水土流失是全球性的重大生产和环境问题,而裸露土质陡坡上发生的水土流失为强烈。在道路建设,尤其是高速公路施工中产生的挖方或填方坡面以及弃土等废料堆积场,往往形成大量裸露陡坡,水土流失潜在风险大。传统护坡措施如浆砌或干砌块石、现浇混凝土以及加筋土挡墙等,以及之后兴起的骨架护坡方式如菱形网格骨架、拱形骨架和方形骨架等,在道路边坡防护中广泛应用,但对于土壤天然休止角较大、边坡自身稳定性较高的地区,这类工程措施实际作用远低于其自身价值,因此多种新型生态护坡方式迅速发展,包括液压喷播、土工格网植草、三维植被网技术和植物纤维毯边坡防护技术等。植物纤维毯边坡防护技术具有耗费资源少、施工周期短、经济成本低、有效促进植被恢复等优势,且植物纤维毯是利用农业生产废弃秸秆生产而成,能够促进资源有效利用、减少秸秆焚烧带来的污染、保护生态环境,因此在众多边坡防护措施中脱颖而出。
膨润土防水毯靠膨润土层防渗,膨润土是土中黏粒成分主要由亲水性矿物组成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩2种变形特征的黏土。膨润土的矿物成分主要是次生黏土矿物蒙特土和伊利土:蒙特土矿物晶格极不稳定,亲水性强,浸湿后强烈膨胀;伊利土亲水性也较强。膨润土是黏土颗粒含量高、吸水膨胀失水收缩的一种特殊土。膨润土的防渗性能与土的矿物成分和含量、土的颗粒大小和含量、水离子成分和含量、土层密度等有关。
椰丝毯在45°和60°小区分别降低侵蚀89.64%和55.58%,说明椰丝毯能够很好地减蚀,且在较小坡度下减蚀效益更佳。根据实验证明黄麻毯可平均减蚀99.4%。降雨发现,在较小雨强下,植物纤维毯覆盖小区几乎不产生侵蚀,雨强增大后植物纤维毯减蚀效益降低。在植物纤维毯对产流的作用方而,学者们得到不同的结果。发现椰丝毯小区径流量分别增大150.16%和227.98%。减流效益随雨强增大而减小,主要原因可能是降雨条件差异,因为雨滴打击在植物纤维上可沿着纤维形成直接径流,对于不同降雨条件,直接径流对于整体产流的贡献比不同。
(2)植物纤维毯可改良土壤,土壤有效氮含量和有效钾含量一般随着稻草毯铺设年限延长而增大,铺设8年小区有效氮含量和有效钾含量分别约为铺设1年小区的2.7,1.7倍。在铺设1年之后3种植物纤维毯相比,椰丝稻草混合毯改良土壤效果佳,土壤含水量、总孔隙度、有效氮含量和有效钾含量均明显高于椰丝毯小区和稻草毯小区。
植物纤维毯对土壤侵蚀和产流作用是一个复杂过程的综合体现。植物纤维毯促进保水保土的主要机制包括多个方而。当植物纤维毯铺设于土表,由于植物纤维的悬垂性,下层纤维与土壤结合,形成纤维一土壤综合体,抗蚀能力提高;随着纤维吸水,植物纤维毯悬垂性增强,因此植物纤维毯减蚀效益往往在降雨初期随降雨累积时间增大。纤维一土壤综合体形成大量微型洼地,可拦蓄更多径流和泥沙;地表粗糙度增大,可降低水流流速,增大水流平均深度,促进入渗;径流侵蚀力降低,分离土壤能力减弱叫;径流挟沙力降低,促进侵蚀泥沙沉积。植物纤维毯覆盖能够减少或避免雨滴直接打击表土,减少土壤溅蚀和雨滴对表土的破碎作用,同时减弱土表的结皮形成。植物纤维可吸收水分,毯状结构增强截流,从而直接减少径流总量。然而,植物纤维毯亦存在着增大径流和侵蚀的可能,其机制在于:当雨滴打击到植物纤维毯上,部分雨滴会沿纤维表而或在纤维层中形成直接径流,当其他条件相同,径流量的增大往往伴随着较剧烈的土壤侵蚀。上述多种作用机制的综合,决定植物纤维毯对侵蚀和产流结果。
合凝固,形成桩柱或板墙状的凝结体,用以提高地基防渗或承载能力的施工技术。旋喷桩的特点是:可提高地基的抗剪强度;能利用小直径钻孔旋喷成大直径固结体;施工特点噪声低,振动小;可用于任何软弱土层,可控制加固范围;设备较简单、轻便,机械化程度高,更人性化。适用于水利、交通、工业与民用建筑的地基处理和防渗加固。本工程主要布置在死水位以下的坝体防渗加固。
复合土工膜是将土工膜和土工织物复合在一起的产品,将它平铺在坝坡上,土工膜是一种基本不透水材料,起防渗作用,土工织物保护土工膜不受运输和施工期间的外力损坏,同时提高膜面的摩擦系数。复合土工膜具有强大生命力,多种能满足工程需要的性能,而且由于其质量轻、施工简易、运输方便、价格低廉、料源丰富等优点,在水利工程和交通隧洞工程在有广泛的应用。
土工布是当前工程中的一种新型建筑材料,它具有防渗性能好,隔离效果好等优点,因此通常被运用在加固与防护工程中。我们将这种土工布与普通的混凝土材料的防渗性能相比,它同样能够达到防渗的效果,并且成本低,施工简便,工期短。所以该材料被广泛运用在工程当中。岩土工程的主要施工对象是岩体与土地,而其防护与加固工程会受到诸多方面的影响,因此也在无形之中加大了工程的施工难度。
首先,需要将江河湖护坡表面的杂物彻底清理,根据设计的要求将护坡进行一定的处理,再在护坡上铺设一层土工布;其次,若是遇到土体质量较差的岸坡,那么施工人员应该在其上铺设一层较厚的砂层,然后再在砂层上铺设一层土工布;然后,我们需要在土工布上在铺设一层细砂,然后对其浇筑混凝土。在浇筑混凝土的过程中,施工人员值得注意的是,应该在两块混凝土板预留出一定的缝隙,用以后期水泥砂浆的填充,另一方面,可以保证该护坡具有排水功能。
施工过程中,难免出现复合土工膜破损、焊缝取样检测等特殊情况,须对上述部位进行修补作业后在进行本试验。修补试验方案如下:第1种情况,先对复合膜进行人工剥离,再采用钢丝刷配合热风焊枪对剥离面(粘有涤纶丝线)进行清理,冷却后再进行焊接及打压试验;第2种情况,先对复合膜进行人工剥离,再采用钢丝刷配合热风焊枪对剥离面(粘有涤纶丝线)进行清理,冷却后采用PE胶(即土工膜专用KS热熔胶粘剂)将修补块与母材进行膜与膜的粘接并进行真空检测,面层布则采用热风焊枪进行焊接。T形焊缝试验:直接采用单膜进行T形拼缝焊接,封堵后再采用真空检测仪在结点周围直径30m范围内进行真空检测;然后采用热风焊枪焊接、PE胶粘接方式进行补强试验。
不连续铺膜的施工方法。在施工中由于填筑上料,施工导流交叉作业干扰和施工条件等影响,会导致土工膜铺设不能连续进行,而铺设完的土工膜为防止破损和丢失又必须及时覆盖。为解决这一矛盾,将不能连续作业部位的土工膜向内部卷起1~1. 5m,再用细砂料覆盖0. 5m以上,并在其上插上标志。待此部位能够衔接施工时,人工将覆盖层清除,清理整平拼接。
土工织物铺设于路面结构内,主要应用之一就是提高沥青面层或加铺层的抗疲劳开裂、防止反射裂缝和抗永久变形能力。在提高抗疲劳开裂和防止反射裂缝方面的研究,一般均结合反射裂缝形成机理的力学分析进行。一些工程应用说明旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土加铺层中的应力状况,从理论上探讨了反射裂缝的形成机理。低模量高变形率的材料作为夹层,可大幅度降低裂缝尖端应力集中系数,起到防止反射裂缝的作用,而各种防治措施又以土工织物的效果好。玻璃纤维布防治沥青路网裂技术,采用弹性地基上的梁为模型,进行了理论分析。土工布满铺路面时,厚、弹模低、变形率大的土工布可以显著降低沥青混凝土层底的温度应力,对于荷载产生的有效应力却有增加的趋势。在旧道面接缝处铺设有限宽度的土工织物夹层,既能利用土工织物的低模量,又可以不使路面结构的整体连续性受到破坏,从而达到降低加铺层温度应力和荷载应力的目的。
土工膜防护层为12cm厚混凝土护坡,与土工膜的摩擦系数为0. 55,土工膜铺放坡角为18. 40,抗滑稳定安全系数为1. 65,满足抗滑稳定要求。膜后排渗能力验算主要是验算当上游水位骤降时,坝体中部分水量将流向上游,沿土工织物顺流至坡底,经坝底排水管或导水沟导向下游的能力,以此来确定膜后土工织物的导水率和土工织物的层数。该工程在膜后排渗能力不满足要求的部分区域增加了土工布层数,使膜后导水率达到设计要求。
膨润土防水毯对现场水体的阻隔效果,如圆筒测量法#水位直接测量法等。然而在现场条件下由于受降雨以及不断蓄水和放水调度的影响,使得工程蓄水量不断发生变化,这给连续定量监测带来诸多不便。当然,也曾采用过简单的办法来定性评价膨润土防水毯材料的阻隔效果。例如,采用 膨润土防水毯作为包封材料的某场地在数天时间内其水位减少值超过一定额度,则表明 膨润土防水毯材料的阻隔作用失效。在绿化工程中,采用了膨润土防水毯作为人工湖底部衬垫的防渗材料。但随后发现,在该人工湖工程完工后进行的初次蓄水期间内,湖水位平均每周下降约80cm。初普遍认为是采用的 膨润土防水毯产品质量不合格,或者工程设计的 膨润土防水毯铺设方案有问题所致。因为通常情况下,产生异常渗漏的原因多数是由于铺设过程中的错误所引发。
膨润土防水毯是膨润土颗粒按照一定质量要求均匀平铺在两种土工织物之间,通过针刺等工艺制成含有微小空隙的一种复合型防水材料,土工织物主要起保护作用。膨润土防水毯主要利用膨润土遇水膨胀原理,防水毯内所选用的钠基膨润土遇水可膨胀至少几十倍,依靠针刺纤维把膨润土层锁定在两层土工布之间,形成黏性高且水力渗透系数很小的均匀密实胶体系统,可以有效防水。
②在下边坡的坡脚处先进行挡墙施工(沙袋或石块),然后对下边坡进行修坡,坡度控制在1:1~1:1.15之间。下边坡宜采取分段阶梯式施工的原则,每段阶梯按高度6m控制,斜面距离大约为10m,放坡坡长也约为10m。此举一方面分担了坡面承载力,降低安全风险,另一方面也更有利于生态袋码放的稳定。
根据沙坑内各边坡坡体特征、形成条件、诱发因素、形成机理、稳定性及发展趋势,合理布局,因地制宜、随坡就势,尽量减少土方工程量,节约资源,节省资金,在保证边坡稳定的基础上,进行生态修复。
地形地貌整治工程+高次团粒喷播植草工程+坡面生态袋护坡植草工程+安全防护网工程+灌溉工程+截排水沟工程+养护工程。
根据沙坑原状地貌,通过为确保安全,避免出现外来人员不慎跌落等情况,对沙坑现状深坑区域拟采用隔离栅进行围护。地形整治工程对具备条件的边坡进行分级削坡放缓及坡面整理,对不具备放坡
条件的边坡采用客土回填压实的方式进行放缓及坡面整理,对现状平台利用削坡土方进行回填及场地平整为绿化施工创造条件。
在地形整治完成后,对大于35°的陡坡采用高次团粒喷播进行坡面稳固绿化。地形整治完成后,不大于35°的边坡坡面采用生态袋植草进行坡面稳固绿化。生态袋采用外购,参考规格800mmx600mmx300mm,各袋用连接扣连接,袋内装种植土。横向成品字形码放。
为了确保高速公路正常运营,该工程采用铺设无纺土工布防止路面病害和改性沥青罩面等修补措施。以有效地对路面病害进行处理。
1、无纺土工布的特性,用于公路工程的无纺土工布是一种聚醋长丝无纺上工合成材料,主要有以下特点①耐高温。沥青混合料摊铺时温度高达150℃左右,故要求夹层材料在此温度下不能收缩或熔化、卷曲变形。该土工布以聚醋为原料,熔点高达230℃,在摊铺时性能稳定,不会发生任何变化。
②经纬向均具有较高的抗拉强度。
③吸附性好、其表面均匀,渗透性好。
④具有良好的化学稳定和抗生物性能。
2、无纺土工布的作用
①利用土工布织物的撕裂强度和一定的延伸性,使基层反射裂缝产生的应力扩展至更宽范围,缓解裂缝处的应力集中,起到吸收部分拉伸能量的作用。
②上工织物浸透沥青后形成密封防水层,防止地表水渗入基层,使基层材料不至进一步恶化。
3、无纺土工布设置方法
①对于翻浆病害设在基层顶面,若基层出现病害,挖除基层后在其底面铺设无纺土工布。
②对于龟裂和坑洞病害在基层顶面设置。
③铺设土工布前‘均在基层顶而喷洒透层油。
通常平铺土工合成材料加筋是结合其它地基处理设施如碎石桩、搅拌桩或预制桩复合地基一起使用,形成平铺加筋群桩复合地基,可使路堤的填土荷载均匀作用于桩顶和桩间土,进一步发挥桩和土的共同作用,提高地基承载力,减少沉降。但对于平铺土工合成材料加筋结合塑料排水板(或砂井)处理软基的设计方案却值得商榷:在上部荷载作用下,塑料排水板(或砂井)作为竖向排水通道加快软土地基的排水固结,从而提高地基承载力,承载力改善情况与上部荷载作用(大小和时间)密切相关;土工合成材料加筋是通过约束软土的侧向变形,改善软基上部的位移场和应力场,使应力分布均匀,从而提高地基承载力和稳定性;一旦加筋材料发生断裂破坏,软基受到的上部荷载将突然增大,有可能出现地基破坏、
高密度聚乙烯防渗膜是由高分子聚乙烯通过吹塑或平挤制成的具有很强耐久性的防渗材料。其主要功能是防止液体的渗漏和气体的挥发。HDPE防渗膜的特点是化学性能稳定,抗老化、抗紫外线、很好的抗撕裂、抗穿刺能力、脆性低、热变形小、具有良好的化学稳定性、耐高低温、耐沥青、油及焦油、耐酸、碱、盐等化学溶液,防渗效果、施工周期短、成本低、无毒、抗植物根系、抗化学腐蚀性能、防渗效果好。
热焊接的原理是通过焊接机把热量传到接缝处的土工膜表面使其溶化,在溶化范围内产生分子渗透和交换并溶成一体,然后通过滚轮加压,使焊接部件的溶合区可以达到无明显界面。此法使用方便,容易掌握,非常适合于直线长缝,对热塑性防渗材料都适用。
PE防渗膜、PE复合土工膜是一种新型防渗材料,目前已在土木建筑工程中得到广泛应用。就水工建筑物而言,对这些防渗材料的纵横向抗拉强度、撕裂及刺破强度、伸长率、摩擦系数、垂直向渗透系数、耐酸碱腐蚀、抗老化以及膜的厚度、单位面积质量、条幅的长宽等有具体要求。
(1)铺设前清扫土工膜铺设基面,要求基面平整,不能凹凸不平及有裂缝、缝隙等,也不能有石块、砖块、铁钉、木棒等尖锐物,以免刺破薄膜。对于长有芦苇及杂草的基面,可在开挖换填夯实后铺膜,亦可向苇根内滴柴油灭苇。
(2)PE防渗膜、PE复合土工膜应沿一定方向铺设,不要拉得太紧,应留有3%~5%的伸缩量,形成均匀的小折皱。要求防渗膜紧贴在基面上,从一端向另一端铺,注意挤出空气。
(3)铺设时两边均需预留一定拼接宽度,并要调整好每幅和每个单元土工膜走向,以便在幅与幅、单元与单元之间进行纵横缝的拼接。
(4)PE防渗膜、PE复合土工膜铺设好后,要用砂袋压住,防风吹动,防止暴晒。
5.土工膜铺设完成后,质检人员对整个坝而土工膜进行检查,对破损地方,通过打补丁的方式进行补焊。
土工膜而板安装在锚固带上,锚固带为土工膜提供基础和支撑,锚固带材料与土工膜而板相同,在挤压边墙上形成6m×6m的网格。锚固带安装简易、常规,大大简化了土工膜的安装过程。锚固带跟随挤压边墙施工进度逐层安装,每施工一层挤压边墙,安装一层锚固带,施工工序如下:
1.锚固带每一段长165cm、宽42cm,相邻两条锚固带之间的距离为6m。整个坝而锚固带共60道,总安装长度约6031m,在大坝中间部位设有定位点,该处锚固带的编号为第37道,然后以定位点为基准,向两边测量放点,每6m布置一道。
2.锚固带由膜(PVC)和无纺土工布组成,膜的厚度为2.5mm,无纺土工布规格为500g/㎡。
3.在铺设土工膜之前,由现场监理工程师、现场专职质检人员对锚固带进行全而检查。主要检查复合
土工膜锚固带安装是否垂直、锚固带中心间距是否为6m,以及通过人工拉拽的方式检查锚固带是否焊接牢固,对不合格的锚固带进行补焊,验收合格后开始土工膜铺设。
土工合成防渗材料在水利水电工程中同样得到广泛应用。我国自上世纪八十年代起在水库、大坝开始应用土工膜防渗以来,历经30多年的实践,建成一大批具有代表性的工程;国内对以高密度聚乙烯(HDPE)土工膜、聚氯乙烯(PVC)材质为主的土工防渗材料(膜)的结构运行特性研究已取得大批研究成果,特别是基于基础力学的设计方法得到普遍应用,防渗膜化学结构分析水平也已有了较大提高,土工合成防渗材料(膜)产品品质、数量和防渗结构施工工艺趋于成熟。
土工布样品加工工艺流程:纤维开松一喂入一梳理一铺网一针刺。加工设备为梳理机,铺网机和针刺机,在样品的加工过程中要特别注意纤维的开松和均匀喂入,这是保证加工来的样品均匀性好的基础。经过梳理及铺网工艺生产出一定厚度的纤维网,用针刺法进行加固。为了进行对比分析,先加工而密度为70,140,210,280,350g/㎡的单层针 刺非织造土工布,其中而密度为70g/㎡的样品针刺密度为100刺/c㎡,作为多层复合土工布的基材,其余单层土工布针刺密度均为300刺/c㎡。然后利用而密度为70g/㎡、针刺密度为100刺/c㎡的单层土工布分别以2,3,4,5层进行针刺复合,复合后的样品而密度分别为140,210,280,350g/㎡,总的针刺密度为300刺/c㎡。
标题:植物纤维毯对水土流失带来的优势 地址:http://http://www.pebaohu.cn//a/news/369.html
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