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关键词:施工便道、土工布、土工格栅
一、工程概况
中铁・旅顺诺德琥珀湾项目地处大连市旅顺口区,东临黄海,沿海岸线长度约800m,工程所在位置原为盐场,全淤泥地质。在场地回填过程中,工程红线内的浅层淤泥逐步排向海岸线,形成海岸线外淤泥隆起,需要清淤至原海平面标高,清淤厚度3-6米,宽度15-30米,清淤总量约6万立方。
地质情况为全淤泥质,淤泥层厚度从海平面往下约8-15米。
二、施工技术措施
1、该工程淤泥清理工作就是采用在淤泥内修施工便道,将车辆直接开进淤泥区内清淤。施工便道宽10米,平行于海岸线修筑,满足车辆进出双向通行。修筑方法:第一层在淤泥上铺一层土工布和土工格栅,3.0m厚素土;二层:一层土工布和土工格栅,0.6m厚碎石。三层:一层土工格栅,0.6m厚素土;顶层:一层土工格栅,0.6m厚碎石。每层道路两侧的土工布与土工格栅均要将素土或者小块石反包起来,压入上一层,折压长度不小于2.5m。格栅采用大孔双向格栅,编织土工布采用340g/m2。断面图如下:
三、工艺原理
土工布又称土工织物,是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料,具有优秀的过滤、隔离、加固防护作用。土工格栅是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅,常用作加筋土结构的筋材或复合材料的筋材等。两种材料在施工中一起使用主要目的是,土工布作为主要受力部分并对垫层与原有土层进行隔离,土工格栅作为辅助材料对土工布的受力进行均匀分解,同时保障施工便道的均匀沉降。整条便道的受力原理如钢筋混凝土。填料相当于混凝土,承受压力;土工合成材料相当于钢筋,承受拉力。两者组合,使便道整体承受上部机械传来的荷载。
四、施工技术特点
1、设备简单。整个施工过程不需要特殊机械,土工布缝制只需要普通小型电动缝纫机。
2、材料普通。所用的土工布和土工格栅都是常用的建材。
3、施工工期短。由于使用土工布和土工格栅,节省了大量的填料,减少了淤泥的隆起。而且土工材料铺设和填料填筑可以流水作业,大大缩短了工期。
五、工艺流程及施工要点
1、工艺流程
2、施工要点
1)保证第一层填土厚度不小于3米,否则在清淤时可能造成突然急剧下沉。
2)填料填筑时边坡保证顺直,土工布和土工格栅易于向上折压,而且可以避免在清淤过程中施工便道局部下沉。
3)土工合成材料折压长度不小于2.5米,保证土工布和格栅在填料里的锚固长度。
3)如果局部下沉过多,需在下沉过多的部位加铺一层土工格栅,再进行补填。
4)土工布铺设时,每幅连接时,用缝纫机缝两道。土工格栅在铺设时,将筋材主强度高的方向垂直路堤轴线方向,每幅叠合长度(纵向)不小于10,用塑料绑扎带绑扎两排连接,每排绑扎带间距10cm。横向搭接长度30,绑扎方式同纵向连接。
5)素土含水量不宜太大,否则会出现“橡皮泥”现象。
6)填料层表面要平整,不得有坚硬凸出物。
7)填料的顶部设2%的人字排水坡。
8)土工合成材料铺设完成后应立即填筑填料,严禁土工合成材料暴晒。
六、质量控制措施
土工合成材料施工参考公路土工合成材料应用技术规范(JTG/TD32-2012)。
在填料填筑时可用体积平衡法,即每25米进行一段体积平衡检验。需要精确统计填筑的方量,用体积平衡法计算填筑厚度。
土工材料铺设及填料填筑时,测量人员严格控制边线,保证便道顺直。
保证土工合成材料折压长度不小于2.5米,如小于2.5米应立即进行接长。
严格控制素土含水量。如素土含水量过大,应先对素土进行晾晒,或更换新的土源。
土工材料铺设前应先移除填料表面坚硬凸出物,以免破坏土工材料。
严禁出现填料表面中间低,两边高的现象。
合理安排,保证施工连续,保证土工材料铺设完成后立即进行填料填筑。
七、经济效益分析
在淤泥地质上修筑施工便道,此项技术措施与传统的抛石挤淤方式相比较,经济效率分析如下:
1、将土工合成材料用于临时道路,使道路整体性加强,承载力加大,受力更均匀,避免局部沉降、开裂造成的局部返工修整;
2、填料体积大大减少,节约了大量工程投资。而且隆起淤泥体积也大大减少,清淤总量少;
3、单就临时道路填筑成本分析(按路面宽度10米来考虑),采用直接抛石挤淤成本7235元/m,采用土工合成材料后3576元/m。直接节约成本3659元/m。
具体见下表(以1m长计算):
有影响,但不大
金融海啸袭来,纺织服装产业可谓哀鸿遍野,成批企业停工、破产、倒闭,行业发展进入十分困难时期。但是产业用纺织品却在稳步地发展,公众对其认知度也越来越高。国家限塑令、奥运建设、汶川5.12大地震以及新近爆发的甲型H1N1流感等一系列公共事件,都在不断增加产业用纺织品的热度。
是否产业用纺织对金融危机具有免疫力而不受感染?事实上,产业用纺织并未能置身事外。“金融危机之下,产业用纺织也受影响,但是相比较而言影响比较小,行业仍在比较快速稳定的发展”,朱民儒说。据朱民儒介绍,产业用纺织品近五年来保持了18%以上的年增长率,而2008年比2007年增长11.8%,增幅比往年有所降低,下降了7~8%。据产业用纺织品行业协会的相关调查显示,目前,在珠三角、长三角地区,大量中小企业订单不足、减停产甚至关闭的情况仍然存在。
今年开局以来,非织造布和产业用纺织品行业所受的影响比2008年更为明显,国际市场的情况更为严峻。海关数据显示,2009年1-2月,所有与产业用纺织品相关的产品中,除絮胎、传动带外,进出口全部出现了负增长。产业用纺织品的出口减少13%,非织造布的进口则减少33%。非织造布进出口首次出现了负增长,出口数量减少12.1%;涂层布、帘子布和专门技术用途的纺织品出口数量也出现了大幅减少。
但是由于产业用纺织品对出口的依赖程度较低,这使得产业虽然受到金融危机一定影响却依然保持了增长。总体来说,产业用纺织品机会多于困难,前景可期。
《规划》下的全盘发展
在国务院颁布的《纺织工业调整振兴规划》中,将促进产业用纺织品的应用作为一项重要内容,对中国产业用纺织品来说,无疑是个重大机遇。“产业用纺织的发展一直与国民经济发展紧密相关,可以渗透到国民生活的各个领域,国务院中对产业用纺织品的重视,将更加有力推进产业用纺织品的发展和产业提升”,朱民儒说。
在未来三年,土工合成材料、高效环保过滤用纺织材料、医卫用纺织材料、农业用纺织材料、特殊装饰用纺织品、高性能增强复合材料将成为各类专项支持的重点。据朱民儒介绍,到2011年国内产业用纤维年增长预计达80~100万吨,在全行业纤维加工总量中的比重占比由2007年的15%提高到19%。
土工合成材料,我国已广泛应用于土木工程之中,如深圳西部通道、深圳机场、青藏铁路工程、奥林匹克水上公园工程、南水北调工程等等。去年底以来,为应对国际金融风暴和国内经济衰退,我国出台了刺激内需经济的重大措施,在基础设施建设、铁路等重大基础设施建设展开,将大大增加对土工合成材料的需求。朱民儒指出,目前国内土工布及合成材料无论是数量还是质量都还无法满足需求,一些高强、宽幅产品仍需大量从国外进口。
环保过滤用纺织品,优先发展用于水质、烟气和精细过滤等方面的纺织材料,包括用涤纶、锦纶和丙纶等纤维制作的常规滤料,此外,以聚苯硫醚、芳纶1313、芳砜纶等为原料的耐高温、耐腐蚀、抗静电、阻燃的高性能滤料。主要用于过滤火力发电、冶炼、垃圾焚烧处理、水泥、煤化工、公路建设沥青搅拌、化工等行业车用功能性过滤介质材料,可排除烟尘、细菌、霉菌和粉尘等有害物质;精细过滤用纺织材料,在过滤效率、成本、复合等方面与传统的机织和针织滤料相比具有不可替代的优势,且便于在生产线上进行打裥、折叠、模压成型等深加工处理。
医疗卫生用纺织品主要包括医用防护纺织品和医用仿生纺织材料两类,国家大力发展医疗卫生事业的举措也将为医疗卫生用纺织品提供广阔的市场空间。医用防护纺织品是指以纺粘、熔喷、水刺或其复合非织造加工方式为主的各类应用在医用和防护领域内的纺织材料,可以用于制作一次性手术衣、隔离服等。受技术创新、准入标准等问题所困,国内非织造布类一次性手术衣、隔离衣等技术和产品尚未实现自主产业化突破。目前国内大多企业只能以卷材等半成品的形式加工,出口到欧洲、美国、日本等国家,国内市场占有率不足10%。2003年的“非典”和以后发生的禽流感,以及目前正在蔓延流行的甲型H1N1流感,都对医用防护纺织品提出了更高的要求。医用仿生纺织材料包括人造血管、心脏瓣膜、人工关节、人工肾等,目前主要依赖进口,国内发展速度较慢,不能满足需要。对于医卫用纺织品准入标准问题,朱民儒表示,产业用纺织品协会正在加强与有关部门合作,使更多企业能够获得生产许可。
农用纺织品广泛应用于土壤遮盖物、防冰雹防雨织物、遮阳织物等。现代农用纺织品广泛应用于园艺、耕种和其他农业活动,可以提高农产品的质量和产量,减少损害和降低损失,帮助人们预防因为环境污染等原因而引起的各种各样的危害。据朱民儒介绍,我国农用纺织品在产业用纺织品占比4~5%,国际上达到15%左右,空间还很大。
高性能复合增强材料重点发展的方向是风力叶片、航空航天预制件等。与传统的纤维束铺层或缠绕而制成的复合材料相比,纺织复合材料的整体性和稳定性更高,具有显著的抗应力集中、冲击损伤和裂纹扩展性能,应用领域已从航空航天领域逐渐扩展到交通、能源、建筑、体育等国民经济多个领域。
特殊装饰用纺织品在产业用纺织品中占有较大的比重,其在铁路、船舶、汽车运输、建筑、旅游等领域中都有广泛的应用,如货物、港口、码头、露天仓库等贮备的物资都离不开篷盖布。然而,国产特殊装饰用纺织品由于技术落后,多年来在用途方面一直得不到突破,产品无法满足各个领域不断增长的需求。
切忌盲目 追求优质
潜在的庞大需求和良好的发展前景,使得产业用纺织品行业中存在盲目扩张和低水平重复的情况,造成一些产品,尤其是一些大路产品,趋同化现象严重。一些企业为销售产品,采取降价的方式,大打价格战,这对行业是没有任何好处的。有些企业为降低成本,在原料上以次充好,甚至添加一些碳酸钙来增加重量,损害了用户和消费者的利益。
由于产业用纺织品的“热”和较高利润,吸引了很多投资者的目光。对此,朱民儒提醒试图进入者一定要慎重;其他纺织行业的生产者在进入产业用纺织品行业时应把企业自身情况、竞争对手、市场行情等有一定的了解,扬长避短,而不是头脑一热就扎身其中。
虽然产业用纺织品近年来在我国发展迅速,但是我国产业用纺织品行业起步较晚,我国产业用纺织品行业与发达国家相比,还存在巨大差距。企业规模小、研发投入不足、技术人才缺乏、高端产品开发不力、低端产品同质化竞争激烈、产品创新能力薄弱……一大堆的问题都困扰着产业用纺织品产业的健康优质发展。
按照调整振兴规划,下一步我国产业用纺织行业将加快淘汰落后产品和工艺,增加产品功能性和技术性含量,并积极推进相关标准和质量认定中心等公共服务平台的建设。朱民儒表示,促进高技术产业用纺织品行业的发展,将有利于我国纺织工业整体的产品结构、效益结构优化升级,并将有效推动下游终端应用市场发展。
盲目重复建设和低水平生产不是企业的发展之计,只有依靠科技进步和自主创新,不断加大产品开发,企业才会发展。尽管国内产业用纺织产品不断推陈出新,但是仍然缺少在国际市场有竞争力的新产品。加快技术进步和产品创新仍是行业今后的重要课题,需要持之以恒地进行。近年来,虽然全行业加快了先进生产线的引进和改造,但我国产业用行业的装备水平和技术含量,以及装备材料、加工手段和精度、处理技术等方面与国外仍有不小的差距,亟需加快升级步伐。
产业用纺织品不是劳动密集型,而是技术密集型产业,要注重人才培养,包括对技术人才和管理人才的培养。人才培养是目前行业面对的一大课题。我们已经认识到产业用纺织品方面的书籍和指导教材相对较少的现状,2008年协会将加强专业书刊和技工培训的教学工作,提高行业整体专业素质。协会将在今年5月举办首届非织造布行业培训班,以后将形成一种常态的工作,坚持每年都搞几次培训,逐步造就一批高素质人才,以应对行业对高水平综合人才的急切需求。
争创品牌 推进集群
产业用纺织品大部分都是一些中小型企业,例如在无纺布行业,99.4%都是中小企业,世界前40名中见不到中国企业的名字。对此,朱民儒认为国内应有几个大型的骨干企业以提高核心竞争力。企业应了解发展情况,找准投资点。今后发展要有序,不能搞低水平重复建设,而要提高产品附加值,拓展应用领域,避免造成恶性竞争。
此外,在如此深受关注和快速发展又有着良好前景的行业,还没有一个“名牌”,实现品牌的零突破也将是重大任务。品牌是企业的命脉,是竞争的灵魂,能否培育企业自己的强势品牌,是企业素质和综合实力的集中体现。目前产业用纺织品行业还没有自己的国际和国内知名品牌,产业用纺织品协会将一直致力于开展品牌培育计划,提高产品水平、促进行业发展、推广自主品牌,突破国际国内零名牌的记录。
一枝独秀的2009
在2009年,产业用纺织品行业依然快速发展,虽然受到金融危机影响,增速由前几年的20%以上降至12~13%,但是其增长速度依然非常突出。中国产业用纺织品协会理事长朱民儒在接受本刊记者采访时说“在2009年,产业用纺织品取得了很大进展,国家纺织振兴规划的出台又为行业发展提供很多机会,甲流的肆虐也给产业生产带来不小挑战。”
随着国家限塑令、奥运建设、汶川5.12大地震以及新近爆发的甲型H1N1流感等一系列公共事件发生,公众对产业用纺织品认知度也越来越高,与之相适应的生产需求也在扩大。今年以来,中央出台的“保增长、扩内需、调结构”,以及《纺织工业调整振兴规划》等一系列强有力的政策措施,对产业用纺织品的拉动作用明显。大规模基础设施建设以及汽车等行业的快速发展,使产业用纺织品需求激增。以无纺布为例,今年1~8月,规模以上纺织企业的无纺布累计总产量为81.38万吨,同比增长25.86%,较同期布、服装的产量增速分别高出24.76和21.88个百分点。与此同时,我国产业用纺织品行业投资也增长明显。今年1~8月,我国无纺布500万元以上固定资产投资项目累计实际完成投资额为43.37亿元,同比增长30.38%,较整个纺织行业投资增速高出23.83个百分点。
甲流的爆发和流行使得国内外对医疗防卫用产品需求剧增,相关企业生产火爆,产品供不应求。据朱民儒介绍,现在医疗卫生用纺织品生产企业几乎都处于满负荷运载,很多企业今年8月份就已经接满全年的订单,由于需求巨大,生产企业在享受产品价格提升利润提升的同时,也在承受巨大的生产压力。
六大领域重点发展
在国务院颁布的《纺织工业调整振兴规划》中,将促进产业用纺织品的应用作为一项重要内容,对中国产业用纺织品来说,无疑是个重大机遇。“产业用纺织的发展一直与国民经济发展紧密相关,可以渗透到国民生活的各个领域,国务院中对产业用纺织品的重视,将更加有力推进产业用纺织品的发展和产业提升”,朱民儒说,2010年以及今后这些重点领域将得到重点发展。
在未来三年,土工布及合成材料、高效环保过滤用纺织材料、医卫用纺织材料、农业用纺织材料、特殊装饰用纺织品、高性能增强复合材料将成为各类专项支持的重点。据朱民儒介绍,到2011年国内产业用纤维总量有望达到80~100万吨,在全行业纤维加工总量中的比重占比由现在的15%提高到19%。
土工布及合成材料,我国已广泛应用于土木工程之中,如深圳西部通道、深圳机场、青藏铁路工程、奥林匹克水上公园工程、南水北调工程等等。去年底以来,为应对国际金融风暴和国内经济衰退,我国出台了刺激内需经济的重大措施,在基础设施建设、铁路等重大基础设施建设展开,将大大增加对土工合成材料的需求。朱民儒指出,目前国内土工布及合成材料无论是数量还是质量都还无法满足需求,一些高强、宽幅产品仍需大量从国外进口。
环保过滤用纺织品,优先发展用于水质、烟气和精细过滤等方面的纺织材料,包括袋式除尘器专用的涤纶、锦纶和丙纶等聚酯纤维常规滤料,聚苯硫醚、芳纶13 13等耐高温、耐腐蚀、抗静电、阻燃的高性能滤料,主要用于过滤火力发电、冶炼、垃圾焚烧处理、水泥、煤化工、公路建设沥青搅拌、化工等行业;车用功能性过滤介质材料。可排除烟尘、细菌、霉菌和粉尘等有害物质;精细过滤用纺织材料,在过滤效率、成本、复合等方面与传统的机织和针织滤料相比具有不可替代的优势,且便于在生产线上进行打裥、折叠、模压成型等深加工处理。
医疗卫生用纺织品主要包括医用防护纺织品和医用仿生纺织材料两类,国家大力发展医疗卫生事业的举措也将为医疗卫生用纺织品提供广阔的市场空间。医用防护纺织品是指采用合成纤维等原料,以纺粘、熔喷、水刺或其复合非织造加工方式为主的各类应用在医用和防护领域内的纺织材料,可以用于制作一次性手术衣、隔离服等。受技术创新、准入标准等问题所困,国内非织造布类一次性手术衣、隔离衣等技术和产品尚未实现自主产业化突破。目前国内大多企业只能以卷材等半成品的形式加工,出口到欧洲、美国、日本等国家,国内市场占有率不足10%。2003年的“非典”和以后发生的禽流感,以及目前正流行的甲型HINl流感,都对医用防护纺织品提出了更高的要求。医用仿生纺织材料包括人造血管、心脏瓣膜、人工关节、人工肾等,目前主要依赖进口,国内发展速度较慢,不能满足需要。对于医卫用纺织品准入标准问题,朱民儒表示,产业用纺织品协会正在加强与有关部门合作,使更多企业能够获得生产许可。
农用纺织品广泛应用于土壤遮盖物、防冰雹防雨织物、遮阳织物等。现代农用纺织品广泛应用于园艺、耕种和其他农业活动,可以提高农产品的质量和产量,减少损害和降低损失,帮助人们预防因为环境污染等原因而引起的各种各样的危害。据朱民儒介绍,我国农用纺织品在产业用纺织品占比4~5%,国际上达到15%左右,空间还很大。
高性能复合增强材料重点发展的方向是风力叶片、航空航天预制件等。与传统的纤维束铺层或缠绕而制成的复合材料相比,纺织复合材料的整体性和稳定性更高,具有显著的抗应力集中、冲击损伤和裂纹扩展性能,应用领域已从航空航天领域逐渐扩展到交通、能源、建筑、体育等国民经济多个领域。
特殊装饰用纺织品在产业用纺织品中占有较大的比重,其在铁路、船舶、汽车运输、建筑、旅游等领域中都有广泛的应用,如货物、港口、码头、露天仓库等贮备的物资都离不开篷盖布。然而,国产特殊装饰用纺织品由于技术落后,多年来在用途方面一直得不到突破,产品无法满足各个领域不断增长的需求。
减碳大有作为
“过滤用纺织品在低碳经济时代大有作为,过滤用纺织品能广泛应用在各个领域,起到减排降耗作用,使更多蓝天碧水计划得以实现”,朱民儒说。
据中国产业用纺织品行业协会数据显示,2008年过滤用纤维用量达到37.69万吨(包括香烟过滤嘴26万吨),按产业正常发展速率估计,到2011年加工总量将达到45万吨左右。而过滤用纺织品2008年产量已达41万吨,同比增长12.64%。而随着国家用于控制环境污染的投资日益加大,过滤材料在我国具有很大的市场,有估算称2010年我国环保产业的年收入总值将达8800亿~10000亿元左右。
前我国过滤用纺织品高端产品尚未实现国产化,严重依赖进口,其中国内高端市场近50亿被国外公司占领(工业除尘过滤材料、空气过滤材料各10多亿,水过滤材料20多亿)。2008年我国仅工业除尘过滤材料一项出口5273.9万美元,比2007年增长81.2%,但主要是常温滤材。国产过滤用纺织品产品水平和技术含量有待提高,当前情况是一般用单丝滤布能够生产,但对于高密度单丝滤布生产还存在一定困难,国产高强细支长丝量不大。国内加工设备普遍相对落后,停机次数过多,技术水平跟不上,生产成本高,另外还存在专用纤维品种少,影响了产品向功能性和差别化方向的发展,标准更新及制订工作滞后影响产业发展等突出问题。
朱民儒告诉记者,过滤用纺织品的产品开发方向,首先要研究开发性能优良的高性能纤维。例如,研究开发性能优良的聚酰亚胺纤维等尚未产业化的高性能纤维改善聚苯硫醚、间位芳纶、芳砜纶等产业化高性能纤维的制品质量和稳定性研制适合于生产高效低阻过滤材料各种材质的超细纤维;加快高性能过滤膜的研制与产业化。从加工工艺上讲,复合非织造布具有任何单一材料所无法比拟的优势,因而成为目前及至将来过滤材料的必然发展趋势。
加速推动标准出台
“明年要从创新上引导产业发展,标准建设将是产业健康、快速、稳步发展的保障。希望能够通过加强标准工作,促使更多国家标准出台”,朱民儒说。
关键词:土石坝水库;除险加固;裂缝;渗漏;灌浆
中图分类号: TV7文献标识码:A
一、当前小型土石坝水库存在的病险
(一)裂缝危害
相对于其他危害来说,裂缝可以说是这其中最为普通的现象了。有很大一部分裂缝在施工建筑的表面上就可以看到了,但还有一部分裂缝被深埋在整个水坝表面以下,无论是深浅还是长短都没有一个相应定势。但我们能确认的是,不管是什么类型的水利建设产生的裂缝,都会对水坝本身造成十分不利影响。这些裂缝当中,不仅有跟水坝垂直的裂缝,还有跟水坝平行的裂缝,甚至还有因为种种特殊原因造成的不规则裂缝。在进行相应除险以及加固的同时,还要对相应裂缝进行各种方式上的确定,比如长度深度或者是数量等方面,从而可以采取相应方案。
(二)渗漏
一直以来大坝主要问题就是渗漏。在这方面土石坝的安全危机都是处于高发的。渗漏部分按照相应部位可以分成以下几种:坝体本身渗漏、坝基产生的渗漏;大坝本身产生的接触性渗漏;水坝没有严密合缝所产生的绕坝渗漏等等。按照渗漏本身所具有的性质可分为正常大坝渗漏以及非正常渗漏;按照表现出的现象也可分为散浸泄漏以及集中泄露。
(三)滑坡
对土石坝来说,能够影响到它,使其产生滑坡的原因有很多,比如说水坝坡度设计过于陡峭。抗剪力强度没有达到应该达到标准,受到了一些不可抗力因素的影响,比如地震之类的,从而达到了整个水坝或者是一部分水坝之间的滑动。这方面因素比较复杂,一般都不是一个或几个单一因素产生的,而是多种外力互相作用的结果。所以水坝出现这一方面征兆的时候,应该针对不同手段进行集中处理。
(四)护坡损坏
由于各种内力以及外力作用,比如雨水、水面波浪、动植物对其造成的腐蚀以及破坏。这些因素都会给大坝造成各种不同形式上的损害,并直接导致了大坝自身安全受到一定威胁。造成护坡损坏的因素比较复杂,是多种外力互相作用结果,其特有的受到损伤原因有:坝体在施工时候护坡本身的垫层设计以及施工手法没有达到应该达到的标准;所使用原材料块状石头碾压的并不完整结实;在进行修葺以及建筑的时候施工质量没有达到标准;水流长时间冲刷导致护坡被损坏;在恶劣天气条件下石块被风化甚至变质等。
二、小型土石坝除险加固措施
(一)测定基本数据以及洪水标准
由于在建设时,对于许多基本数据往往没有勘测意识,直接导致了后期许多测量和计算难以进行,因此,首要任务是对一些基本数据进行调查和完善,确保各类基本数据都被统计在内。在这之中,最为重要的就是洪水标准数据,对于洪水标准方面的数据的计划,我们必须按照新的洪水计划标准对原先存在的洪水数据进行相应处理,保证相应土石坝的洪水标准数据真实有用。
(二)对于坝基、坝体渗漏处理
1、对于小型坝体、坝基渗漏,主要可以采取具体部门进行粘补的方式,用特殊材料对其进行加工,除此之外,还可以用近代所发现的各种高科技膜性材料进行二次覆盖等处理,确保每个渗漏地方被完全补上;
2、对于大型坝体、坝基渗漏,主要采取整体修缮的方式,因为这样程度的渗漏往往不会从一个方面影响整体坝体的工作情况,会出现各类渗漏继发性问题,这就要求科研工作者对具体问题采用具体分析的方法,从根本完全解决渗漏
引起的各类问题;
3、严格监督坝体、坝基渗漏,建立起相应的防渗漏系统,一旦出现坝体、坝基各类渗漏问题,及时进行处理和防治,防患于未然。
(三)滑坡破坏加固技术
应当进行滑坡勘探和相应土工试验工作,确定坝坡滑坡特征和产生原因,结合库区情况制定出科学滑坡加固方案。对于坝坡滑坡破坏加固的施工方法包括下面几种:将坝基以及坝坡上的树根、杂物等清理干净,并对可能会引发大坝安全问题的洞穴、泉眼、滑坡体和风化岩石进行处理;抛石固脚阻滑,并及时对坝坡裂缝进行处理,保证滑坡体稳定性;垂直截渗;全面培厚,放缓坝坡等。
(四)裂缝工程措施
一般有封闭、翻筑、灌浆、加保护层等工程措施。究竟采取哪一种措施,还是多种措施,应根据裂缝产生的原因、部位、深度、走向、严重程度、库水位高低以及坝型等情况具体分析,因地制宜加以处理。一般措施有开挖、回填和灌浆。如裂缝较浅,开挖工程量不大,可以采取开挖回填的方法。如裂缝较深,开挖回填工程量大,可以采用灌浆方法。
(五)除险加固技术的应用
1、坝体灌浆加固技术
坝体灌浆加固技术分为填充式和劈裂式两种方法,都为压力灌浆,其中填充式灌浆法指的是自重灌浆;劈裂式灌浆法则是通过灌浆压力将坝体劈开,进而形成一道垂直于坝体的浆体帷幕,这种灌浆方法对土石坝坝体填筑的自然应力状态进行了充分利用,具有良好的节约效果和应用效果。
在坝体灌浆加固中,为了增强土石坝坝体密实度,首先需要对坝体进行一定的灌浆,之后将复合人工薄(土工)膜铺设到坝体上游部位,在此过程中,必须保证复合人工薄膜与坝基之间具有良好的结合性且结合部位符合要求。可采用劈裂式灌浆法处理坝体填筑不符合要求的部位,将坝体劈裂成两排,使两部分中间形成良好的防渗层,在灌浆过程中灌浆孔以外的范围内会产生较大的压力,这对坝体起到了一定的加固作用;也可劈开坝基一定深度,强化其与坝体结合面的防渗功能。
2、坝体、坝基密实加固技术
当前中小型水库土石坝最为常见的问题就是填筑质量不达标、没有处理好软弱坝基,使水库运行存在非常大的隐患。因此在中小型水库的除险加固工程中,提高坝体、坝基的密度是非常重要的任务之一。
对于新建土石坝来说,其坝体以及坝基的密度必须经过严格的论证和可行性研究,并结合水库实际情况对施工加固方案进行精心设计,严格施工过程。增强坝体密度的关键问题是要对填筑质量进行控制,这就要求做好材料选择,必要时需进行碾压试验,确定各项碾压参数,选择最为合适的碾压施工方法,保证坝体填筑质量的最优化;软弱坝基的处理方法有很多种,比如强夯法、换填法、排水沙井分期填筑法、深层搅拌法等。
对于已建土石坝来说,坝体和坝基是一个整体,如果两者在密实度上出现问题,最好采用同一种处理方法进行加固,比如振冲压密法对于已建土石坝软弱基地处理就具有具有非常好的适用性,而若土石坝坝基为粘性土,则可采用深层搅拌法进行加固。
3、合成材料加固技术
近年来,高分子化工产业得到了迅猛发展,很多合成纤维以其自身优越性在社会各个领域得到了广泛应用,通过实践发现,合成纤维的优良性能在工程中也能发挥重大作用,当前其已在建筑工程领域得到了有效应用。
目前出现的一系列人工合成纤维产品包括土工织物、土工网、土工格栅、土工膜、土工席垫、土工复合材料等,其中土工织物是一种由用于岩土工程、土木工程的合成纤维以及天然纤维制作而成的透水织物,具有排水功能、过滤功能、防护功能、隔离功能等;土工网的主要功能是输送液体、气体,它是一个具有规则性和致密性的网状结构;土工格栅主要用于加筋施工中;土工膜不透水,其主要作用是对液体以及气体的输送进行隔离;土工席垫是一种具有透水性能的、由单纤维组成的聚合物垫,其对土粒、微小织物等具有一定的保护作用;所谓土工复合材料就是由两种或两种以上的土工合成材料组合而成的材料,在加筋、排水以及截水方面发挥着重大作用。
结语
综上,小型土石坝水库的除险加固工程必须受到重视,不论是渗漏,还是裂缝其原因很多,错综复杂,必须加强检查观测及时认真研究分析,以便查明渗漏及裂缝的原因,有针对性的加以处理,使小型水库发挥其应有的社会效益和经济效益。
参考文献
关键词:防洪工程;生态护坡;经济效益
随着社会经济发展和城镇建设步伐的加快,城镇水环境的政治已经越来越被社会各界所重视,人们已经由传统的防洪、排涝的水利建设观念转向建设“安全、舒适、优美”的水环境观念。因此城镇的防洪工程建设不仅要使堤岸发挥出水利工程的功效,而且要融入城镇园林景观、生态保护、建筑艺术等多种内容。生态防护保护技术的建设也因此得到了人们的逐渐关注,并进行了一系列的深入研究与探索。
一、防洪生态护坡
生态护坡是以现代生态学原理作指导,对因为工程建设而遭受生态破坏的边坡,通过人工设计和恢复措施,在坡面构建一个具有生长能力的功能系统,通过生态系统的自支撑、自组织与自我修复等功能来实现边坡的抗冲刷、抗滑动、边坡加固以及生态恢复,以达到减少水土流失、维持生态多样性和生态平衡的目的。
生态护坡应该具有以下几个要素:第一,河道护坡满足防洪抗冲的标准要求,要点是构建能透水、透气、生长植物的生态防护平台。第二,河道护坡满足边坡生态平衡要求,即要建立良性的河坡生态系统,由高大乔木、低矮灌木、花草、水草、动物盐滩地等组成河坡立体生态体系。
生态护坡的一个关键是保持生物的多样性,即保持有效数量的动植物组群,保护各种类型及多种演替阶段的生态系统。营造一个健康的林草符合系统,有利于边坡生态正向演替,既能通过先锋植物发挥水土保持的生态护坡功能,还能使得绿化边坡长期生态系统的平衡,是人们模拟自然所要达到的较高目标。
二、生态护坡形式
生态护坡最重要的特征就是恢复河流天然属性,应该尽量的选择天然组合材料。天然材料产生于自然、耐久性好,与河流不相排斥,即使发生化学反应也是很漫长的过程,而人工合成材料却难以做到这一点,天然材料的另一特性就是容易在河道中形成新的自然平横,较快恢复河道天然景观。
目前生态护坡的形式主要有:植被护坡、三维土工植被网护坡、植被型生态混凝土护坡和水泥生态植基护坡。
1.植被护坡
发达的根系固土植物在水土保持方面有着得天独厚的效果,采用发达根系植物进行护坡固土,能达到固土保沙,防止水土流失,又可以满足生态环境的需求。但是这种类型的护坡形式也存在着问题,比如,护坡容易被冲刷形成深沟,相对来说护坡的效果不明显,植被易于加大降水入渗,优化地下水的补给环境及促进边坡深层水岩化学作用,危及边坡稳定:其有限的蒸腾作用并不能遏制暴雨或连续降雨期间斜坡地下水位短时间内的大幅抬升,不能显著改善边坡的稳定状况以防护深层滑坡:同时由于在植被恢复的初期,草本对边坡的适应性,往往优于乔灌木,因而采用单一或者混合草种的情况多于采用乔灌木。其结果往往是前期效果不错,但植被系统相当脆弱,容易遭受破坏:再者栽植草本植物时,过多地引进国外草种,对于乡土草种的选择利用与开发注意不够,可能会引发新的生态问题,如物种入侵、生物多样性损失等。
2.三维土工植被网护坡
这种护坡方式主要利用活性植物并结合土工合成材料,在坡面构建一个具有自身生长能力的防护系统,通过植物的生长对边坡进行加固的一门新技术。三维土工网是一种类似于丝瓜瓤状的植草土工网,以加入炭黑的尼龙丝加工制成,丝与丝的交叉点熔合粘接,相互缠绕,之地蓬松,孔隙率在90%以上,在其空隙中可填加土料和草种。植草穿过网垫生长后,其根系深入土中,植物、网垫、根系与土合为一体,形成牢固密贴于坡面的表皮,可有效地防止坡面被暴雨径流或水流冲刷破坏。
3.植被型生态混凝土护坡
这种类型的生态护坡形式采用多孔混凝土、保水材料、缓解肥料和表层土组成,是植被型生态混凝土的骨架,具有较高的透气性,同时保持了被保护土与空气间的湿、热的对流。该种护坡类型能较好地抗冲刷能力,在最表面的覆草具有缓冲的性能,这种护坡受水位剧降的影响比较小,在季节性的寒冷地区,有利于排除和降低保护土内含水量,减少冻害破坏。
4.水泥生态植基护坡
采用固体、液体和气体三相组成具有一定强度的多孔性材料。固土物质包括适合于植被生长的土壤、肥料、有机质和由低碱性的水泥、河沙组成的胶结材料等。在植基土体物质之间,由稻草秸秆等多孔材料组成间隙,以方便植物提供充足的水分和空气。
三、防洪护坡中应重视的几个问题
1.注重技术的创新
防洪工程中的提防、河道保护是一项量大面广的基础设施,通过技术创新来选择和确立兼顾防洪、生态和节约的工程护坡形式,是水利工程设计和防洪建设的一大课题。人们在追求人与自然和谐相处的条件下,对生态护坡的要求越来越高。将生态护坡功能与安全功能同等考虑,选择和确立兼顾防洪、生态的工程护坡形式。边坡的绿化是施工技术要求很高的生态恢复技术,在施工过程中需要对工艺的各个环节进行严格的控制,以确保实施的效果。比如生态立体护坡类型的出现时以根系生长深、能抗水流冲刷、耐粗放管理、节水、兼顾美观等作为草种条件,选择结缕草、野牛草、黑麦草等十几种以及1、2种野花做点缀,构成一个立体的生态防护系统。
2.短期效益与长期效益相互协调
植被种类应协调好绿化短期效果和长远利益的关系,合理配置草灌品种,杜绝护坡“半年绿,一年黄,两年枯”草本植被易退化的现象,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木保护为主,构建桥灌草立体防护生态体系。
3.注意材料的选择
河道堤防护坡工程建设耗费大量的块石、混凝土预制块或其他材料,其成本占工程总费用的比例大。因此,一定要重视护坡原材料、半成品生产的技术创新,加快开采、加工、运输各环节配套升级,制定既开放竞争、又保证规模生产的产业政策,将护坡工程技术发展的切入点定在半成品生产创新上。比如,根据坝坡的特点和管理方式,保障坡面植物的速效性、长效性和适应性,使之能互相补充,并形成良好植被,所选择的草籽品种必须具备如下特性:是暖季性草,且为多年生,冬夏季皆能生长;生根性,能有效地固土、护坡,并从较深地层中吸取水分和养分;适应力强,管理粗放,无需养护,与杂草竞争力强,无病虫害。
四、良好的生态护坡经济研究
研究防洪工程的生态护坡对发展生产的经济效益,首先要有一个明显的防洪工程生态护坡措施,然后有工程和无工程的经济发展情况进行对比,分析防洪工程生态护坡的作用和影响。任何一个防洪工程的生态护坡从实施到建成,都有一个过程,要经过一定的时间段。防洪工程的生态护坡对经济发展影响机理的分析、产业布局、农业灌溉和水产养殖、水电开发、旅游经济、环境安全等六个方面来促进经济发展。
1.直接效益
直接的经济效益主要是指采用生态护坡后的防护过程投资节约值,加上植物本身创造的经济效益。目前防护工程的生态护坡工程成本比较难控制,工程质量和效果与工程造价并不成正比,并不是造价越高工程效果就越明显,一定本着因地制宜、经济适用的原则进行施工。应该优先适用植被防护铺以适当的工程保护得到防护的效果与生态效益和经济效益的的统一。比如植被生态护坡形式,应对冲刷深度给予足够重视,因为坡脚的毁坏是河岸不稳定的重要因素之一。适当采用混凝土的方式加深坡脚的深度,才能延长河岸植被工程的寿命,达到经济节约效果。
生态护坡的建设标准要与所在区域的经济发展有一定的匹配度,通常认为,生态护坡的形式越好,但是好的生态护坡标准需要投入众多的财力、物力,在没有能力使江河堤防防洪能力达到100年一遇的防洪标准的时候,分析生态护坡在沿江经济系统和谐度,有利于进行轻重、主次分明的防洪生态护坡的保护,之要保证整理利益最大、损失最小就是最好的方式。
2.间接效益
生态护坡的建设间接带来的经济效益有多方面的因素,比如可以减少污染,减少水土流失、制氧、减少尘土、调节气候、改善水质等。防洪工程的生态护坡与传统河道护坡的工程设计相比,生态护坡过程首先围绕着良性生态系统和生态景观设计为主,通过河道水位、流量、水质调查,当地土壤、气候、气温调查,当地河道水生物、陆生动植物、生物链等生态系统调查,确定当地可行的生态模式。选择合适的植物,达到恢复生态环境、治水、净水、美化环境加固堤岸的目的。