水利工程土工合成材料應(yīng)用與質(zhì)量控制

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關(guān)鍵詞：土工合成材料；應(yīng)用屬性；質(zhì)量控制

土工合成材料是一種新型建筑材料，是工程中應(yīng)用的與土、巖石或者是其他材料接觸的聚合物材料總稱，其中包括土工織物、土工膜、土工格柵、土工特種材料、土工復(fù)合材料等。土工合成材料質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、運輸管理方便、使用壽命長，被人們廣泛地應(yīng)用到各類工程當(dāng)中。為了能夠更好地促進(jìn)水利工程建設(shè)發(fā)展，結(jié)合實際就土工合成材料在水利工程中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1土工合成材料的基本種類

1.1土工織物

土工織物又稱土工布，是由聚合物纖維組成的透水性良好的合成材料，在液體通過的同時保持滲透力作用的土骨架顆粒不流失的功能。具體分為2個類型：一是有紡?fù)凉た椢铮怯衫w維紗或是長絲按一定方向排列機(jī)織的土工織物；二是無紡?fù)凉た椢?，是由短纖維或是長絲隨機(jī)或是定向排列制成的薄絮墊，經(jīng)過機(jī)械結(jié)合、熱粘結(jié)或化學(xué)粘合制成的土工織物。

1.2土工膜

土工膜是一種以高分子聚合物為基礎(chǔ)原料生產(chǎn)的防水阻隔型的合成性材料，按照所使用原材料的類型主要分為低密度聚乙烯土工膜、高密度聚乙烯土工膜和EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）土工膜。

1.3土工復(fù)合材料

土工復(fù)合材料是2種或2種以上材料組成的。如復(fù)合土工膜：土工膜和土工織物或是其他高分子材料組成的復(fù)合制品。復(fù)合土工膜能夠?qū)ν凉つみM(jìn)行加筋處理，從而減少外界環(huán)境對土工膜的運輸干擾。同時，復(fù)合土工膜還能夠?qū)δぬ峁┘咏畎纱诉_(dá)到順利排水的目的。塑料排水管：塑料排水管由不同截面形狀連接形成的塑料芯板包裹非織造土工織物制作形成，在過濾水、土、雜質(zhì)方面能起到十分重要的作用。

1.4土工格柵

土工格柵是由抗拉條帶組合形成的有規(guī)則的網(wǎng)格型式的加筋土工合成材料。主要用于補(bǔ)強(qiáng)，可使顆粒填物嵌入網(wǎng)格中，形成穩(wěn)定整體，防止填料下陷或是分散，增加穩(wěn)定性?？煞譃樗芰贤凉じ駯拧⒉＠w格柵、聚酯經(jīng)編格柵和多條復(fù)合加筋帶連接成的鋼塑土工格柵等。

1.5土工網(wǎng)

土工網(wǎng)是二維的，由條帶部件在結(jié)點連接形成的有規(guī)則的網(wǎng)狀土工合成材料，主要用于隔離、包裹、排液和排氣。

2土工合成材料的基本性能

2.1物理性能

2.1.1單位面積質(zhì)量一般是指每平方米土工合成材料質(zhì)量成分的多少，能夠充分體現(xiàn)出材料的均勻程度，在具體施工應(yīng)用時要著重考慮材料的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

2.1.2厚度是在壓力作用下土工合成材料的厚度。厚度的變化對織物的孔隙率、透水性等水力特性有著很大的影響。常用材料的厚度：土工膜在0.25～0.75mm，最厚的可達(dá)到2～4mm；新型復(fù)合材料的土工膜最薄達(dá)到0.1mm；土工格柵的部位不同，厚度不同，肋厚一般在0.5mm至幾十毫米。

2.1.3等效孔徑孔隙直徑能夠反映出土工織物通道大小和基本性能。從實際施工發(fā)展情況來看，土工織物的孔徑大小是十分不均勻的，且同一個織物也存在大小不一致的孔隙通道，孔隙通道的大小也會承受織物的壓力。

2.2力學(xué)性能

力學(xué)性能反映土工合成材料力學(xué)性能的拉伸、握持拉伸、撕裂強(qiáng)度等。

2.2.1抗拉強(qiáng)度和拉伸率抗拉強(qiáng)度是土工合成材料最為重要的力學(xué)指標(biāo)，一般是指土工合成材料單位范圍內(nèi)寬度所承受的拉力，包含橫向和縱向2個類型。拉伸率是材料對應(yīng)需要達(dá)到拉強(qiáng)度的一個軸向應(yīng)變。在工程施工中一般對抗拉強(qiáng)度會有一定的要求，特別是在加筋和隔離功能中起重要作用。

2.2.2握持強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度握持強(qiáng)度是土工織物分散集中荷載的體現(xiàn)，對集中荷載的擴(kuò)散范圍越大，持握的強(qiáng)度越高。撕裂強(qiáng)度是沿著土工織物的某一裂口將裂口逐漸擴(kuò)大過程中的最大拉力。除了抗拉強(qiáng)度以外，其他的力學(xué)指標(biāo)主要做參考指標(biāo)，便于在工程實際情況下對產(chǎn)品進(jìn)行比較和選擇。

2.3耐久性

耐久性是材料在自然狀態(tài)下保持自身功能的基本性能體現(xiàn)，包含耐磨性、抗紫外線能力、蠕變性、化學(xué)穩(wěn)定性等指標(biāo)，在具體設(shè)計過程中需要根據(jù)工程的需求，選擇適合的耐久性指標(biāo)。

3水利工程中土工合成材料的應(yīng)用

3.1土工合成材料在工程中反濾、排水的應(yīng)用

在道路的反濾、排水設(shè)施，擋墻的排水系統(tǒng)，岸墻后填土排水系統(tǒng)，隧洞、隧道排水系統(tǒng)，地下、道旁溝管排水、減壓井、農(nóng)用井等外包反濾層等工程中均可采用。用作反濾、排水的土工織物應(yīng)符合反濾準(zhǔn)則，具有保土性（織物孔徑與土粒粒徑相匹配，防止顆粒流失，骨架引起滲透變形）、透水性（有足夠的透水性，保證水能通暢排除）、防堵性（在長期使用當(dāng)中不能因細(xì)小的顆粒、生物或是化學(xué)等的淤堵失效）。

3.2土工合成材料在防滲漏中的應(yīng)用

在土工合成材料用于防滲工程時，一般情況下采用土工膜或復(fù)合土工膜。要確定工程性質(zhì)是臨時性，還是永久性工程；主防滲或次防滲；土工膜是埋在土內(nèi)，還是外露；環(huán)境的影響；除施工應(yīng)力外，有無其他的荷載影響。為了能夠達(dá)到理想的鋪設(shè)效果，在鋪設(shè)過程中要加強(qiáng)對焊接操作的關(guān)注。首先，將坡面刷好漿液，進(jìn)行平整處理。其次，在平整好的坡面上鋪設(shè)復(fù)合土工膜。最后，將混凝土澆筑在復(fù)合土工膜上。

3.3土工合成材料

在路堤和擋土墻加筋中的應(yīng)用加筋材料可提高土工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和地基的承載力。加筋路堤是使用變形較小、強(qiáng)度較高、老化速度慢的土工合成材料來作為加筋材料修筑形成的路堤。材料強(qiáng)度高的方向需要和公路鋪設(shè)的中線垂直，加筋材料要盡可能地設(shè)置在路堤的底部，具體加筋層數(shù)需要經(jīng)過精細(xì)的計算；而加筋擋土墻是將織物水平鋪設(shè)在填土上，以有效保護(hù)上面的填土，且這類材料在使用時能夠增強(qiáng)土體施工的穩(wěn)定性，且織物擋土墻的柔韌性比較強(qiáng)，在使用時對地基的要求不夠高，適合應(yīng)用的范圍十分廣泛。

3.4土工合成材料在護(hù)坡防護(hù)中的應(yīng)用

天氣寒冷時，土體凍脹會破壞建筑結(jié)構(gòu)，特別是會讓堤壩護(hù)坡遭到破壞。使用土工材料可以減少變形、滑脫等問題，修復(fù)時需要消耗比較多的人力、物力和財力。

4水利工程中土工合成材料質(zhì)量控制的對策

在水利工程施工建設(shè)過程中，為了能夠提升整體工程的施工質(zhì)量，還需要加強(qiáng)對土工合成材料質(zhì)量的控制、監(jiān)督和監(jiān)測。

4.1土工合成材料的質(zhì)量控制

各種類型土木合成材料在正式進(jìn)入到施工場地之前需要由專門的部門按照國家規(guī)范來檢查材料的質(zhì)量，特別是材料的力學(xué)性能參數(shù)要符合國家的要求。

4.2土工合成材料鋪設(shè)過程中的質(zhì)量控制

土工合成材料在反濾、隔離、加筋、防護(hù)、包裹等方面起到了十分重要的作用，鋪設(shè)過程中鋪設(shè)面要平整，雜物需清理干凈；要與坡面和結(jié)構(gòu)物連接處結(jié)合良好，有損壞應(yīng)及時修補(bǔ)或更換；接頭處應(yīng)妥善保護(hù)，避免人為或機(jī)械的破壞等。保證鋪設(shè)過程中符合要求，確保土工合成材料起到最大限度的作用。

5結(jié)束語

土工合成材料在水利工程中的有效應(yīng)用能夠提升水利工程整體施工質(zhì)量，從而更好地促進(jìn)水利工程施工建設(shè)發(fā)展。為此，需要加強(qiáng)對土工合成材料在水利工程施工建設(shè)中應(yīng)用的重視，嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對土工合成材料進(jìn)行施工，從而更好地促進(jìn)水利工程長遠(yuǎn)、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。

作者：王麗萍 單位：甘肅科瑞水電工程試驗檢測有限公司