摘要:在一年一度的汛期中,如何針對不同的險(xiǎn)情進(jìn)行搶險(xiǎn)防護(hù)是防汛工作的關(guān)鍵,而搶險(xiǎn)防護(hù)措施的選擇是防汛環(huán)節(jié)的重中之重。因此,對防汛搶險(xiǎn)措施進(jìn)行總結(jié)有利于今后防汛工作的開展。
關(guān)鍵詞:防汛;措施;土工織物
我國在利用天然纖維材料和織物進(jìn)行防汛護(hù)堤、搶險(xiǎn)、堵口方面已有很久的歷史,但利用土工合成材料功能和特點(diǎn)的逐漸認(rèn)識、研究、土工合成材料將越來越廣泛地應(yīng)用于水利水電工程的搶險(xiǎn)等工程中。土工合成材料是一種新型的巖土工程材料。具有較高的強(qiáng)度,且具有抗沖、耐磨、耐腐蝕和重量輕等特點(diǎn)。
1 土工合成材料的特點(diǎn)
土工合成材料中的土工織物一般都具有較高的強(qiáng)度,單位質(zhì)量輕、透水性強(qiáng)、防腐及耐磨性好的特點(diǎn),同時(shí)它還具有以下幾方面的功能和作用。
1.1 排水功能
土工織物能截?cái)嗯c匯集土體的滲水,并能將滲水沿垂直織物平面或平行織物平面排出土體。
1.2 反濾功能
由于土工織物構(gòu)造上的水力學(xué)特點(diǎn),在它排出滲水的同時(shí),能攔阻土體顆粒不被帶出。
1.3 隔離作用
土工織物可能把不同性質(zhì)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(zhì)量。
1.4 對土體的加筋作用
土工織物有較高的抗拉強(qiáng)度,在土體中可以約束土體的應(yīng)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(tǒng)材料的缺點(diǎn)或不足。此外,土工織物施工工藝簡單,易保證工程質(zhì)量,施工速度快,工程造價(jià)低(與傳統(tǒng)反濾材料相比,可節(jié)約投資三分之一到二分之一)。因此對于防汛搶險(xiǎn)這種時(shí)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(qū)更具有特殊的價(jià)值。
2 土工織物在防汛搶險(xiǎn)中的應(yīng)用
汛期江河水位高漲,常居高不下,有時(shí)還受到大風(fēng)大浪侵襲,對于堤防薄弱環(huán)節(jié),常容易釀成險(xiǎn)情。堤壩工程的主要險(xiǎn)情有:迎水坡發(fā)生大面積塌落,堤壩內(nèi)出現(xiàn)貫通水流通道和裂縫,下游出現(xiàn)管涌、流土及成片泡泉,下游坡出現(xiàn)大面積散浸,洪水漫頂?shù)取,F(xiàn)針對最常見的險(xiǎn)情提出搶護(hù)方案。
2.1 堤壩坍塌險(xiǎn)工的搶護(hù)
當(dāng)?shù)虊紊嫌斡写竺娣e塌落險(xiǎn)情時(shí),要采用覆蓋軟體排防護(hù)。這種險(xiǎn)情大多要分秒必爭地進(jìn)行搶護(hù)。
沉排搶險(xiǎn)施工方法如下:展排體,將排體運(yùn)到險(xiǎn)工段,放在對應(yīng)的堤頂上,并展開;橫枕裝載,搶險(xiǎn)隊(duì)要把裝滿土的編織袋放在橫枕中心線上,折轉(zhuǎn)枕布將尼龍繩頭捆在一起,成裝土橫枕;滾排成捆后將捆搭到迎水坡堤肩處;打樁掛排,在縱枕對應(yīng)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(zhǔn);沉排護(hù)險(xiǎn),搶險(xiǎn)隊(duì)面向迎水坡,往下推滾排體,使排體沉到預(yù)定位置,并在上游側(cè)拉緊橫向拉筋繩,固定排體位置,避免移位和翻轉(zhuǎn);縱向壓載,搶險(xiǎn)隊(duì)分成四組,同時(shí)向指定豎袋內(nèi)投入裝土的紡織袋,直到裝出水面為止。
2.2 管涌險(xiǎn)情的搶護(hù)
由于滲流的作用,汛期堤壩及地基基礎(chǔ)薄弱處往往發(fā)生滲透變形,產(chǎn)生管涌、流土、滑坡等險(xiǎn)情,如不及時(shí)處理,就將危及堤壩安全。采用土工織物作為濾層,應(yīng)對可能出現(xiàn)滲透破壞的堤段取土,進(jìn)行試驗(yàn)計(jì)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(xiǎn)時(shí),有時(shí)來不及試驗(yàn),只能憑經(jīng)驗(yàn)處理。
使用土工織物對管涌險(xiǎn)情的搶護(hù),其施工方法是:將泉眼周圍或嚴(yán)重散浸的地面整理平整,清險(xiǎn)草皮雜物以及尖角石塊;如泉眼較大或連片泉眼,則應(yīng)將土工織物互相搭接并用線縫起來,或采用化學(xué)粘合。搭接寬度一般為15-20cm。在松軟的土基或水下施工時(shí),搭接寬度應(yīng)取40-60cm;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1-4cm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;鋪放土工織物的面積取決于泉眼的大小和嚴(yán)重滲水段的范圍,其面積應(yīng)大于需要保護(hù)的滲水范圍0.5m以上,土工織物施工時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):第一,當(dāng)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(yīng)當(dāng)繼續(xù)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(dāng)有些冒砂孔比較大時(shí),將土工織物蓋在上面,加壓重后就會凹下去,甚至?xí)⑼凉た椢锼浩?。遇于這種情況,應(yīng)當(dāng)在孔內(nèi)先用大石子,小石子將孔洞填平(可略高于附近地面3-5cm)以分散集中的滲流,后在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(jīng)一段時(shí)間后,若水質(zhì)變清,說明此時(shí)土體內(nèi)部顆粒不再流失,土工織物已起導(dǎo)滲作用。
2.3 大面積散浸險(xiǎn)情的搶護(hù)
有些土堤、壩構(gòu)筑土料雜亂或施工質(zhì)量差,擋水以后,隨洪水位升高,水壓增大,浸潤線相應(yīng)抬高,其滲漏也隨之出現(xiàn),最后水流從背水波滲出。若滲流量過大,出現(xiàn)渾水,背水坡松軟,有滑坡,塌陷等險(xiǎn)情時(shí),宜用土工織物反濾排水,以穩(wěn)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(dǎo)滲溝,溝內(nèi)放土工織物,上面填塞小石子。
2.3.1 貼坡排水法
使用土工織物作貼坡排水,一般應(yīng)考慮以下因素:土工織物的物理特性(開孔大小和分布、厚度、壓縮性);被保護(hù)土的物理力學(xué)特性(顆粒大小分布、孔隙率、滲透系數(shù));水力條件(滲透方向是單向或往復(fù)滲透),作用于土工織物上的力及土工織物應(yīng)具備的抗拉抗壓、撕裂強(qiáng)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(shè)在比逸出點(diǎn)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(shí),不穿帶釘子的鞋作業(yè),以免將織物扎破??椢镏g搭接用線縫或用化學(xué)粘合劑粘合,搭接寬度一般為15cm左右。當(dāng)滲透水通過土工織物排水以后,可以在堤腳開挖一條導(dǎo)滲溝,將集流引出,同時(shí)溝內(nèi)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(cè),并與堤坡,壩坡的土工織物搭接粘牢,最后在溝內(nèi)填放石子和片石壓重。
2.3.2 開挖導(dǎo)滲法
其施工方法是:從浸潤線逸出點(diǎn)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(nèi)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(nèi)要預(yù)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。
3 結(jié)論與建議
塌岸險(xiǎn)工搶護(hù)、管涌、下游坡散浸、開溝導(dǎo)滲等險(xiǎn)情搶護(hù),排體透水有土工織物效果效好。用土工織物防汛搶險(xiǎn),汛前必須縫制好各種搶險(xiǎn)排體。根據(jù)可能出現(xiàn)的各種險(xiǎn)情,相應(yīng)備好搶險(xiǎn)排體,一旦遇險(xiǎn)就可立即搶護(hù)。否則會貽誤時(shí)機(jī),造成不必要的損失。防汛備用土工織物材料,應(yīng)按險(xiǎn)情種類的需要去準(zhǔn)備。土工織物用于防汛搶險(xiǎn)新技術(shù),在確保堤壩安全渡汛方面有著重要的意義。在堤岸多有樹木的情況下,必須常規(guī)搶險(xiǎn)技術(shù)與土工織物搶險(xiǎn)技術(shù)結(jié)合使用。汛前要組織快速搶險(xiǎn)隊(duì),做好培訓(xùn)和實(shí)踐學(xué)習(xí)演習(xí)。人員要少而精,一般30-50人即可。
總之,土工織物的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)越來越被廣大水利工作者所認(rèn)識,用于防汛搶險(xiǎn)有著廣闊的前景和巨大的潛力。
參考文獻(xiàn)
[1]牛運(yùn)光.土壩安全于加固[s].中國水利水電出版社.1998.
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作者簡介:任秋勇(1970-),男,黑龍江牡丹江人,工程師。