其面積應大于需要保護的滲水范圍0 . 5 m以上。
（三）滲水(散浸)搶護。堤防滲水是常見的險情之一，如不及時處理有可能發展成為管涌、滑坡、漏洞等險情。搶護滲水的原則是：臨河截滲，背河導滲。降低浸潤線使土壤干燥，促進堤身穩定．切忌用粘土在背水坡壓滲。水情預報水位不再上漲時，應加強觀察，注意險情變化，可暫不處理。若滲出嚴重或已開始滲出渾水．必須迅速處理，防止險情擴大，主要有兩方面：
1.背水反濾、導滲溝。對背水坡濾水修筑反濾設施是將滲入堤內的水盡快由
背水坡排出，但不允許帶走泥沙，如此可降低浸潤線干燥土壤、穩定堤坡。土工布是能夠保護土粒不被水流帶走并起導滲作用的最好材料，采用符合濾層要求的土工布時。錨固方式可在護坡頂部挖槽，沿槽邊和槽底將土工布端頭鋪好，再填土夯實，也可用防滑釘、木樁等將土工布釘在土體上。必要時在槽底中加打短樁，槽深和寬不宜小0.4m。
在背水坡開縱橫向Y型溝和人型溝等，溝的尺寸和間距應根據具體情況而定。溝底應平整、順暢，導滲溝的底坡一般與堤坡相同．溝底平整順直。土工布外露長度以能遮蓋透水材料并適當搭接0.2m以上為宜。土工布長寬不足時可采取搭接型式，搭接寬度不應小于0.5m。透水材料鋪好后覆蓋塊石草袋、土工編織袋或上鋪席片麥秸稻草，然后壓土保護。保護層不得小于0．5m在緊急情況下，也可用土工布包梢料捆成枕放在導滲溝內，然后上面鋪蓋土沙保護層。
2.臨水截滲。在現場缺乏粘土料且水深較淺時，采用一布一膜土工布加保護層在迎水坡截滲。施工方法：首先對鋪設范圍內堤線和堤腳附近的地面清理干凈，以免造成土工布的破壞。土工布的寬度視堤坡尺寸應預先粘結或焊接，以鋪滿滲水段堤坡并伸入臨水堤腳以外lm以上為宜。長度不夠可以搭接，搭接長度不應小于0.5m。鋪設前可將土工布卷在寬8―10m的鋼管滾筒上，置于臨水堤肩。每次滾鋪前把土工布的下邊折疊粘牢形成卷筒，并插入直徑4―5cm的鋼管使其下沉展鋪。土工布鋪好后壓一層土袋，從最下端壓起，逐漸向上平鋪嚴壓，不留空隙，作為土工布的保護層并起防浪作用。鋪設人員應穿軟底鞋，以免破壞土工布，并密切注意防火。
（四）漏洞搶險。對于施工質量差，堤身內存在洞穴、樹根等隱患。在高水位壓力下堤防背水坡及坡腳附近發生穿堤漏水孔洞，如漏洞流出的是渾水，或者由清變渾，或渾濁程度逐漸增大，表明漏洞迅速發展，若不及時搶堵就會出現滑坡、坍塌甚至很快潰決的危險，這是一種嚴重的險情。搶護漏洞的原則：前堵后導，臨背并舉，搶早搶小，一氣呵成。進口封堵采用一布一膜土工布制成軟排體，一般排體寬5m。沉入上游坡面，兩邊用防滑編織袋裝土壓載使之穩固。起到防水隔滲的作用。
在漏水孔洞出口處，應將反濾土工布覆蓋在堤防背水坡漏洞出口處，并在其上部加壓重物進行堵漏，也可在漏洞出口上側堤坡或堤頂打短樁掛土工布排水，并在排體上用土袋壘砌圍井。采用土工布的主要作用是保土濾水，所以鋪設不能太密也不能太稀。
結束
近幾年土本織物以其特有的特點迅速在國內打開市場，主要因其價格低、重量輕、運輸方便、施工簡易，土工織物在水利工程中得到了廣泛應用，具有搶險迅速、有效的優點，尤其應在中小型工程中推廣。
參考文獻
【1】趙韶華. 防洪搶險技術[M]．北京:中央廣播電視大學出版社，2008
【2】楊樹林．河道修防工與防治工[M]．北京：黃河水利出版社，2007
【3】董哲仁．堤防搶險實用技術[M]．北京：中國水利水電出版社．2009
