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摘要:土工管袋临时围堰施工工艺在临时围堰施工中应用较为广泛,该方法施工设备简单,操作技术容易掌握,工作效率较高,能够有效提升社会经济效益,降低工程施工成本,促进我国水利工程的发展。为此,本文将着重针对吹填法土工管袋临时围堰施工工艺进行深入分析与探索。
关键词:土工管袋;临时围堰施工工艺;吹填法
吹填法临时围堰施工工艺在我国发展较早,由小型袋装的土包围堰发展而来,八十年代所产生的海塘围垦是其发展雏形。围堰的反渗透能力、抗冲击能力、稳定性能受管袋尺码的直接影响,该工艺能够就地取材,降低工程造价,达到环保节约的效果。因此,吹填法土工管袋临时围堰施工工艺被广泛运用到临时围堰施工中。
一、吹填围堰设计
(一)吹填围堰内土体力学性质
修筑围堰地位于软弱地基之上,该工程的成败直接与围堰稳定性有着密不可分的关系,实施土工管袋临时围堰施工技术具有重要的影响作用。因土工管袋的加筋作用,围堰的稳定性受多种外界因素的影响,计算过程十分复杂,严重制约土工管袋技术在水利工程中的应用与发展。从土工管袋的受力性能角度分析,袋装砂的本质为“加筋土坝”。土工管袋筋材布设能够改变土体性能,土体无法收拉力作用,增加围堰的整体性与稳定性。土工管袋设置需要考虑筋材对围堰整体性与稳定性的影响。相关研究证明,无筋砂土试样凝聚力与凝聚力之间的摩擦角相似,但凝聚力有所不同。将土体力学理论作为基础,结合加筋机理,对其进行分析,判断无筋砂土试样凝聚力“C”,外加一个凝聚力“Cp”,将其合成为“拟凝聚力”,计算公式为“”。
(二)袋装砂围堰的稳定性
如果无加筋土堤所在地软土层较厚,该土堤一旦被破坏,主要有两种形式,冲切下沉隆起或者是圆弧滑动;如果无加筋土堤所在地软土层较为稀薄,一旦该土堤遭到破坏,其破坏形式为侧向基础破坏;如果加筋土堤位于软土层,因该围堰属于整体加筋或者是有加筋垫层,土堤被破坏原因直接与加筋有关。因此,袋装砂围堰的破坏形式主要有以下五种形式:其一,“滑动破坏”,如果地基强度无法达标,呈现软弱状,会引起围堰大面积沉降,应所铺设的土工织物刚度低、强度较小,加剧围堰的沉降趋势,使填土与地基一同发生滑动;其二,“加筋断裂破坏”,导致土体变形程度远远比织物所允许变形程度大,且围堰基础底面呈现弓形沉降剖面,一旦织物受拉力作用被拉断,围堰基础地面呈现对称状的圆弧滑动;其三,“地基土塑性破坏”,填筑工程进行时,若填筑加载量较大,引起路堤突发性沉降,但该沉降并不会对围堰的稳定性造成任何影响,该围堰破坏形式属于塑性流动破坏或者是剪切破坏,对填土与筋材没有造成破坏;其四,“薄层挤出破坏”,软弱层较为稀薄,受加筋垫层的影响,地基土会发生突然性沉降,破坏地基的完整性与稳定性。其五,“水平滑移破坏”,坝坡设计较陡,使沿填土和筋层二者之间出现较大滑动摩擦力,填土或者加筋的摩擦力无法达到形影的标准,导致筋材沿着围堰表面水平活动。
对袋装沙围堰稳定性进行分析计算时,特选用荷兰法和瑞典法对围堰稳定性进行整体计算。然而,荷兰法和瑞典法在计算过程存在两方面的困难。其一,土层之间砂土相对较为稀薄,增加筋材料的层数较多,无形中增加围堰稳定性计算的工作量以及工作难度;其二,对整体滑动作用进行计算需要将荷兰法与瑞典法有机的结合在一起,且计算结果与实际结果存在一定的差距。
二、土工管袋临时围堰施工工艺
(一)施工准备
土工管袋围堰施工前应做好准备工作,例如将围堰施工所运用到的机械设备、施工材料全部准备好,对施工地点进行全面勘察,掌握施工地的地质条件以及水文条件。所运用到的施工工具有,吸泥泵和高压水枪;所运用到的施工材料主要有,填充材料、编织袋、防渗土工布等。
(二)测量放样
开展土工织物袋的铺设工作之前,专业地质、水文测量人员应结合该地区的参考文献,科学、合理的制定出放样计划,控制好放样点,并在放样点正确实施放样工作。为确保编织袋所放位置正确,测量定位点时应提前实施段轴线放线实验,确定出吹填袋的准确位置,并将方式吹填袋位置的四角标记清楚,确保施工人员能够准确定位。
(三)基础清理
实施土工织物袋充填工作后,应确保充填工作具有良好的平整度,确保平整度能够被控制在所规定的标准之内。铺设吹填袋之前,施工人员应做好基础的清理工作,防止铺设位置出现石块、竹桩、渔网等杂物,保证施工地干净、整洁。
(四)铺土工布
围堰施工工艺应做好防渗土工作,确保防渗透膜具有较高的密闭性,正确安装防渗透膜,使防渗透膜成为围堰工程的“生命线”。安装防渗透膜应运用特制胶水实施安装工作,其安装过程应向从陆地搭建工作开始,然后延展到水下,并在岸边安装搁架,通过人工牵牵引法,通过人工拉扯麻绳,将防渗透膜拉到水中,并在水中固定两根垂直与水面的钢管,使两侧防渗透膜预留拉环固定能够固定到钢管顶端,并用麻绳固定牢固,用丁字木棍把土工膜沉入水低。
(五)土工织物袋定位
对土工织物袋进行铺设时,应沿轴线垂直方向方式,每一层相互连接的土工织物袋的接缝处应做好预留收缩量,保证土工织物袋吹填之后能够紧密连接,避免出现缝隙。在浅水段实施土工管袋施工时,施工人员可以下水,实施水下作业,把织物袋全部展开,使织物袋能够全部覆盖在泥面以上,运用粗毛竹竿实施土工袋定位工作;在深水段实施土工管袋施工时,应施工地水位较深,使用竹竿定位容易发生偏移,导致土工织物袋定位缺乏准确性,此时应使用钢管实施定位工作,其钢管尺寸应控制在6米、2寸,用钢管与样标底部相对,并将其插入到泥面下方2米到3三米深的位置,完成土工织物袋的缝制工作后,应运用小型沙袋把土工袋压到泥面上方,避免织物袋发生偏移,提升工程质量。实施土工布铺设工作以前,应利用测杆对铺设位置、铺设地形进行测量,若土工织物袋所放位置为坡形地面,土工织物袋应放置到上坡方向的10厘米到20厘米的位置,具体铺设情况应结合铺设地倾斜度而定;若土工织物袋所放位置具有起伏性与不平整性,需先将铺设地填铺平整,然后对其实施铺设工作,并将其固定在相应的位置上。将环形铁环缝制到吹填袋的四个角上,使尼龙绳能够穿过铁环,将土工织物袋固定在桩基上,针对一些加长、加宽的织物袋,需要在土工织物袋的四边的中间位置各缝制一个铁环,实施固定工作。利用尼龙绳将土工织物袋和定位桩基连接在一起,为保证围堰的稳定性、可靠性与长久性,需拉紧土工织物袋,避免土工织物袋受到水流的影响,发生位移,降低围堰的稳定性与密闭性。在深水区实施土工管袋铺设工作前,应派遣潜水人员到水下勘察,确定织物袋摆放位置,预测吹填效果。
总结:
综上所述,土工管袋临时围堰工作在水利工程开发建设中具有重要的发展作用。该工艺,具有良好的稳定性、防渗性、使用性、经济性、可靠性,符合我国环保部门的相关要求,对我国水利工程建设奠定发展基础。实施围堰充填工艺时,施工人员应全面了解施工地点,明确施工方案,确定土工织物袋的摆放位置,保证围堰工程的密闭性、稳定性与防渗性,提升围堰工程质量,提高水利工程经济效益。
参考文献:
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