土工材料在土建工程中的应用与展望
所属分类:公司新闻发表时间:2018-05-09

土工材料在土建工程中的应用与展望


    土工合成材料作为一种新型的建筑工程材料,已经显示其独特的优越性和强大的生命力。随着我国国民经济的发展和高分子聚合物生产工业及纺织工业技术进一步提高,将会在更多的工程领域内,更大规模地予以使用。土工合成材料所具有的强度高,重量轻;防渗、反滤、隔离、排水、加筋、防护性能可靠;施工简易,速度快,节省劳力,便于运输,与传统的砂、石材料相比可以大大减少运输量(这在缺少砂石料的平原地区,优点更为突出);耐腐蚀、耐久性好,使用寿命较长和能够大幅度降低工程造价等优点也将进一步得到发挥。根据云南麦子河水库土坝和山东引黄平原水库围坝建设等工程实践,用土工织物代替砂砾反滤料,可节省投资30%一50%以上。青岛前湾港区工作船港池防波堤,为保证施工和使用时的稳定,采取了部分清淤、换填砂垫层和土工织物垫层结合反压台的方案,较原设计少填筑2m砂垫层,仅此一项就节省投资100万元,并使工期缩短1年还多,经济效益和社会效益均十分可观。我国土工合成材料事业原材料生产、工程应用到科学研究等各个方面,都取得了显著成绩。我们从德国、英国、瑞士、日本、意大利等国家引进了一大批先进生产设备和全套流水线,国内也自行设计加工生产了一些新型设备。目前,无论是产品的品种、规格,还是产品的质量、数量均可基本满足国内各项工程的需求。同时,我国在土工合成材料工程的设计理论、施工技术、试验及测试技术等方面也取得不少突破,为正确应用该项技术提供了基本保证。但是,与世界发达国家相比,无论是产品质量、品种类型,还是设计、施工技术都还有一定的差距,尚需进一步提高产品质量,增加品种,深化试验研究,扩大应用范围,提高设计水平,加强施工技长研究,强化施工管理,确保施工质量的可靠性,也就是说需要在提高现有产品质量的前提下,进一步开发新产品、新技术,扩大应用领域,完善和发展符合土工合成材料工程实际的设计理论和施工方法,土工合成材料工程前景是广阔的。
    以下从土建工程角度考虑,提出今后土工合成材料应用潜力较大的几个领域,供读者参考。
    一、水利水电建设方面。就当前我国而言,水利水电是土工合成材料应用最广泛、用量最大、应用品种最多的工程部门。主要用于土石坝、堤防、水闸、护岸、河道整治及农田水利等工程建筑物和软弱地基加固、反滤、加筋、防渗等方面。但是,由于技术、经济等各种原因,发展很不平衡。总的情况是东南沿海地区和技术比较先进的地区推广应用较多,技术落后(包括思想保守)地区则应用较少。此外,技术信息短缺、业务的欠缺、主管部门推广不力和缺乏可以遵循的技术规范规程等也是造成这种不平衡的一种原因。近年来,随着国内土工合成材料工程技术的成熟和国家技术规范规程的发布,并在长江三峡工程、长江口综合开发整治工程、治黄工程和一些大型水利水电工程得到应用,标志着今后土工合成材料在水利水电领域内的应用,将从中小型发展到大型,从试用发展到正常使用甚至是优先使用,应用部位也从比较次要的部位、中低水头,发展到高水头、关键部位。因此,提高质量,增加品种,满足水利水电工程各种要求,将是今后一个阶段的主攻方向,产量也将会逐年有较大增长,有人估计近年来土工织物产量年增长为20%左右。
 


    二、防汛抢险方面。自古以来,洪涝灾害就是中华民族的心腹之患。据不完全统计,自西汉至中华人民共和国成立的2155年间,共发生可考证的洪水灾害有l092次,黄河决溢l000余次,重大改道26次,波及范围北抵天津,南达江淮,纵横28万km2,长江较大洪水200余次,平均10年1次。因此,历代都把防治洪水作为治国安邦的大事。中华人民共和国成立后,对主要江河进行了大规模治理,防洪减灾成效显著,但是由于气候的异常变化,人类活动对生态环境的影响,我国的防洪形势仍十分严峻,例如1954年长江,1963年海河,1975年淮河,1991年江淮,1994年珠江,1995—1996年湘、资、沅水及赣江,1998年长江及松花江等相继发生大洪水,经济损失均以千亿计。特别是1998年的特大洪水,受淹面积达6610km2,受害人口2.3亿,直接经济损失高达2600多亿元。因此,增强水患意识,更有效地防治洪水灾害,已成为我国日益迫切的任务。由于我国主要江河现已达到的防洪标准普遍较低,洪灾频发区经济发达,人口密集,因此,全国各地每年都要在防汛上投人大量的人力、财力和物力。防汛抢险的大量实践表明,土工合成材料是一种比较理想的防汛抢险材料。它与传统的防汛材料(草袋、梢料、木桩、抛石等)相比,具有强度高、重量轻、工业化生产、供应有保证、耐久性好、耐摩擦、抗滑稳定性好和便于运输、便于加工、便于铺设及投放等优点。例如,我国每年汛期各地都要储备大量草袋、麻袋,以备抢险急需,仅中央防办就要储备300万只。由于草袋、麻袋极易腐烂,常需年年更换,耗费甚巨,而土工编织袋体积及重量只有麻袋的1/8,耐储存,柔性好,经过特殊处理的土工编织袋与土工布和细砂之间的摩擦系数分别为0.567和0.584,均高于麻袋。至于像柳枝、梢料和木桩等材料不仅费用高,而且破坏生态环境,来源日益枯竭。至于土工合成材料在质量和技术效果方面的优越性则更是传统材料所无法比拟的。根据我国近20年在防汛抢险中的实践,可概括为效果好、速度快、耗费省等三大优点。例如,在防汛抢险中比较难处理的散浸、管涌险情,现在只要铺一块土工布(排),就能很快堵住漏洞,效果好,速度快,工料都比较节省。可以预见,随着社会对防汛要求的提高,大量采用工业化生产、适合防汛抢险需要的土工合成材料防汛是必然的趋势。例如,专用的编织袋,抗冲、防漏及抗管涌的土工布排及采用土工网、土工格栅和土工绳网做成的各种碎石枕、石笼及防冲体,等等。


    三、港湾与海岸工程建设方面港湾与海岸工程是最早使用土工合成材料的工程部门之一,情况与水利水电工程类似,主要用作反滤材料、软土地基加固、海岸防护及防波堤工程。随着经济建设的发展和海岸防护工程标准的提高,土工合成材料的应用前景十分广阔,而且具有工程规模大、技术要求高等特点。另外,港区集装箱堆场、场内排水盲沟及港区内部道路等也可以广泛采用土工合成材料,比较著名的如长江口航道整治、天津新港东突堤软基处理及码头滤层、青岛前港湾区防波堤、上海卢潮港及金山石化防波堤等。     四、环境工程方面众所周知,随着世界经济的发展,大量的工业废渣、建筑垃圾、生活垃圾及废水、废气等,严重污染着城市和乡村的整个生态环境,严重影响人们的正常生活和生产,危害全人类的生存和安全,环境问题已引起全世界各国的重视。保护环境、防止并治理污染已成为我国的基本国策。土工合成材料是环境工程中比较理想的建筑材料,采用土工合成材料构筑工业废料库、垃圾场、废水处理池等工程,在国外早已获得极大成功。国内随着环保意识的增长和有关环保法规的制定,此类工程在我国城市和乡镇都将有很大的发展前景。此外,土工合成材料在水利保持、保护水源和造林绿化等方面也都有广泛的应用。


    五、铁路、公路、市政建设及其他工业与民用建筑方面土工合成材料在铁路和公路工程中,主要用于路基加固、防治翻浆冒泥、防治严寒地区路基冻融、加筋路堤、加筋挡墙以及边坡防护、路基排水等方面。另外,利用薄型无纺土工织物防止沥青路面产生反射裂缝,效果也很显著。目前,在铁路、公路和高速公路建设中,均在不同程度上应用了土工合成材料,并取得了良好的技术经济效果,发展亦比较迅速。至于在市政和其他建筑工程方面,土工合成材料的应用尚处于开始阶段。虽然应用尚不广泛,但是也有很好的发展前景。近年来,在地下工程(隧洞、地铁、廊道及压力矿井等)防渗、减压,建筑物及构筑物地基排水固结、加筋垫层、基坑支护、水下基础托换,均化沉井基底压力分布,地面防渗、防裂,地面排水和屋面防水等方面,都有成功的范例。可以预见,在其他土建工程实践带动下,随着设计、施工技术的提高和传统观念的改变,土工合成材料在市政和建筑工程其他部门的推广应用速度将会迅速加快。

返回
关键词:
收缩
  • QQ咨询

  • 联系我们