试析土工合成材料在水利工程中的应用

试析土工合成材料在水利工程中的应用

雷发明

墨江哈尼族自治县水务局

摘要：中国水利工程建设项目在我国的国民经济发展中起到了重大影响。随着科技的发展，工程技术人员不断创新了施工技术，新建筑材料也日益广泛地运用于水利施工中。土工组合建筑材料，作为目前最常用的基础建筑材料，在现代科学技术的促进下，被广泛用于水利的防渗施工中，并且在岩土施工中也具有巨大的使用空间。

关键词：土工合成材料；水利工程；应用

前言：当工程建设中的土坝体在高水压与河流冲刷影响下，极易产生各类线性渗流灾害，尤其是在蚁穴鼠洞等哺乳动物入侵条件下，再加上在各种植物根部的侵蚀作用下，线性渗流灾害尤为严重。所以，应用于土工组合建筑材料的主要工程技术的含义就是在达到高效阻水的条件下，合理地减少动物植物生长对坝渗漏结构的影响效果。对于当前工程技术要求下的土工组合建筑材料，在传统精筛三合土的基础上，通过加入石灰、粉煤灰等新建筑材料，减少对坝渗漏耕地土壤的肥力影响以减少哺乳动物植被滋生，并合理地提高面对蚂蜂、老鼠等打洞哺乳动物的驱赶效率，以最后达到对坝渗漏的高效防护。而且该建筑材料还应该具备易于夯实的特点，以防止因其自身致密度不足而导致的线性渗流破坏。该领域研究成果中，外国文献也相当丰富，尽管目前土工合成材料在国内外有关工程项目中的使用已开始逐步普遍，但仍有关研究成果滞后于国外同时期水平。该研究成果主要采用国际文献调查法，通过分析各坝体中土工合成材料的实际使用效果，研究土工合成材料的最终成分组合。

1、土工合成材料的分类及主要功能

1.1、材料的分类

20世纪50年代初中期开始，欧美国家已经开始在现代土木建筑工程中普遍推广应用混凝土工作为合成工程材料。到目前为止，在大多数发达国家，土工合成工程材料广泛地应用于铁路和水运运输工程中。海上运输合成工程项目中的建筑土工以及合成工程材料的开发制造和推广应用的全过程均开始于1974年，使用持续时间将近40年，它们被广泛地应用于船舶码头、内河、软基航道加固或建筑围堰等工程项目中，并一直发挥着重要的保护作用。从当前的技术角度对它来进行评判，土工材料合成工程材料的主要工程材料及其主要分类包括许多，其主要是指在土木工程中使用各种高分子材料聚合物或者复合材料加工制成的各种土工产品的一个通用化学术语。

1.2、主要功能和应用

由于土木工程和压载块可以形成光滑的地板保护线，并且具有非常出色的防砂性和渗透性，因此河床适合解决弱化河床侵蚀的问题。最初在1960年代，荷兰首先使用了湖底工程土工合成材料，随着我国土工材料合成建筑材料生产制造加工技术的不断快速发展，在2011年长江南京以下12.5m处为深度的全国航道砖块整治治理工程建设过程中，借助砖块压载技术来多次进行物理重力模拟实验，并充分考虑了由于过去航道工程重力破坏，水深和现在水流流动结构等多种因素，判断其造成工程的重力稳定破坏程度，能够有效地提高航道水运运输工程的日常运行管理效率。因此，土工建筑管道防水及其合成管道合成防水材料的实际应用中还应特别注意对其排水性能要求和建筑工程排水过滤性能要求的重要综合考虑。而当前的建筑施工设计过程当中使用混凝土工作为合成物的材料是用来帮助创建用于排水和使用过滤水的设施。具体建筑类型的建设项目主要包括：①建在挡墙后面的地下排水系统；②隧道和隧道衬砌后的排水系统；③排气系统，防渗透覆盖层下的排水；④塑料排水带预压工程；⑤排水设施，公路和铁路的过滤；⑥路堤后面的排水系统；⑦土石坝迁移层；⑧农田水利项目。

2、土工合成材料在工程上的运用应用

2.1、土工合成材料在护坡方面的应用

土木工程建设项目的施工建设中，路堤的严重破坏和影响路堤的倾斜坡度等虽偶有一些自然和其他人为因素，但它们都对城市土木工程基础设施的安全运行构成了巨大的隐患。在许多水利水电工程的水泥施工处理过程中，如果水泥滤层由优质砂砾焊接制成，则经常会发生砂砾变形和滤层滑脱的异常现象。另外，在寒冷的冬天，水库的堤坝表面土层受到大地冰雪和压力的双重掘进助推，土体冻胀的双重破坏以及大地风浪的双重侵蚀作用，也从不同的角度严重损坏了水库堤坝的防护坡。为有效提高建筑堤坡的主体保护防水效果，人们采取了如柴排或打桩之类的防护方式。这个办法的效果并非很好，而且保护措施耐久性低，必须定期保养和更换。所以，有必要采用长期而不要求定期保养与更换的措施。而土工合成材料恰恰具备这一优点，其简便有效，生产成本相对较低，不要求进行过多的保养，还能够减少投入生产成本。

2.2、土工合成材料在防渗方面的应用

在水利工程中如蓄水和公用事业，最重要也是最为关键的技术是实施防渗处理，土工合成材料具备优良的抗渗透作用，水库大坝的防渗透施工要求堤防体的防渗透复合土工膜与垂直的塑料土工膜能够很好地结合起来，以阻止管道和土壤的流动，从而形成一个完整的防渗透体。当土工合成材料用于土石坝的防渗透处理时，它们通常会阻止从上游水坝表面的渗透。施工过程首先从水库中排干水，然后通过在混凝土坝上游安装土工膜来增强水量。当前，土工膜通常用于附着和加固，从土工膜渗透的水被土工膜吸收，增加了土工合成材料的抗渗透作用。

3、土工合成材料的质量控制

3.1、坡面铺膜

坡面铺膜是现阶段土工合成材料运用中最常用的施工方法，可以直接反映建筑工程的技术水平和工程质量。特别是，在我国所有常见的水利工程中，都把土石坝的建设看作建设的重要组成部分。换句话说，混凝土层的布设工作有着十分关键的意义与地位。因此，若整个工程的施工斜坡相对较高，那么往往在整个工程上方需要沿斜坡垂直于整个工程施工轴线的斜向进行安装混凝土工层。其设计目的主要是为降低金属应力，并能合理地缩短金属焊缝的直径。而大坝的下部轴线也可沿着与大坝的上部轴线相反方向加以布设，有效地减少了焊接时间。另外，还应该格外重视现场工作人员的正常施工与操作速度，以避免在铺设覆膜的过程中出现滑动，并降低内部应力过大的问题，以避免因人力作业所带来的破坏，而如此做法的重要目的就是在于进一步提高工程品质，从某种意义上来看，它才能够更有效地维护人行道的平整度和整体性，进而保证了施工工作的水准与品质，并消除由施工质量引起的问题。

3.2、堤身削坡和堤脚开挖

在水利建设中，对堤岸进行钻孔或切割堤岸主体的坡度时，也需要用到相应的工具设备。设备的选型应当依据施工现场的实际状况选择，避免违反了施工设计的目的。还应该注意的是，在切割或挖掘斜面之后，还应该注意必须彻底清理施工现场，以保持斜面的平整度和整齐度，以确保工程质量。唯有如此，方可有效地避免山体塌方等问题的出现，提升整体施工的安全与品质水准，从而进行水资源工程土工合成和质量控制。

结束语：本文关于水运工程土工合成材料的应用进一步阐明了土工合成材料的优势，并集中分析了水运项目中的常见问题。通过研究这些内容，可以进一步提高土工合成材料的应用效果，确保水利工程项目中土工合成材料应用水平能够不断提高。

参考文献：

[1] 李延忠, 吕晓. 土工合成材料在水利工程防渗中的应用[J]. 合成材料老化与应用, 2021, 50(4):3.

[2] 巴格努尔•朱马什. 水利工程中土工合成材料的应用浅析[J]. 水电水利， 2021, 5(1):47-48.

[3] 吕信义. 土工合成材料在水利工程中的科学运用[J]. 电子乐园, 2021(4):1.

[4] 王丽萍. 农田水利工程中土工合成材料的应用与质量控制[J]. 农业科技与信息, 2021(6):3.

[5] 曹春生. 浅析土工合成材料在公路工程施工中的应用[J]. 智能建筑与工程机械, 2021, 3(1):2.