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新宝5测速的土工布在黄河工程水中进占筑坝施工中的应用

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新宝5测速的土工布在黄河工程水中进占筑坝施工中的应用

发布日期:2015-04-18 00:00 来源:http://www.xinhuawj.com 点击:

新宝5测速土工布在黄河工程水中进占筑坝施工中的应用

中华硕博网核心提示: 一、土工布的特点随着国家对黄河投资治理力度的加大,土工合成材料作为一种新材料,以其特有的特点被广泛运用在工程建设中。

一、土工布的特点

随着国家对黄河投资治理力度的加大,土工合成材料作为一种新材料,以其特有的特点被广泛运用在工程建设中。组成土工合成材料的主要原材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、高密度聚乙烯和聚氯乙烯等,分土工布、土工膜、土工特种材料和土工复合材料等四大类,而黄河上应用较多的为土工布,它又包括有纺土工织布、无纺土工布两种。

土工布主要是代替传统粒料建造反滤层和排水体,与传统反滤层和排水体相比,它具有质轻、整体连续性好、施工方便;抗拉强度高、抗腐蚀、抗微生物侵蚀性好;质地柔软,能与土料很好地结合;水下或土中耐久性和耐气候性能较高、使用效果显著等特点。并且土工布也满足了一般反滤材料所具备的条件:1。保土性:防止被保护土料流失,引起渗透变形;2。透水性:保证渗透水通畅排除;3。防堵性:保证不被细土粒淤堵失效。

土工布在使用时应出具产品质量合格证,同时需测试:物理性指标:单位面积质量、厚度、等效孔径等。力学性指标:拉伸强度、撕裂强度、握持强度、顶破强度、胀破强度、材料与土相互作用的摩擦强度等。水力学指标:垂直渗透系数、平面渗透系数、梯度比等。耐久性:抗老化性、抗化学腐蚀性。测试需要有资质的技术质量检测部门进行检测,检测时根据工程需要和具体施工要求,可相应增加或删除相关检测项目,并出具详细的检测报告。

二、工程施工

1、工程概况

东坝头控导工程位于黄河右岸,相应黄河大堤公里桩号:131+720~164+045,是黄河下游河道整治的一处控导工程。现有丁坝14道,其中:4~6坝为拐头丁坝;新1~3坝、7~13坝为园头型丁坝,为土石结构。

始建于1964年,在夹河滩护滩工程下首约300m修建丁坝6道,4~6坝为拐头坝,1~3坝为园头型丁坝;1970年7月为了减轻和改变控导工程1坝,全坝着溜现象,使出流稳定,又在1坝上游修建新1坝;1990年由于大河主溜下挫,在6坝以下座湾坍塌,当年水中进占修筑修建了7~8坝;1991年水中进占修筑9~10坝;2003年水中进占抢修了东坝头控导11~13坝,13坝是土工布护底水中进占修筑。

2、施工过程

多年来水中进占坝都是采用柳石搂厢的传统方法修筑,2003年东坝头控导下延11~13坝,11~12坝也是采用传统柳石搂厢进占的方法施工。

在工期紧任务重的情况下,施工指挥部成员召开会议,会议主题是:土工布护底水中进占方法。内容:采用柳石搂厢进占施工时,占体前流速加大,挟沙力提高,占体前河底冲刷严重,增加了施工难度,增加了工程用料,将占体部位铺上土工布来解决占体河底淘刷,占体抓底后,起到了阻水作用,用土工布护住进占部位河底,使水流在土工布上流过,河底不在因受水流冲刷变形,这样即可节省料物也可提前进占时间,决定东坝头控导下延13坝水中进占施工中采用土工布护底。

护底土工布制作:先将成捆土工布进行裁剪,长度为26m,土工布幅宽3。8m,裁7幅,采用缝合法进行缝合,幅与幅缝合宽度为15cm,用尼龙线缝合3道,15cm处1道、10cm处1道、5cm处1道,缝合好后的整块土工布宽度为24。8m。在缝合好的整块土工布的一头折回50cm,折回的两头,各留1m不缝合栓大绳用,1m以外缝合成布袋状,用皮尺和粉笔画线,50cm间隔进行,人工将50cm的格缝合留口,以备装碎石。制作完折叠后运往施工现场。

抛笼定点:需用20t的铁船叁只,船上各备捆好装石料铅丝笼两个,将铅丝笼上绑两根抢险用的链子绳,用船将叁个钢丝笼抛至占体上游15m处,平行占体成排抛投,间隔25m,以便船只定位和固定土工布用。另外在土工布的下游角各抛一个钢丝笼,以便土工布下水后进行定位。

土工布上船摆放:将缝合好的土工布在坝岸的空地上铺开,将绳栓好,土工布的上游有布袋的一条边栓链子绳三根,两个角各栓一根,中间栓一根,下游的两个角各栓一根,一定要栓牢固。绳栓好后,从无布袋的一边开始卷,卷成长条状,一定要将缝好的布袋卷在外面,以备装石作碎石枕用。将卷好的土工布摆放在船上,用准备好的碎石装进缝合好的土工布袋内,用人工将布袋缝合严密。

船只定位:用所抛的铅丝笼将各船只定位,把抛投船固定在全适位置,将铅丝笼上的绳从船底下与土工布上的绳相接,做好一切准备工作。

抛投土工布:上游水深3m,占体前水深6m,流速1。5m/s,夹河滩流量570m3/s。指挥员一声令下,船上人员各抱一碎石枕同时向河中抛投,土工布上游边有碎石枕坠着,先沉入河底,成卷的土工布利用河流的冲力迅速展开,因受动水压力的作用土工布慢慢地贴到河底,保住进占体下面的河底不被冲刷。

整个过程:船只到位—展土工布拴绳—土工布成卷上船装碎石—抛投船只定位—开始抛投—碎石枕入水—土工布全部入水,时间用57分钟。进行占体部位的河底受到保护,水流只能从土工布上面流过,而河底就不会受冲刷。

三、应用成效分析

1、洪水情况2003年9月10~19日花园口站和夹河滩站流量基本上维持在2500m3/s左右。黄河防总办公室通知,小浪底水库自9月18日18时30分起结束防汛预泄调度,由于蔡集滩区生产堤近水,为配合地方政府堵复口门,按控制花园口流量800 m3/s左右下泄。9月20日以后,小浪底水库下泄流量控制在164~1020m3/s;花园口站和夹河滩站流量保持在1200m3/s左右。

9月24日-27日,小浪底水库下泄流量控制在1830~2350m3/s之间;花园口站流量近几日在持续上涨,至27日该站流量在已上涨至2660m3/s,夹河滩站流量于27日4时已上涨至2440m3/s。 10月1日至11日,三门峡水库下泄流量在1960~4500m3/s,小浪底水库10月1日-6日8时,下泄流量控制在502~2260m3/s之间;伊洛河黑石关流量再次涨水,最大流量为1420m3/s,沁河小董站最大流量为374m3/s。花园口站最大流量2760m3/s,夹河滩站流量为2300~2600m3/s。

尽管洪水流量没有达到东坝控导工程的防御标准(4000 m3/s以上),但严重影响河道的行洪能力,同时,也给工程造成一定的危害。

2、出险情况

经过“03。8”洪水的考验,在兰考黄河河务局所辖工程范围内,出现了多处险情。其中东坝头控导11~12坝,为水中进占修建新坝,虽坝体设计采取了反滤、排水等措施,但修坝水中进占时占体下面没有铺设土工布,没经受住洪水的考验,匀出现了不同程度的坝顶(坝坡)裂缝、猛墩猛蛰、根坦石下蛰等较大险情。而新修13坝仅出现根石走失一般险情。

3、险情分析

洪水过后,经技术人员分析险情发生原因,一致认为坝垛出险主要是因为洪水通过坦石缝隙,淘刷主坝体,随着洪水的涨落,坝体土料被水流挟带流失,引起坝顶(坝坡)裂缝、坦石下蛰等险情。而东坝头控导13坝经这次洪水的考验,未出现坝顶(坝坡)裂缝、猛墩猛蛰、根坦石下蛰等险情。分析其原因,主要是水中进占修筑时在占体下部平铺了一层土工布,而土工布的作用恰恰是保土、反滤、排水。当洪水通过坦石缝隙和土工布浸入坝体后,在洪水涨落过程中,浸入坝体内的水依据土工布的排水性只能把水排走,而不能把坝体土料挟带走,故没有引起坝体土料的流失,坝出险的可能性降到了最低点,而这正是土工布保土、反滤、排水特性的具体表现。

四、小结

各种新材料、新技术在黄河防洪基建工程中的推广应用,提高了防洪工程抵御洪水的能力,取得了良好的使用效果。但有些新材料运用的时间较短,缺乏具体完善的施工方法、技术措施及质量控制措施等,很容易出现新问题,这些问题都需要我们在今后的施工中逐步探索、总结,使各种新材料、新技术都有各自的用武之地,充分发挥它们的优势,为黄河防洪工程服务,确保黄河安澜。


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