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關鍵詞:施工便道、土工布、土工格柵
一、工程概況
中鐵?旅順諾德琥珀灣項目地處大連市旅順口區,東臨黃海,沿海岸線長度約800m,工程所在位置原為鹽場,全淤泥地質。在場地回填過程中,工程紅線內的淺層淤泥逐步排向海岸線,形成海岸線外淤泥隆起,需要清淤至原海平面標高,清淤厚度3-6米,寬度15-30米,清淤總量約6萬立方。
地質情況為全淤泥質,淤泥層厚度從海平面往下約8-15米。
二、施工技術措施
1、該工程淤泥清理工作就是采用在淤泥內修施工便道,將車輛直接開進淤泥區內清淤。施工便道寬10米,平行于海岸線修筑,滿足車輛進出雙向通行。修筑方法:第一層在淤泥上鋪一層土工布和土工格柵,3.0m厚素土;二層:一層土工布和土工格柵,0.6m厚碎石。三層:一層土工格柵,0.6m厚素土;頂層:一層土工格柵,0.6m厚碎石。每層道路兩側的土工布與土工格柵均要將素土或者小塊石反包起來,壓入上一層,折壓長度不小于2.5m。格柵采用大孔雙向格柵,編織土工布采用340g/m2。斷面圖如下:
三、工藝原理
土工布又稱土工織物,是由合成纖維通過針刺或編織而成的透水性土工合成材料,具有優秀的過濾、隔離、加固防護作用。土工格柵是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經熱塑或模壓而成的二維網格狀或具有一定高度的三維立體網格屏柵,常用作加筋土結構的筋材或復合材料的筋材等。兩種材料在施工中一起使用主要目的是,土工布作為主要受力部分并對墊層與原有土層進行隔離,土工格柵作為輔助材料對土工布的受力進行均勻分解,同時保障施工便道的均勻沉降。整條便道的受力原理如鋼筋混凝土。填料相當于混凝土,承受壓力;土工合成材料相當于鋼筋,承受拉力。兩者組合,使便道整體承受上部機械傳來的荷載。
四、施工技術特點
1、設備簡單。整個施工過程不需要特殊機械,土工布縫制只需要普通小型電動縫紉機。
2、材料普通。所用的土工布和土工格柵都是常用的建材。
3、施工工期短。由于使用土工布和土工格柵,節省了大量的填料,減少了淤泥的隆起。而且土工材料鋪設和填料填筑可以流水作業,大大縮短了工期。
五、工藝流程及施工要點
1、工藝流程
2、施工要點
1)保證第一層填土厚度不小于3米,否則在清淤時可能造成突然急劇下沉。
2)填料填筑時邊坡保證順直,土工布和土工格柵易于向上折壓,而且可以避免在清淤過程中施工便道局部下沉。
3)土工合成材料折壓長度不小于2.5米,保證土工布和格柵在填料里的錨固長度。
3)如果局部下沉過多,需在下沉過多的部位加鋪一層土工格柵,再進行補填。
4)土工布鋪設時,每幅連接時,用縫紉機縫兩道。土工格柵在鋪設時,將筋材主強度高的方向垂直路堤軸線方向,每幅疊合長度(縱向)不小于10,用塑料綁扎帶綁扎兩排連接,每排綁扎帶間距10cm。橫向搭接長度30,綁扎方式同縱向連接。
5)素土含水量不宜太大,否則會出現“橡皮泥”現象。
6)填料層表面要平整,不得有堅硬凸出物。
7)填料的頂部設2%的人字排水坡。
8)土工合成材料鋪設完成后應立即填筑填料,嚴禁土工合成材料暴曬。
六、質量控制措施
土工合成材料施工參考公路土工合成材料應用技術規范(JTG/TD32-2012)。
在填料填筑時可用體積平衡法,即每25米進行一段體積平衡檢驗。需要精確統計填筑的方量,用體積平衡法計算填筑厚度。
土工材料鋪設及填料填筑時,測量人員嚴格控制邊線,保證便道順直。
保證土工合成材料折壓長度不小于2.5米,如小于2.5米應立即進行接長。
嚴格控制素土含水量。如素土含水量過大,應先對素土進行晾曬,或更換新的土源。
土工材料鋪設前應先移除填料表面堅硬凸出物,以免破壞土工材料。
嚴禁出現填料表面中間低,兩邊高的現象。
合理安排,保證施工連續,保證土工材料鋪設完成后立即進行填料填筑。
七、經濟效益分析
在淤泥地質上修筑施工便道,此項技術措施與傳統的拋石擠淤方式相比較,經濟效率分析如下:
1、將土工合成材料用于臨時道路,使道路整體性加強,承載力加大,受力更均勻,避免局部沉降、開裂造成的局部返工修整;
2、填料體積大大減少,節約了大量工程投資。而且隆起淤泥體積也大大減少,清淤總量少;
3、單就臨時道路填筑成本分析(按路面寬度10米來考慮),采用直接拋石擠淤成本7235元/m,采用土工合成材料后3576元/m。直接節約成本3659元/m。
具體見下表(以1m長計算):
有影響,但不大
金融海嘯襲來,紡織服裝產業可謂哀鴻遍野,成批企業停工、破產、倒閉,行業發展進入十分困難時期。但是產業用紡織品卻在穩步地發展,公眾對其認知度也越來越高。國家限塑令、奧運建設、汶川5.12大地震以及新近爆發的甲型H1N1流感等一系列公共事件,都在不斷增加產業用紡織品的熱度。
是否產業用紡織對金融危機具有免疫力而不受感染?事實上,產業用紡織并未能置身事外?!敖鹑谖C之下,產業用紡織也受影響,但是相比較而言影響比較小,行業仍在比較快速穩定的發展”,朱民儒說。據朱民儒介紹,產業用紡織品近五年來保持了18%以上的年增長率,而2008年比2007年增長11.8%,增幅比往年有所降低,下降了7~8%。據產業用紡織品行業協會的相關調查顯示,目前,在珠三角、長三角地區,大量中小企業訂單不足、減停產甚至關閉的情況仍然存在。
今年開局以來,非織造布和產業用紡織品行業所受的影響比2008年更為明顯,國際市場的情況更為嚴峻。海關數據顯示,2009年1-2月,所有與產業用紡織品相關的產品中,除絮胎、傳動帶外,進出口全部出現了負增長。產業用紡織品的出口減少13%,非織造布的進口則減少33%。非織造布進出口首次出現了負增長,出口數量減少12.1%;涂層布、簾子布和專門技術用途的紡織品出口數量也出現了大幅減少。
但是由于產業用紡織品對出口的依賴程度較低,這使得產業雖然受到金融危機一定影響卻依然保持了增長。總體來說,產業用紡織品機會多于困難,前景可期。
《規劃》下的全盤發展
在國務院頒布的《紡織工業調整振興規劃》中,將促進產業用紡織品的應用作為一項重要內容,對中國產業用紡織品來說,無疑是個重大機遇。“產業用紡織的發展一直與國民經濟發展緊密相關,可以滲透到國民生活的各個領域,國務院中對產業用紡織品的重視,將更加有力推進產業用紡織品的發展和產業提升”,朱民儒說。
在未來三年,土工合成材料、高效環保過濾用紡織材料、醫衛用紡織材料、農業用紡織材料、特殊裝飾用紡織品、高性能增強復合材料將成為各類專項支持的重點。據朱民儒介紹,到2011年國內產業用纖維年增長預計達80~100萬噸,在全行業纖維加工總量中的比重占比由2007年的15%提高到19%。
土工合成材料,我國已廣泛應用于土木工程之中,如深圳西部通道、深圳機場、青藏鐵路工程、奧林匹克水上公園工程、南水北調工程等等。去年底以來,為應對國際金融風暴和國內經濟衰退,我國出臺了刺激內需經濟的重大措施,在基礎設施建設、鐵路等重大基礎設施建設展開,將大大增加對土工合成材料的需求。朱民儒指出,目前國內土工布及合成材料無論是數量還是質量都還無法滿足需求,一些高強、寬幅產品仍需大量從國外進口。
環保過濾用紡織品,優先發展用于水質、煙氣和精細過濾等方面的紡織材料,包括用滌綸、錦綸和丙綸等纖維制作的常規濾料,此外,以聚苯硫醚、芳綸1313、芳砜綸等為原料的耐高溫、耐腐蝕、抗靜電、阻燃的高性能濾料。主要用于過濾火力發電、冶煉、垃圾焚燒處理、水泥、煤化工、公路建設瀝青攪拌、化工等行業車用功能性過濾介質材料,可排除煙塵、細菌、霉菌和粉塵等有害物質;精細過濾用紡織材料,在過濾效率、成本、復合等方面與傳統的機織和針織濾料相比具有不可替代的優勢,且便于在生產線上進行打裥、折疊、模壓成型等深加工處理。
醫療衛生用紡織品主要包括醫用防護紡織品和醫用仿生紡織材料兩類,國家大力發展醫療衛生事業的舉措也將為醫療衛生用紡織品提供廣闊的市場空間。醫用防護紡織品是指以紡粘、熔噴、水刺或其復合非織造加工方式為主的各類應用在醫用和防護領域內的紡織材料,可以用于制作一次性手術衣、隔離服等。受技術創新、準入標準等問題所困,國內非織造布類一次性手術衣、隔離衣等技術和產品尚未實現自主產業化突破。目前國內大多企業只能以卷材等半成品的形式加工,出口到歐洲、美國、日本等國家,國內市場占有率不足10%。2003年的“非典”和以后發生的禽流感,以及目前正在蔓延流行的甲型H1N1流感,都對醫用防護紡織品提出了更高的要求。醫用仿生紡織材料包括人造血管、心臟瓣膜、人工關節、人工腎等,目前主要依賴進口,國內發展速度較慢,不能滿足需要。對于醫衛用紡織品準入標準問題,朱民儒表示,產業用紡織品協會正在加強與有關部門合作,使更多企業能夠獲得生產許可。
農用紡織品廣泛應用于土壤遮蓋物、防冰雹防雨織物、遮陽織物等?,F代農用紡織品廣泛應用于園藝、耕種和其他農業活動,可以提高農產品的質量和產量,減少損害和降低損失,幫助人們預防因為環境污染等原因而引起的各種各樣的危害。據朱民儒介紹,我國農用紡織品在產業用紡織品占比4~5%,國際上達到15%左右,空間還很大。
高性能復合增強材料重點發展的方向是風力葉片、航空航天預制件等。與傳統的纖維束鋪層或纏繞而制成的復合材料相比,紡織復合材料的整體性和穩定性更高,具有顯著的抗應力集中、沖擊損傷和裂紋擴展性能,應用領域已從航空航天領域逐漸擴展到交通、能源、建筑、體育等國民經濟多個領域。
特殊裝飾用紡織品在產業用紡織品中占有較大的比重,其在鐵路、船舶、汽車運輸、建筑、旅游等領域中都有廣泛的應用,如貨物、港口、碼頭、露天倉庫等貯備的物資都離不開篷蓋布。然而,國產特殊裝飾用紡織品由于技術落后,多年來在用途方面一直得不到突破,產品無法滿足各個領域不斷增長的需求。
切忌盲目 追求優質
潛在的龐大需求和良好的發展前景,使得產業用紡織品行業中存在盲目擴張和低水平重復的情況,造成一些產品,尤其是一些大路產品,趨同化現象嚴重。一些企業為銷售產品,采取降價的方式,大打價格戰,這對行業是沒有任何好處的。有些企業為降低成本,在原料上以次充好,甚至添加一些碳酸鈣來增加重量,損害了用戶和消費者的利益。
由于產業用紡織品的“熱”和較高利潤,吸引了很多投資者的目光。對此,朱民儒提醒試圖進入者一定要慎重;其他紡織行業的生產者在進入產業用紡織品行業時應把企業自身情況、競爭對手、市場行情等有一定的了解,揚長避短,而不是頭腦一熱就扎身其中。
雖然產業用紡織品近年來在我國發展迅速,但是我國產業用紡織品行業起步較晚,我國產業用紡織品行業與發達國家相比,還存在巨大差距。企業規模小、研發投入不足、技術人才缺乏、高端產品開發不力、低端產品同質化競爭激烈、產品創新能力薄弱……一大堆的問題都困擾著產業用紡織品產業的健康優質發展。
按照調整振興規劃,下一步我國產業用紡織行業將加快淘汰落后產品和工藝,增加產品功能性和技術性含量,并積極推進相關標準和質量認定中心等公共服務平臺的建設。朱民儒表示,促進高技術產業用紡織品行業的發展,將有利于我國紡織工業整體的產品結構、效益結構優化升級,并將有效推動下游終端應用市場發展。
盲目重復建設和低水平生產不是企業的發展之計,只有依靠科技進步和自主創新,不斷加大產品開發,企業才會發展。盡管國內產業用紡織產品不斷推陳出新,但是仍然缺少在國際市場有競爭力的新產品。加快技術進步和產品創新仍是行業今后的重要課題,需要持之以恒地進行。近年來,雖然全行業加快了先進生產線的引進和改造,但我國產業用行業的裝備水平和技術含量,以及裝備材料、加工手段和精度、處理技術等方面與國外仍有不小的差距,亟需加快升級步伐。
產業用紡織品不是勞動密集型,而是技術密集型產業,要注重人才培養,包括對技術人才和管理人才的培養。人才培養是目前行業面對的一大課題。我們已經認識到產業用紡織品方面的書籍和指導教材相對較少的現狀,2008年協會將加強專業書刊和技工培訓的教學工作,提高行業整體專業素質。協會將在今年5月舉辦首屆非織造布行業培訓班,以后將形成一種常態的工作,堅持每年都搞幾次培訓,逐步造就一批高素質人才,以應對行業對高水平綜合人才的急切需求。
爭創品牌 推進集群
產業用紡織品大部分都是一些中小型企業,例如在無紡布行業,99.4%都是中小企業,世界前40名中見不到中國企業的名字。對此,朱民儒認為國內應有幾個大型的骨干企業以提高核心競爭力。企業應了解發展情況,找準投資點。今后發展要有序,不能搞低水平重復建設,而要提高產品附加值,拓展應用領域,避免造成惡性競爭。
此外,在如此深受關注和快速發展又有著良好前景的行業,還沒有一個“名牌”,實現品牌的零突破也將是重大任務。品牌是企業的命脈,是競爭的靈魂,能否培育企業自己的強勢品牌,是企業素質和綜合實力的集中體現。目前產業用紡織品行業還沒有自己的國際和國內知名品牌,產業用紡織品協會將一直致力于開展品牌培育計劃,提高產品水平、促進行業發展、推廣自主品牌,突破國際國內零名牌的記錄。
一枝獨秀的2009
在2009年,產業用紡織品行業依然快速發展,雖然受到金融危機影響,增速由前幾年的20%以上降至12~13%,但是其增長速度依然非常突出。中國產業用紡織品協會理事長朱民儒在接受本刊記者采訪時說“在2009年,產業用紡織品取得了很大進展,國家紡織振興規劃的出臺又為行業發展提供很多機會,甲流的肆虐也給產業生產帶來不小挑戰?!?/p>
隨著國家限塑令、奧運建設、汶川5.12大地震以及新近爆發的甲型H1N1流感等一系列公共事件發生,公眾對產業用紡織品認知度也越來越高,與之相適應的生產需求也在擴大。今年以來,中央出臺的“保增長、擴內需、調結構”,以及《紡織工業調整振興規劃》等一系列強有力的政策措施,對產業用紡織品的拉動作用明顯。大規?;A設施建設以及汽車等行業的快速發展,使產業用紡織品需求激增。以無紡布為例,今年1~8月,規模以上紡織企業的無紡布累計總產量為81.38萬噸,同比增長25.86%,較同期布、服裝的產量增速分別高出24.76和21.88個百分點。與此同時,我國產業用紡織品行業投資也增長明顯。今年1~8月,我國無紡布500萬元以上固定資產投資項目累計實際完成投資額為43.37億元,同比增長30.38%,較整個紡織行業投資增速高出23.83個百分點。
甲流的爆發和流行使得國內外對醫療防衛用產品需求劇增,相關企業生產火爆,產品供不應求。據朱民儒介紹,現在醫療衛生用紡織品生產企業幾乎都處于滿負荷運載,很多企業今年8月份就已經接滿全年的訂單,由于需求巨大,生產企業在享受產品價格提升利潤提升的同時,也在承受巨大的生產壓力。
六大領域重點發展
在國務院頒布的《紡織工業調整振興規劃》中,將促進產業用紡織品的應用作為一項重要內容,對中國產業用紡織品來說,無疑是個重大機遇。“產業用紡織的發展一直與國民經濟發展緊密相關,可以滲透到國民生活的各個領域,國務院中對產業用紡織品的重視,將更加有力推進產業用紡織品的發展和產業提升”,朱民儒說,2010年以及今后這些重點領域將得到重點發展。
在未來三年,土工布及合成材料、高效環保過濾用紡織材料、醫衛用紡織材料、農業用紡織材料、特殊裝飾用紡織品、高性能增強復合材料將成為各類專項支持的重點。據朱民儒介紹,到2011年國內產業用纖維總量有望達到80~100萬噸,在全行業纖維加工總量中的比重占比由現在的15%提高到19%。
土工布及合成材料,我國已廣泛應用于土木工程之中,如深圳西部通道、深圳機場、青藏鐵路工程、奧林匹克水上公園工程、南水北調工程等等。去年底以來,為應對國際金融風暴和國內經濟衰退,我國出臺了刺激內需經濟的重大措施,在基礎設施建設、鐵路等重大基礎設施建設展開,將大大增加對土工合成材料的需求。朱民儒指出,目前國內土工布及合成材料無論是數量還是質量都還無法滿足需求,一些高強、寬幅產品仍需大量從國外進口。
環保過濾用紡織品,優先發展用于水質、煙氣和精細過濾等方面的紡織材料,包括袋式除塵器專用的滌綸、錦綸和丙綸等聚酯纖維常規濾料,聚苯硫醚、芳綸13 13等耐高溫、耐腐蝕、抗靜電、阻燃的高性能濾料,主要用于過濾火力發電、冶煉、垃圾焚燒處理、水泥、煤化工、公路建設瀝青攪拌、化工等行業;車用功能性過濾介質材料。可排除煙塵、細菌、霉菌和粉塵等有害物質;精細過濾用紡織材料,在過濾效率、成本、復合等方面與傳統的機織和針織濾料相比具有不可替代的優勢,且便于在生產線上進行打裥、折疊、模壓成型等深加工處理。
醫療衛生用紡織品主要包括醫用防護紡織品和醫用仿生紡織材料兩類,國家大力發展醫療衛生事業的舉措也將為醫療衛生用紡織品提供廣闊的市場空間。醫用防護紡織品是指采用合成纖維等原料,以紡粘、熔噴、水刺或其復合非織造加工方式為主的各類應用在醫用和防護領域內的紡織材料,可以用于制作一次性手術衣、隔離服等。受技術創新、準入標準等問題所困,國內非織造布類一次性手術衣、隔離衣等技術和產品尚未實現自主產業化突破。目前國內大多企業只能以卷材等半成品的形式加工,出口到歐洲、美國、日本等國家,國內市場占有率不足10%。2003年的“非典”和以后發生的禽流感,以及目前正流行的甲型HINl流感,都對醫用防護紡織品提出了更高的要求。醫用仿生紡織材料包括人造血管、心臟瓣膜、人工關節、人工腎等,目前主要依賴進口,國內發展速度較慢,不能滿足需要。對于醫衛用紡織品準入標準問題,朱民儒表示,產業用紡織品協會正在加強與有關部門合作,使更多企業能夠獲得生產許可。
農用紡織品廣泛應用于土壤遮蓋物、防冰雹防雨織物、遮陽織物等?,F代農用紡織品廣泛應用于園藝、耕種和其他農業活動,可以提高農產品的質量和產量,減少損害和降低損失,幫助人們預防因為環境污染等原因而引起的各種各樣的危害。據朱民儒介紹,我國農用紡織品在產業用紡織品占比4~5%,國際上達到15%左右,空間還很大。
高性能復合增強材料重點發展的方向是風力葉片、航空航天預制件等。與傳統的纖維束鋪層或纏繞而制成的復合材料相比,紡織復合材料的整體性和穩定性更高,具有顯著的抗應力集中、沖擊損傷和裂紋擴展性能,應用領域已從航空航天領域逐漸擴展到交通、能源、建筑、體育等國民經濟多個領域。
特殊裝飾用紡織品在產業用紡織品中占有較大的比重,其在鐵路、船舶、汽車運輸、建筑、旅游等領域中都有廣泛的應用,如貨物、港口、碼頭、露天倉庫等貯備的物資都離不開篷蓋布。然而,國產特殊裝飾用紡織品由于技術落后,多年來在用途方面一直得不到突破,產品無法滿足各個領域不斷增長的需求。
減碳大有作為
“過濾用紡織品在低碳經濟時代大有作為,過濾用紡織品能廣泛應用在各個領域,起到減排降耗作用,使更多藍天碧水計劃得以實現”,朱民儒說。
據中國產業用紡織品行業協會數據顯示,2008年過濾用纖維用量達到37.69萬噸(包括香煙過濾嘴26萬噸),按產業正常發展速率估計,到2011年加工總量將達到45萬噸左右。而過濾用紡織品2008年產量已達41萬噸,同比增長12.64%。而隨著國家用于控制環境污染的投資日益加大,過濾材料在我國具有很大的市場,有估算稱2010年我國環保產業的年收入總值將達8800億~10000億元左右。
前我國過濾用紡織品高端產品尚未實現國產化,嚴重依賴進口,其中國內高端市場近50億被國外公司占領(工業除塵過濾材料、空氣過濾材料各10多億,水過濾材料20多億)。2008年我國僅工業除塵過濾材料一項出口5273.9萬美元,比2007年增長81.2%,但主要是常溫濾材。國產過濾用紡織品產品水平和技術含量有待提高,當前情況是一般用單絲濾布能夠生產,但對于高密度單絲濾布生產還存在一定困難,國產高強細支長絲量不大。國內加工設備普遍相對落后,停機次數過多,技術水平跟不上,生產成本高,另外還存在專用纖維品種少,影響了產品向功能性和差別化方向的發展,標準更新及制訂工作滯后影響產業發展等突出問題。
朱民儒告訴記者,過濾用紡織品的產品開發方向,首先要研究開發性能優良的高性能纖維。例如,研究開發性能優良的聚酰亞胺纖維等尚未產業化的高性能纖維改善聚苯硫醚、間位芳綸、芳砜綸等產業化高性能纖維的制品質量和穩定性研制適合于生產高效低阻過濾材料各種材質的超細纖維;加快高性能過濾膜的研制與產業化。從加工工藝上講,復合非織造布具有任何單一材料所無法比擬的優勢,因而成為目前及至將來過濾材料的必然發展趨勢。
加速推動標準出臺
“明年要從創新上引導產業發展,標準建設將是產業健康、快速、穩步發展的保障。希望能夠通過加強標準工作,促使更多國家標準出臺”,朱民儒說。
關鍵詞:土石壩水庫;除險加固;裂縫;滲漏;灌漿
中圖分類號: TV7文獻標識碼:A
一、當前小型土石壩水庫存在的病險
(一)裂縫危害
相對于其他危害來說,裂縫可以說是這其中最為普通的現象了。有很大一部分裂縫在施工建筑的表面上就可以看到了,但還有一部分裂縫被深埋在整個水壩表面以下,無論是深淺還是長短都沒有一個相應定勢。但我們能確認的是,不管是什么類型的水利建設產生的裂縫,都會對水壩本身造成十分不利影響。這些裂縫當中,不僅有跟水壩垂直的裂縫,還有跟水壩平行的裂縫,甚至還有因為種種特殊原因造成的不規則裂縫。在進行相應除險以及加固的同時,還要對相應裂縫進行各種方式上的確定,比如長度深度或者是數量等方面,從而可以采取相應方案。
(二)滲漏
一直以來大壩主要問題就是滲漏。在這方面土石壩的安全危機都是處于高發的。滲漏部分按照相應部位可以分成以下幾種:壩體本身滲漏、壩基產生的滲漏;大壩本身產生的接觸性滲漏;水壩沒有嚴密合縫所產生的繞壩滲漏等等。按照滲漏本身所具有的性質可分為正常大壩滲漏以及非正常滲漏;按照表現出的現象也可分為散浸泄漏以及集中泄露。
(三)滑坡
對土石壩來說,能夠影響到它,使其產生滑坡的原因有很多,比如說水壩坡度設計過于陡峭。抗剪力強度沒有達到應該達到標準,受到了一些不可抗力因素的影響,比如地震之類的,從而達到了整個水壩或者是一部分水壩之間的滑動。這方面因素比較復雜,一般都不是一個或幾個單一因素產生的,而是多種外力互相作用的結果。所以水壩出現這一方面征兆的時候,應該針對不同手段進行集中處理。
(四)護坡損壞
由于各種內力以及外力作用,比如雨水、水面波浪、動植物對其造成的腐蝕以及破壞。這些因素都會給大壩造成各種不同形式上的損害,并直接導致了大壩自身安全受到一定威脅。造成護坡損壞的因素比較復雜,是多種外力互相作用結果,其特有的受到損傷原因有:壩體在施工時候護坡本身的墊層設計以及施工手法沒有達到應該達到的標準;所使用原材料塊狀石頭碾壓的并不完整結實;在進行修葺以及建筑的時候施工質量沒有達到標準;水流長時間沖刷導致護坡被損壞;在惡劣天氣條件下石塊被風化甚至變質等。
二、小型土石壩除險加固措施
(一)測定基本數據以及洪水標準
由于在建設時,對于許多基本數據往往沒有勘測意識,直接導致了后期許多測量和計算難以進行,因此,首要任務是對一些基本數據進行調查和完善,確保各類基本數據都被統計在內。在這之中,最為重要的就是洪水標準數據,對于洪水標準方面的數據的計劃,我們必須按照新的洪水計劃標準對原先存在的洪水數據進行相應處理,保證相應土石壩的洪水標準數據真實有用。
(二)對于壩基、壩體滲漏處理
1、對于小型壩體、壩基滲漏,主要可以采取具體部門進行粘補的方式,用特殊材料對其進行加工,除此之外,還可以用近代所發現的各種高科技膜性材料進行二次覆蓋等處理,確保每個滲漏地方被完全補上;
2、對于大型壩體、壩基滲漏,主要采取整體修繕的方式,因為這樣程度的滲漏往往不會從一個方面影響整體壩體的工作情況,會出現各類滲漏繼發性問題,這就要求科研工作者對具體問題采用具體分析的方法,從根本完全解決滲漏
引起的各類問題;
3、嚴格監督壩體、壩基滲漏,建立起相應的防滲漏系統,一旦出現壩體、壩基各類滲漏問題,及時進行處理和防治,防患于未然。
(三)滑坡破壞加固技術
應當進行滑坡勘探和相應土工試驗工作,確定壩坡滑坡特征和產生原因,結合庫區情況制定出科學滑坡加固方案。對于壩坡滑坡破壞加固的施工方法包括下面幾種:將壩基以及壩坡上的樹根、雜物等清理干凈,并對可能會引發大壩安全問題的洞穴、泉眼、滑坡體和風化巖石進行處理;拋石固腳阻滑,并及時對壩坡裂縫進行處理,保證滑坡體穩定性;垂直截滲;全面培厚,放緩壩坡等。
(四)裂縫工程措施
一般有封閉、翻筑、灌漿、加保護層等工程措施。究竟采取哪一種措施,還是多種措施,應根據裂縫產生的原因、部位、深度、走向、嚴重程度、庫水位高低以及壩型等情況具體分析,因地制宜加以處理。一般措施有開挖、回填和灌漿。如裂縫較淺,開挖工程量不大,可以采取開挖回填的方法。如裂縫較深,開挖回填工程量大,可以采用灌漿方法。
(五)除險加固技術的應用
1、壩體灌漿加固技術
壩體灌漿加固技術分為填充式和劈裂式兩種方法,都為壓力灌漿,其中填充式灌漿法指的是自重灌漿;劈裂式灌漿法則是通過灌漿壓力將壩體劈開,進而形成一道垂直于壩體的漿體帷幕,這種灌漿方法對土石壩壩體填筑的自然應力狀態進行了充分利用,具有良好的節約效果和應用效果。
在壩體灌漿加固中,為了增強土石壩壩體密實度,首先需要對壩體進行一定的灌漿,之后將復合人工薄(土工)膜鋪設到壩體上游部位,在此過程中,必須保證復合人工薄膜與壩基之間具有良好的結合性且結合部位符合要求??刹捎门咽焦酀{法處理壩體填筑不符合要求的部位,將壩體劈裂成兩排,使兩部分中間形成良好的防滲層,在灌漿過程中灌漿孔以外的范圍內會產生較大的壓力,這對壩體起到了一定的加固作用;也可劈開壩基一定深度,強化其與壩體結合面的防滲功能。
2、壩體、壩基密實加固技術
當前中小型水庫土石壩最為常見的問題就是填筑質量不達標、沒有處理好軟弱壩基,使水庫運行存在非常大的隱患。因此在中小型水庫的除險加固工程中,提高壩體、壩基的密度是非常重要的任務之一。
對于新建土石壩來說,其壩體以及壩基的密度必須經過嚴格的論證和可行性研究,并結合水庫實際情況對施工加固方案進行精心設計,嚴格施工過程。增強壩體密度的關鍵問題是要對填筑質量進行控制,這就要求做好材料選擇,必要時需進行碾壓試驗,確定各項碾壓參數,選擇最為合適的碾壓施工方法,保證壩體填筑質量的最優化;軟弱壩基的處理方法有很多種,比如強夯法、換填法、排水沙井分期填筑法、深層攪拌法等。
對于已建土石壩來說,壩體和壩基是一個整體,如果兩者在密實度上出現問題,最好采用同一種處理方法進行加固,比如振沖壓密法對于已建土石壩軟弱基地處理就具有具有非常好的適用性,而若土石壩壩基為粘性土,則可采用深層攪拌法進行加固。
3、合成材料加固技術
近年來,高分子化工產業得到了迅猛發展,很多合成纖維以其自身優越性在社會各個領域得到了廣泛應用,通過實踐發現,合成纖維的優良性能在工程中也能發揮重大作用,當前其已在建筑工程領域得到了有效應用。
目前出現的一系列人工合成纖維產品包括土工織物、土工網、土工格柵、土工膜、土工席墊、土工復合材料等,其中土工織物是一種由用于巖土工程、土木工程的合成纖維以及天然纖維制作而成的透水織物,具有排水功能、過濾功能、防護功能、隔離功能等;土工網的主要功能是輸送液體、氣體,它是一個具有規則性和致密性的網狀結構;土工格柵主要用于加筋施工中;土工膜不透水,其主要作用是對液體以及氣體的輸送進行隔離;土工席墊是一種具有透水性能的、由單纖維組成的聚合物墊,其對土粒、微小織物等具有一定的保護作用;所謂土工復合材料就是由兩種或兩種以上的土工合成材料組合而成的材料,在加筋、排水以及截水方面發揮著重大作用。
結語
綜上,小型土石壩水庫的除險加固工程必須受到重視,不論是滲漏,還是裂縫其原因很多,錯綜復雜,必須加強檢查觀測及時認真研究分析,以便查明滲漏及裂縫的原因,有針對性的加以處理,使小型水庫發揮其應有的社會效益和經濟效益。
參考文獻
關鍵詞:防洪工程;生態護坡;經濟效益
隨著社會經濟發展和城鎮建設步伐的加快,城鎮水環境的政治已經越來越被社會各界所重視,人們已經由傳統的防洪、排澇的水利建設觀念轉向建設“安全、舒適、優美”的水環境觀念。因此城鎮的防洪工程建設不僅要使堤岸發揮出水利工程的功效,而且要融入城鎮園林景觀、生態保護、建筑藝術等多種內容。生態防護保護技術的建設也因此得到了人們的逐漸關注,并進行了一系列的深入研究與探索。
一、防洪生態護坡
生態護坡是以現代生態學原理作指導,對因為工程建設而遭受生態破壞的邊坡,通過人工設計和恢復措施,在坡面構建一個具有生長能力的功能系統,通過生態系統的自支撐、自組織與自我修復等功能來實現邊坡的抗沖刷、抗滑動、邊坡加固以及生態恢復,以達到減少水土流失、維持生態多樣性和生態平衡的目的。
生態護坡應該具有以下幾個要素:第一,河道護坡滿足防洪抗沖的標準要求,要點是構建能透水、透氣、生長植物的生態防護平臺。第二,河道護坡滿足邊坡生態平衡要求,即要建立良性的河坡生態系統,由高大喬木、低矮灌木、花草、水草、動物鹽灘地等組成河坡立體生態體系。
生態護坡的一個關鍵是保持生物的多樣性,即保持有效數量的動植物組群,保護各種類型及多種演替階段的生態系統。營造一個健康的林草符合系統,有利于邊坡生態正向演替,既能通過先鋒植物發揮水土保持的生態護坡功能,還能使得綠化邊坡長期生態系統的平衡,是人們模擬自然所要達到的較高目標。
二、生態護坡形式
生態護坡最重要的特征就是恢復河流天然屬性,應該盡量的選擇天然組合材料。天然材料產生于自然、耐久性好,與河流不相排斥,即使發生化學反應也是很漫長的過程,而人工合成材料卻難以做到這一點,天然材料的另一特性就是容易在河道中形成新的自然平橫,較快恢復河道天然景觀。
目前生態護坡的形式主要有:植被護坡、三維土工植被網護坡、植被型生態混凝土護坡和水泥生態植基護坡。
1.植被護坡
發達的根系固土植物在水土保持方面有著得天獨厚的效果,采用發達根系植物進行護坡固土,能達到固土保沙,防止水土流失,又可以滿足生態環境的需求。但是這種類型的護坡形式也存在著問題,比如,護坡容易被沖刷形成深溝,相對來說護坡的效果不明顯,植被易于加大降水入滲,優化地下水的補給環境及促進邊坡深層水巖化學作用,危及邊坡穩定:其有限的蒸騰作用并不能遏制暴雨或連續降雨期間斜坡地下水位短時間內的大幅抬升,不能顯著改善邊坡的穩定狀況以防護深層滑坡:同時由于在植被恢復的初期,草本對邊坡的適應性,往往優于喬灌木,因而采用單一或者混合草種的情況多于采用喬灌木。其結果往往是前期效果不錯,但植被系統相當脆弱,容易遭受破壞:再者栽植草本植物時,過多地引進國外草種,對于鄉土草種的選擇利用與開發注意不夠,可能會引發新的生態問題,如物種入侵、生物多樣性損失等。
2.三維土工植被網護坡
這種護坡方式主要利用活性植物并結合土工合成材料,在坡面構建一個具有自身生長能力的防護系統,通過植物的生長對邊坡進行加固的一門新技術。三維土工網是一種類似于絲瓜瓤狀的植草土工網,以加入炭黑的尼龍絲加工制成,絲與絲的交叉點熔合粘接,相互纏繞,之地蓬松,孔隙率在90%以上,在其空隙中可填加土料和草種。植草穿過網墊生長后,其根系深入土中,植物、網墊、根系與土合為一體,形成牢固密貼于坡面的表皮,可有效地防止坡面被暴雨徑流或水流沖刷破壞。
3.植被型生態混凝土護坡
這種類型的生態護坡形式采用多孔混凝土、保水材料、緩解肥料和表層土組成,是植被型生態混凝土的骨架,具有較高的透氣性,同時保持了被保護土與空氣間的濕、熱的對流。該種護坡類型能較好地抗沖刷能力,在最表面的覆草具有緩沖的性能,這種護坡受水位劇降的影響比較小,在季節性的寒冷地區,有利于排除和降低保護土內含水量,減少凍害破壞。
4.水泥生態植基護坡
采用固體、液體和氣體三相組成具有一定強度的多孔性材料。固土物質包括適合于植被生長的土壤、肥料、有機質和由低堿性的水泥、河沙組成的膠結材料等。在植基土體物質之間,由稻草秸稈等多孔材料組成間隙,以方便植物提供充足的水分和空氣。
三、防洪護坡中應重視的幾個問題
1.注重技術的創新
防洪工程中的提防、河道保護是一項量大面廣的基礎設施,通過技術創新來選擇和確立兼顧防洪、生態和節約的工程護坡形式,是水利工程設計和防洪建設的一大課題。人們在追求人與自然和諧相處的條件下,對生態護坡的要求越來越高。將生態護坡功能與安全功能同等考慮,選擇和確立兼顧防洪、生態的工程護坡形式。邊坡的綠化是施工技術要求很高的生態恢復技術,在施工過程中需要對工藝的各個環節進行嚴格的控制,以確保實施的效果。比如生態立體護坡類型的出現時以根系生長深、能抗水流沖刷、耐粗放管理、節水、兼顧美觀等作為草種條件,選擇結縷草、野牛草、黑麥草等十幾種以及1、2種野花做點綴,構成一個立體的生態防護系統。
2.短期效益與長期效益相互協調
植被種類應協調好綠化短期效果和長遠利益的關系,合理配置草灌品種,杜絕護坡“半年綠,一年黃,兩年枯”草本植被易退化的現象,可以將草種和灌木樹種進行混播,早期以草坪防護為主,后期以灌木保護為主,構建橋灌草立體防護生態體系。
3.注意材料的選擇
河道堤防護坡工程建設耗費大量的塊石、混凝土預制塊或其他材料,其成本占工程總費用的比例大。因此,一定要重視護坡原材料、半成品生產的技術創新,加快開采、加工、運輸各環節配套升級,制定既開放競爭、又保證規模生產的產業政策,將護坡工程技術發展的切入點定在半成品生產創新上。比如,根據壩坡的特點和管理方式,保障坡面植物的速效性、長效性和適應性,使之能互相補充,并形成良好植被,所選擇的草籽品種必須具備如下特性:是暖季性草,且為多年生,冬夏季皆能生長;生根性,能有效地固土、護坡,并從較深地層中吸取水分和養分;適應力強,管理粗放,無需養護,與雜草競爭力強,無病蟲害。
四、良好的生態護坡經濟研究
研究防洪工程的生態護坡對發展生產的經濟效益,首先要有一個明顯的防洪工程生態護坡措施,然后有工程和無工程的經濟發展情況進行對比,分析防洪工程生態護坡的作用和影響。任何一個防洪工程的生態護坡從實施到建成,都有一個過程,要經過一定的時間段。防洪工程的生態護坡對經濟發展影響機理的分析、產業布局、農業灌溉和水產養殖、水電開發、旅游經濟、環境安全等六個方面來促進經濟發展。
1.直接效益
直接的經濟效益主要是指采用生態護坡后的防護過程投資節約值,加上植物本身創造的經濟效益。目前防護工程的生態護坡工程成本比較難控制,工程質量和效果與工程造價并不成正比,并不是造價越高工程效果就越明顯,一定本著因地制宜、經濟適用的原則進行施工。應該優先適用植被防護鋪以適當的工程保護得到防護的效果與生態效益和經濟效益的的統一。比如植被生態護坡形式,應對沖刷深度給予足夠重視,因為坡腳的毀壞是河岸不穩定的重要因素之一。適當采用混凝土的方式加深坡腳的深度,才能延長河岸植被工程的壽命,達到經濟節約效果。
生態護坡的建設標準要與所在區域的經濟發展有一定的匹配度,通常認為,生態護坡的形式越好,但是好的生態護坡標準需要投入眾多的財力、物力,在沒有能力使江河堤防防洪能力達到100年一遇的防洪標準的時候,分析生態護坡在沿江經濟系統和諧度,有利于進行輕重、主次分明的防洪生態護坡的保護,之要保證整理利益最大、損失最小就是最好的方式。
2.間接效益
生態護坡的建設間接帶來的經濟效益有多方面的因素,比如可以減少污染,減少水土流失、制氧、減少塵土、調節氣候、改善水質等。防洪工程的生態護坡與傳統河道護坡的工程設計相比,生態護坡過程首先圍繞著良性生態系統和生態景觀設計為主,通過河道水位、流量、水質調查,當地土壤、氣候、氣溫調查,當地河道水生物、陸生動植物、生物鏈等生態系統調查,確定當地可行的生態模式。選擇合適的植物,達到恢復生態環境、治水、凈水、美化環境加固堤岸的目的。