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土工织物在坝岸施工中的作用

1反滤原理

当在大河高水位持续较长时间的情况下,由于坝基土体的渗透性较强,所以坝体中浸润线以下的坝基会最终达到饱和,但在扣石砌体的保护及水压力的作用下,坝体可以保持稳定;当大河高水位骤降时,依靠透性强的土坝基土及土工织物反滤,使坝体内的积水顺利地从坝坡和坝基底部渗出,从坝坡砌石层与反滤织物之间的垫层孔隙及根石层流至河中,防止出现水力土破坏坝体。

2.施工技术要求

2.1土工织物反滤性能设计要求

2.1.1滤土准则:保证被保护土的颗粒不被渗流带出,土工织物应满足:粗粒土:O95≤d85式中:O95为筛余率95%时的土工织物等效孔径,即土工织物中95%的孔径低于该值;d85为过筛重量占85%时的被保护土的颗粒直径。2.1.2透水准则:保证渗流能够畅通地通过土工织物,应满足:O90>d15、kg>10ks式中:O90为筛余率90%时的土工织物孔径;d15为过筛重量占15%时的被保护土的颗粒直径;kg为土工织物的渗透系数;ks为被保护土的渗透系数。2.1.3防淤堵准则:防止土工织物被细颗粒土淤堵失效,应满足:GR<3式中:GR为梯度比,应通过梯度比试验确定。

2.2坝体排渗能力设计要求

针对坝基及底部土工织物的导水能力进行核算,当水位骤降时,坝体中的部分水量将流向迎水面,为保证坝体内积水沿坝基及底部土工织物渗流至根石底层,从坝体中排出,应充分考虑坝基土及土工织物的导水率,并考虑一定的安全系数。2.2.1计算条件:仅考虑骤降水位落至底层反滤土工织物之下时的工况,由于坝体中纵向滤水远远大于横向滤水,所以对从坝坡渗出的水量可以不计,仅对从底层的滤水进行计算分析。2.2.2估算来水量:设某列厚度为△Zi,由该列流入土工织物的水量由下式计算:△qi=kJi△ZiJi=hi/liqi=∑△qi式中:k—坝体土料的渗透系数,m/s;Ji—第i列的垂直水力梯度,m;hi—第i列中点处的水头,m;li—渗水流程,m。2.2.3土工织物所要求的导水率θr=qi/Jg式中:qi—单宽流量;J—来水沿土工织物渗流的水力梯度。2.2.4土工织物提供的导水率θα=kpδ式中:kp—土工织物的渗透系数,m/s;δ—土工织物厚度,m。2.2.5排水能力评价要求θα>θr,并有适当的安全系数(3-5),如不满足,可以增加织物层数,直到满足要求。

3.施工中应注意的问题

3.1土工织物施工要求

3.1.1土工织物滤层和透水料一起使用将更好地发挥反滤排水作用。透水料应不带尖角,以免顶破土工织物,透水料的粒径和厚度应满足设计要求。3.1.2铺设前应对土工织物进行质量复检,如材质是否均匀,强度、渗透和抗淤堵性能等是否满足设计要求。3.1.3铺设时应避免土工织物破损。一旦发现,应予剔除废弃,不得使用。同时还应避免泥土或杂物弄脏土工织物,以免影响渗透效果。3.1.4铺设时应避免土工织物折叠、打皱等。幅间搭接宜采用专用设备缝合,搭接宽度不小于5cm。坡面上搭接不能有水平连接,需修补的地方已除外。3.1.5土工织物应得到有效保护,施工时防止被阳光长时间照射,以防老化。

3.2坝基施工要求

施工中,为确保工程质量,应采用震动碾等重型机械压实基础,防止以后坝体因沉降遭到破坏,最好采用打围堰的方法,在旱地上施工,确保基础压实。

4.结语

在险工(控导)坝岸整修施工中应用土工织物,可简化施工,加快施工进度,缩短工期,降低工程造价,并改善坝体结构,增强反滤能力,提高工程强度,同时也促进了新材料、新技医学论文撰写术在黄河防洪工程中的广泛应用。

作者:吴斌 焦方武 袁相峰 王连芳 段希辉 单位:德州黄河河务局 惠民黄河河务局  


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