1、建标中华人民共和国行业标准水利水电工程土工合成材料应用技术规范发布实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国行业标准水利水电工程土工合成材料应用技术规范主编单位华北水利水电学院北京研究生部批准部门中华人民共和国水利部施行日期年月日中国水利水电出版社北京中华人民共和国水利部关于批准发布水利水电工程土工合成材料应用技术规范的通知水国科号根据水利部水利水电技术标准制定修订计划由水利部国际合作与科技司主持以华北水利水电学院北京研究生部为主编单位制定的水利水电工程土工合成材料应用技术规范经审查批准为推荐性的水利行业标准并予以发布标准的名称和编号为水利水电工程土工合成材料应用技术规范本标准自年月日起实施在
2、实施过程中各单位应注意总结经验本规范由水利部国际合作与科技司负责解释标准文本由中国水利水电出版社出版发行一九九八年十一月十日前言本规范是根据水利部水利水电技术标准制定修订计划进行编写的本规范内容包括用土工合成材料作反滤排水体防渗护岸防冲和土体加筋与加固的设计方法以及施工技术要点在编制过程中编制组进行了广泛的调查研究认真总结了我国有关领域的工程实施经验并参考了有关国家标准行业标准和国外先进经验在听取了国内众多专家意见的基础上经过认真修改完成了本规范希望各单位在采用本标准的过程中不断积累资料总结经验对需要修正和补充之处请函告主编单位本规范主持部门水利部国际合作与科技司本规范主编单位华北水利水电学院
3、北京研究生部本规范参编单位中国土工合成材料工程协会铁道部科学研究院本规程主要起草人王正宏杨灿文王育人彭一江窦宝松目次总则术语符号术语符号材料及其性能测试一般规定性能指标及其测试材料的验收运送和储存反滤排水一般规定反滤准则通用设计方法坝内竖式排水体设计施工要点防渗一般规定土工膜防渗结构土石堤坝防渗设计防渗铺盖设计垂直防渗施工要点护岸和防冲一般规定对土工织物材料的要求软体排设计与施工要点土工模袋护坡设计与施工要点植被防护设计与施工要点防汛抢险技术土体加筋与加固一般规定软土地基加筋设计与施工软土地基排水加固设计加筋陡坡设计与施工加筋土挡墙设计与施工附录土工膜防渗体的稳定分析附录膜后土工织物排渗能力核
4、算附录铺盖土工膜厚度计算附录软体排稳定性计算附录土工模袋基本型式附录土工模袋厚度计算附录深层抗滑稳定性校核附录薄软土层抗滑稳定性校核附录陡坡加筋设计附录加筋土挡墙计算总则为使水利水电工程采用土工合成材料技术先进安全可靠经济合理保证质量特制定本规范本规范适用于水利水电工程的以下分部工程滤层排水防渗防护以及土体加筋以设计为主兼述施工应用土工合成材料进行设计与施工时除应符合本规范外尚应符合国家现行的其他有关规范及标准的规定术语符号术语土工合成材料岩土工程应用的合成材料产品的总称土工织物透水性土工合成材料按制造方法不同分为织造土工织物和非织造土工织物织造土工织物由单丝或多丝织成的或由薄膜形成的扁丝编织
5、成的布状卷材非织造土工织物由短纤维或喷丝长纤维按随机排列制成的絮垫经机械缠合针刺或热粘或化学粘合而成的布状卷材土工模袋由双层化纤织物织造型制成连续的不同间距厚度的平面袋状结构材料其中充填混凝土或水泥砂浆凝结后形成板状护块土工膜由聚合物或沥青制成的一种相对不透水卷材前者在工厂采用吹塑压延或涂敷法制造后者在现场或厂内以喷涂或浸渍法形成土工格栅聚合物片材经冲孔和单向或双向拉伸形成具有条格形或长方形格栅状的抗拉材料土工网由聚合物经挤塑成网或由粗股条编织或由合成树脂压制成的具有较大孔眼和一定刚度的平面结构网状材料土工带经挤压拉伸或再加筋材复合制成的条带抗拉材料三维植被土工网由聚合物经热挤出拉伸等工序制成
6、的三维立体网状结构其底部为高模量基础层上覆起泡膨松网包包内填沃土和草籽供植物生长塑料排水带由不同凹凸截面形状并形成连续排水槽的带状芯材外包非织造土工织物构成的排水材料土工复合材料由两种或两种以上土工合成制品经复合或组合而成的材料如土工膜与土工织物经加热滚压而成为各种复合土工膜等效孔径织物的表观最大孔径梯度比水流垂直通过土工织物和厚土层的水力梯度与通过上覆厚土层的水力梯度的比值符号面积流量宽度极限承载力粘聚力半径不均匀系数秒固结系数抗拉强度粒径容许抗拉强度偏心距时间安全系数固结度摩擦系数速度重力加速度重量高度含水率水力梯度力臂土压力系数深度渗透系数角度系数长度容重弯矩厚度体积压缩系数应变数目系数
7、导水率系数承载力因数法向应力等效孔径剪应力剪切力主动土压力摩擦角被动土压力透水率材料及其性能测试一般规定土工合成材料产品的原材料主要有聚丙烯聚乙烯聚酯聚酰胺高密度聚乙烯和聚氯乙烯等土工合成材料包括下列土工织物土工膜土工特种材料和土工复合材料四大类土工合成材料土工织物织造型圆扁丝之分编织平织针织非织造型长短纤之分针刺热粘胶粘土工膜有材质厚薄之分及吹塑压延涂敷及膜面加糙的不同土工特种材料土工格栅土工带土工格室土工网土工石笼土工管土工模袋三维网垫聚苯乙烯等土工复合材料复合土工膜膜与织物或其他材料相复合复合防排水材料排水带排水管排水防水材料等性能指标及其测试土工合成材料指标包括其本身的特性指标和与土相
8、互作用指标性能指标后者为与土共同作用时的反应应模拟实际工作条件由试验测定指标测定试验包括以下主要项目物理性指标单位面积质量厚度等效孔径及其与压力的关系等力学性指标拉伸强度撕裂强度握持强度顶破强度胀破强度材料与土相互作用的摩擦强度等水力学指标垂直渗透系数或透水率平面渗透系数或导水率梯度比等耐久性抗老化性抗化学腐蚀性根据工程具体需要选择材料的测试项目测试方法应符合有关标准确定设计指标时应考虑环境变化对参数的影响例如非织造土工织物受压而变薄等效孔径渗透性相应降低测得的极限抗拉强度用于设计时应按式予以折减具体可按表的规定取值式中材料的许可抗拉强度极限抗拉强度考虑铺设时机械破坏影响系数考虑材料蠕变影响系
9、数考虑化学剂破坏影响系数考虑生物破坏影响系数表土工织物强度的最低影响系数适用范围影响系数挡墙堤坝承载力斜坡稳定注临时性工程取小值系数乘积宜采用材料的撕裂强度握持强度胀破强度顶破强度以及材料的接缝强度等也应符合条的规定编织型土工织物用于无粘性土加筋在缺少摩擦强度实测资料时织物与土之间的摩擦角可采用土料内摩擦角的材料的验收运送和储存使用土工合成材料时应检验试验单位的检测试验报告由用户进行抽样检查抽样率应多于交货卷数的最少不应小于卷内容按合同规定送货时产品应有标签标明生产厂编号生产日期及产品规格等运输过程中不得直接受阳光照射应有蓬盖或包装产品存储时必须避免阳光照射远离火种存放期不得超过不同产品的有效
10、期每完成一道施工工序开始下一道工序前应按规定进行施工阶段验收反滤排水一般规定土工合成材料可以代替传统粒料建造反滤层和排水体用无纺土工织物作为反滤材料其单位面积质量和厚度应符合工程要求遇往复水流时应采用较厚织物采用的无纺土工织物排水能力不足时可用其他复合排水材料下列水利水电工程部位可采用土工合成材料土石坝斜墙心墙上下游侧的过渡层坝体内竖式排水体堤坝下游排水体堤坝坡过滤层排水廊道周边排水体铺盖下排水排气层暗沟排水外包体岸墙岸墩后排水体水闸底板分缝和出流处保护体水工隧洞衬砌后排水体排水管减压井农用井外包体反滤准则反滤材料应满足以下要求保土性防止被保护土流失引起渗透变形透水性保证渗透水通畅排除防堵性保
11、证不致被细土粒淤堵失效土工织物保土性应以土工织物等效孔径与土的特征粒径之间关系表征等效孔径应符合式的条件式中土工织物的等效孔径被保护土的特征粒径即土中小于该粒径的土质量占总质量的采用试样中最小的与被保护土的类型级配织物品种和状态有关的经验系数按表规定采用表系数被保护土细粒含量土的不均匀系数或土工织物品种值有纺织物无纺织物注预计所埋土工织物连同其下土粒可能移动时值应采用土的不均匀系数应按式计算式中土中小于各该粒径的土质量分别占总土质量的和土工织物透水性应符合以下条件被保护土级配良好水力梯度低和预计不致发生淤堵净砂中粗砂等时排水失效导致土结构破坏修理费用高水力梯度高流态复杂时式中土工织物被保护土的
12、渗透系数土工织物防堵性要求其孔径应符合以下条件被保护土级配良好水力梯度低流态稳定修理费用小及不发生淤堵时式中被保护土的特征粒径即土中小于该粒径的土质量占总土质量的其余符号见本规范式被保护土易管涌具有分散性水力梯度高流态复杂修理费用大时被保护土的渗透系数时式中梯度比试验方法见有关规程被保护土的渗透系数时应以现场土料进行长期淤堵试验观察其淤堵情况试验方法见有关规程通用设计方法设计应具备下列各项基本资料被保护土或用作排水体土料的土类颗粒分析曲线渗透系数抗剪强度指标和土的化学成分等土工织物的等效孔径垂直渗透系数水平渗透系数渗透系数和法向压力的关系等以反滤准则校核选用的土工织物保土性应按式验算透水性应按
13、式和式计算出土工织物提供的透水率和要求的透水率按式进行判定式中土工织物的垂直渗透系数土工织物厚度估计的来流理土工织物两侧水头差土工织物过水面积安全系数应不小于防堵性应按本规范的规定校核土工织物均应符合上述三准则土工织物用作排水时除应符合条要求外尚应计算土工织物的平面导水能力土工织物的导水率和为满足平面排水所需的导水率导水率和应按式和式计算土工织物导水率应满足式的要求式中土工织物导水率排水所需导水率土工织物厚度单宽流量土工织物的平面渗透系数土工织物两端的水力梯度不符合的要求时可采用其他复合排水材料在坡面上铺土工织物应进行抗滑稳定分析安全系数应符合有关规范要求表面防护结构为确保反滤排水系统始终保持
14、正常工作应作表面防护和织物固定措施土工织物下面为粗料为防织物被刺破应先铺厚度为的砂砾料平整后再铺织物土工织物上应设砂砾料保护层坡顶和坡趾应将土工织物埋入锚固沟沟深应不小于如图所示在河岸坡脚处为了防冲应将土工织物延长回折做成压枕如图所示压枕应达冲刷线以下图土工织物坡顶埋固保护层土工织物土坡图坡趾防冲结构保护层土工织物土坡坝内竖式排水体设计均质土坝采用竖式排水体时可以是向上游或下游倾斜的形式底部连接水平排水垫层将渗水导至坝外排水垫层的位置和尺寸应符合有关规范的要求校核土工织物的反滤准则应按本规范要求进行来水量估算坝内竖式排水体的示意如图所示来水量可借流网估算土工织物排水体的流量自上而下逐渐增多应分
15、段估算所需排走的流量校核土工织物平面导水能力应按本规范式和式沿排水体自上而下逐段计算导水率和式中的水力梯度应按式计算式中竖向排水体的倾角逐段验算应满足否则应更换较厚织物或采用其他复合排水材料图坝内排水示意图水面心墙竖式排水水平排水下游水平排水垫层计算验算垫层导水能力的计算应按本规范条和条规定进行排水量应为竖向排水底部最大流量和来自地基进入水平垫层的流量之和来自地基的流量应按有关规范估算施工要点土工织物反滤层和排水体施工包含以下工序平整碾压场地织物备料铺设回填和表面防护平整碾压场地应清除地面一切可能损伤土工织物的带尖棱硬物填平坑凹平整土面或修好坡面备料按工程要求裁剪拼幅应避免织物被损伤保持其不受
16、脏物污染铺设应符合以下要求应力求平顺松紧适度不得绷拉过紧织物应与土面密贴不留空隙发现织物有损应立即修补或更换相邻织物块拼接可用搭接或缝接一般可用搭接平地搭接宽度可取不平地面或极软土应不小于水下铺设应适当加宽预计织物在工作期间可能发生较大位移而使织物拉开时应采用缝接缝接形式见图有往复水流时宜在织物下铺厚砂层此时不宜图接缝形式尺寸单位平接对接字形接蝶形接用搭接以免砂进入夹缝使织物分离有动力荷载作用时亦应先铺设砂层流水中铺设时搭接处上游织物块应盖在下游块之上坡面铺设一般应自下而上进行坡顶坡脚应以锚固沟或其他可靠方法固定防止其滑动铺设工人应穿软底鞋以免损伤织物织物铺好后应避免受日光直接照射随铺随填或采
17、取保护措施与岸坡结构的连接处不得留空隙结合良好回填应符合以下要求回填料不得含有损于织物的物质回填时不得破坏土工织物土工织物上至少有厚的松土垫层方允许轻碾压密不得使用重型机械或振动碾压实回填料的压实度应符合设计要求防渗一般规定对于高水头大于挡水建筑物采用土工膜防渗应经过论证用于防渗的土工合成材料主要有土工膜及复合土工膜其厚度应根据具体基层条件环境条件及所用土工合成材料性能确定承受高应力的防渗结构应采用加筋土工膜为增加其面层摩擦系数可采用复合土工膜或表面加糙的土工膜为防止土工膜受水气顶托破坏应该采取排水排气措施一般可用土工织物复合土工膜预计有大量水气作用时应根据情况设专门排放措施下列水利水电工程部
18、位可考虑应用土工膜防渗堤坝心墙斜墙堤坝水平铺盖堤坝地基垂直防渗墙土坝加高堆石坝面板坝砌石坝碾压混凝土坝的上游面防渗渠道及水库防渗衬砌施工围堰防渗墙河道截潜流水工隧洞防渗渠道防渗设计应遵照渠道防渗工程技术规范进行土工膜防渗结构防渗土工膜应在其上面设防护层上垫层在其下面设下垫层防渗结构示意图见图防护层材料和构造应按工程类别重要性和使用条件等合理确定渠道蓄水池等的防护层可采用压实素填土砂砾石预制或现浇混凝土板浆砌石或干砌石防护层采用堆石或混凝土等刚性材料时防护层下应设置上垫层当采用上复土工织物复合土工膜时可以不设上垫层防护层的具体要求和作法应符图防渗面层结构坝体支持层下垫层土工膜层上垫层和防护层合水
19、利电力部规范碾压式土石坝设计规范的规定上垫层的材料及作法应根据防渗土工膜及防护层的类型确定下垫层应按工程类别土工膜类型和地基条件等确定土石堤坝防渗设计土石堤坝防渗结构应符合本规范的规定土石堤坝防渗土工膜厚度不应小于对于重要工程应适当加厚对于次要工程可以适当减薄但最小不得薄于上游防渗土工膜铺设通常有以下几种方式示意图见图平直坡形斜墙薄保护层用于低水头坝或用作心墙或用于已建堤坝加固如图折坡形斜墙较高水头坝设马道如图锯齿形斜墙如图台阶形斜墙如图土工膜防渗系统的计算应进行稳定性验算及膜后排渗能力校核图土工膜铺设形式土工膜稳定性验算验算条件验算仅针对防护层与上垫层与土工膜之间的抗滑稳定验算的最危险工况为
20、库水位骤降具体验算方法见附录验算要求的最小安全系数应符合标准膜后排渗能力核算核算针对膜后无纺土工织物平面排水或砂垫层导水能力进行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后排水管或导水沟导向下游排走应先估算来水量校核自上而下各段土工织物的导水率并考虑一定的安全系数具体计算方法见附录堤防防渗设计可参考本规程有关规定防渗铺盖设计当坝基为砂砾石等透水地基确定选用上游铺盖方案时可以用土工膜取代传统的弱透水土料土工膜厚度应根据作用水头膜下可能产生裂隙宽度膜的应变和强度等通过计算估算按附录估算对中水头坝要求厚度一般为铺盖的合理长度应使坝基渗透坡降和渗流量限制在许可值内通过水力计算确定按
21、规范规定计算一般长度为作用水头的倍铺盖与库底接触面应基本平整并应符合反滤准则为防止可能裂隙处产生管涌坍坑土工膜应采用土工织物复合土工膜防渗土工膜在水库蓄水后水仍可能进入膜下置换出部分空气并与原膜下的向上水压力共同作用使膜漂浮或顶破故应根据情况采取防范措施常用方法有逆止阀如图所示盲沟及压重当采用压重法时加在土工膜上的要求压重根据膜下作用水头确定可通过水力计算求得计算时可认为土工膜不透水当所需压重过大时可以上述两种方法结合使用图逆止阀结构土工膜铺盖土工织物排水直径焊接或胶接铝盖板板直径混凝土块直径尼龙绳铝框铺盖与岸坡的连接应符合规范的规定库区防渗设计可参照进行垂直防渗当地基水平防渗方案欠合理地基内
22、强透水层埋深又在开槽机能力范围内时可以考虑采用土工膜垂直防渗方案当地基符合以下条件时可以实施土工膜垂直防渗方案透水层深一般在以内或通过努力开槽深度可以达到透水层中大于的颗粒含量不超过以重量计且少量大石块的最大粒径不超过或不超过开槽设备允许的尺寸透水层中的水位应能满足泥浆固壁的要求当透水层底为岩石硬层时对防渗要求不很严格造孔机具与方法当不含粗颗粒的砂土透水层埋深不大于其上粘土层又较薄时可以选用高压水头造孔冲槽法成槽当地基为含粗颗粒的强透水层上覆粘土层又较薄时宜选用链斗式或液压式锯槽机开槽垂直防渗可采用聚乙烯土工膜复合土工膜或防水塑料板等土工膜厚度应不小于采用热熔法焊接土工膜铺入槽内后应及时进行膜
23、两侧的填土最长不得延迟以免槽壁塌落槽底填土应用粘性土厚度应不小于然后再填入一般土料从上部往槽内浸水促其下沉经沉降后往槽内补充填上并夯实土工膜出槽后不得外露应与地面建筑物妥善连接施工要点施工应包括以下工序准备工作铺设拼接质量检验和回填土工膜应尽量用宽幅减少拼接量应使在不利条件下能满意拼接在工厂应尽量拼成要求尺寸的块体卷在钢管上妥善运至工地平整场地清除一切尖角杂物作好排渗设施挖好固定沟土工膜的铺设在库底池底等平地上借拖拉机或人工滚放在坡面上将卷材装在卷扬机上自坡顶徐徐展放至坡底坡顶坡底处埋入固定沟应该注意以下事项铺放应在干燥和暖天气进行铺放时不应过紧应留足够余幅大约以便拼接和适应气温变化铺放时随铺
24、随压以防风吹接缝应与最大拉力方向平行坡面弯曲处特别注意剪裁尺寸务使妥贴施工时发现损伤应立时修补应密切注意防火不得抽烟施工人员应穿无钉鞋或胶底鞋土工膜拼接有热熔焊法和胶粘法应根据膜材种类厚度和现有工具等优选采用热熔焊法应用较普遍焊缝抗拉强度较高胶粘法多用于局部修补焊缝搭接宽约保证拼接的质量应注意以下事项应进行试拼接所用胶料应在蓄水后不溶解下垫层施工工序应按下列规定实施渠道蓄水池工程一般土质地基可先铺薄层透水料压实后铺土工膜级配良好天然透水基层可整平土面作好排水系统后直接铺土工膜为保护土工膜和排除膜下积水可在膜下铺设砂垫层也可铺一层无纺土工织物或直接铺放无纺土工织物复合膜碾压式土坝可直接辅设无纺土
25、工织物复合土工膜防渗土工膜顶部应固定埋入坝顶锚固沟内其底部必须嵌入坝底如为透水地基土工膜应与上游防渗铺盖或截水墙紧密连接应与岸坡和一切其他防渗体密接构成完全封闭体系土工膜封闭体系的具体结构可根据地基土质条件和结构物类型分别采用以下型式土质地基土工膜直接埋入锚固槽填土应予夯实槽深宽见图砂卵石地基应清除砂卵石直达不透水层浇混凝土底座埋入土工膜底座宽对新鲜和微风化基岩应为水头的图土工膜与地基等的连接与粘土地基的连接与砂卵石地基的连接与岩石地基或混凝土的连接与廊道顶部的连接薄膜钢筋一期混凝土二期混凝土三期混凝土一氯丁橡胶垫片锚栓混凝土锚筋回填粘土廊道过渡层堆石高密度聚乙烯土工薄膜与土工织物组合层五层薄
26、膜底座宽对半风化和全风化岩应为水头的所有裂缝要填实见图当砂卵石太厚不能开挖至不透水层可将土工膜向上游延伸一段形成水平铺盖要求长度应通过计算确定见标准土工膜下应设排水排气措施岩石地基见图与结构物连接如与输水管溢洪道混凝土廊道连接见图应符合的原则相邻材料的弹性模量不能差别过大平顺过渡充分考虑结构物可能产生较大位移接缝检测方法有目测法现场检漏法和抽样测试法目测法观察有无漏接接缝是否无烫损无褶皱是否拼接均匀等现场检漏法应对全部焊缝进行检测常用的有真空法和充气法真空法利用包括吸盘真空泵和真空机的一套设备检测时将等测部位刷净涂肥皂水放上吸盘压紧抽真空至负压关闭气泵静观约看吸盘顶部透明罩内有无肥皂水泡产生和
27、真空度有无下降如有表示漏气应予补救充气法焊缝为双条两条之间留有约的空腔将待测段两端封死插入气针充气至视膜厚选择静观观察真空表如气压不下降表明不漏接缝合格否则应及时修补抽样测试法约取一试样作拉伸强度试验要求强度不低于母材的且试样断裂不得在接缝处否则接缝质量不合格回填保护膜铺好后应尽快填土土料不得损伤土工膜一般填土厚寒冷地区应及时覆盖坝面和库盘地下水以上应有永久性防冻覆盖冬季水位变动区要加厚保护层有度汛要求的坝铺好预计挡水位以下的膜后应立即筑好护坡体汛后再完成上部铺设注意两期膜的妥善连接护岸和防冲一般规定防护用土工合成材料主要有无纺土工织物织造土工织物土工模袋土工膜土工格室三维植被网等有时也需用土
28、工格栅土工网等加筋应按工程具体要求通过设计方案比较正确选用为满足工程特定需要常将上述材料制成符合一定规格的制品用作临时性工程或水上水下部位的永久性防护土袋织造土工织物缝成的袋体类似于草包内填土料可用作压载堵塞洞穴填补涡坑和塌陷土枕即长土袋直径可为长度可按工程要求而定内充土砂料既作长条压重亦可作为堤坝迎水面的组成部分石笼以土工网或土工格栅制成的类似于传统的铅丝笼内填石块用于河岸河底防冲它长期在水下不锈蚀耐久性好简易模袋由双层编织土工织物缝制成用于坡面防护软体排以单层或双层土工织物制成的大面积排体可取代传统柴排能起反滤排水作用有效地防冲也可制成较大面积的土工膜排体土工模袋由双层编织土工织物织造缝制
29、成内充混凝土或砂浆凝固后形成防护块体土工格室由长条塑料片材焊接成菱形或六角形的立体网格高度的嵌入坡土露于坡面外格室空间填小砂石或植草可防止坡面雨水冲刷三维植被网以热塑性丝网制成的膨松制品覆于坡面在草籽未生长成草毯之前可有效地防止水流雨淋冲刷保护草籽流失下列水利水电工程部位可考虑应用土工合成材料作为护岸和防冲江河湖岸护坡护底工程和水下防护渠道水池护坡兴建堤坝外坡及堤防内坡的水上部分水闸工程护底岸坡防冲植被对土工织物材料的要求土工织物材料必须符合本规范的反滤准则对有动力作用和往复水流的情况不论保护何种土类材料的保土性应符合式规定式中土工织物等效孔径被保护土的物征粒径防护工程面上应有足够盖重土工织物
30、的强度应符合要求软体排设计与施工要点软体排覆盖于可能冲刷的部位覆盖范围高程等应符合国家标准堤防工程设计规范的规定软体排设计内容包括结构型式排幅结构稳定性校核护底结构及锚固方式等软体排分为单片排和双片排单片排由织造土工织物缝制成的单片大排体宽度一般不小于长度按防护范围施工机具能力和环境条件等确定排体周边加缝一道的绳在宽度方向每隔图软体排结构示意图要缝制一道套筒并穿一根的绳绳的作用是加固和牵引锚固排体见图也可在软体排上下两侧各布设一片绳网周边系压重混凝土块见图单片排重量轻施工简便但需随沉排随压重宜用于一般小型防护工程双片排由双片土工织物叠合一起隔一定间距按压重材料的特征缝制成的长管状或格状的空室填
31、以透水料作为排体铺设时的压重或全部压重用于重要工程和风大浪急流速高的防护部位图排体结构示意图上网下网排边混凝土预制块聚丙烯编织土工织物聚氯乙烯绳网排体顺水流方向的尺度称排宽垂直水流方向的尺度称排长枯水位以上的排长为水上部分以下为水下部分排体长度水上部分排长为护坡长度与挂排所需长度之和水下部分排长由三部分组成与水上部分排体连接所需长度水下坡长度应计及排布褶皱褶皱系数可取和收缩收缩系数作用留有余幅预留因冲刷增加的长度应考虑安全系数可取河床冲刷深度应按国标估算排体长应为水上部分与水下部分长度之和排体宽度应为保护区域宽度相邻排体搭接或缝接所需宽度一般不小于和考虑排体收缩余幅之和收缩余幅等于排体制作宽度
32、扣除搭接宽度后的尺寸乘以收缩系数在静水中可取动水中取排体稳定静力计算包括以下内容排体抗漂浮校核排体抗边缘掀动校核排体抗顺坡下滑校核排体上要求的压载以上计算方法见附录水下软体排末端应有防冲刷措施其型式应按可能冲刷程度确定冲刷不明显河床可采用图所示结构冲刷可能性大的河床可采用图所示结构排体端部防冲结构应是柔性的以适应地基变形可采用图所示结构排体锚固岸坡上的排体必须保持稳定在坡顶与坡底应分别加以锚固缓坡上排体坡顶锚固可采用锚固桩即在坡肩稍向里处设挂排桩用尼龙排挂在桩上陡坡可采用锚固沟法即在坡肩向里平行于坡轴开挖宽深不应小于的沟用石块砾石或镇压梁回填软体排施工施工方法应根据排的类型大小地形气候和水情水
33、上作业或水下作业和现有机具能力等因地制宜地确定主要工序包括场地准备排体制作沉排和压载场地准备应清除地面杂物整平地面所需工具和车船到位图岸坡端部防冲结构岸坡的一般防护底部可能被冲刷排水端部防冲胶结乱石乱石土工织物滤层估计冲刷深度排体制作应将织物按规定尺寸裁剪好拼成大片拼接方式见接缝不得垂直于最大荷载方向接缝针脚密度应使排体在受荷时不至绽开或破裂水上沉排分单片排和双片排可按以下方式进行单片排将排片绕在钢管轴上移至坡肩与坡肩平行将排挂在系排桩上倒转轴使排片顺坡缓缓下放相邻二排片搭接约上游片铺在下游片上往排片上及时压载覆盖进行现场试验确定压载石块不致击伤排片的最大自由落图排端的柔性防冲结构乱石未粘结乱
34、石土工织物滤层土工织物端部开始乱冲刷区堆石基土反滤料高任何情况下不允许大于的石块从坡面下滚一般的大石块的许可最大落高不超过铺排后至压载的时间未经抗老化处理的排片原则上应随铺随压经抗老化处理的不应多于双片排步骤类似单片排尚应注意排体准确定位预计排体充填砂砾料时排宽会有所收缩排宽的顺水流方向上游侧应留一定距离不填充以便与相邻的上游片能够紧密相重贴充填利用专门设备也可填多孔混凝土小块填充不得使排片胀裂如以压缩空气充填应注意防止操作失慎造成严重破裂块石压载和平整可用自卸卡车或人工机械施工应避免机具直接在排体上运行水下沉排单片排排片可在旱地上或在退潮滩地上制作排片上缝筋绳长度方向上应留余幅供压载土枕之用
35、排片周围系部分浮筒利用水力将排片运至预定位置沉放护底排的一端一般要连接沉梁另一端连接尾梁土工织物排体沉放时往往较慢要随时抛较小袋土待全部下沉至底再均匀抛压载石块至规定要求双片排靠自重下沉在专用船上制作排体充填和沉放工序与沉放单片排类似单双片排体上可先穿系预制压块作为部分压载在船上独幅吊装铺设并拼接土工模袋护坡设计与施工要点护坡土工模袋有多种类型袋内充填水泥砂浆或混凝土基本结构参考附录应根据工程现场地形坦地或起伏地工程类别水流条件和工程重要性等综合考虑选用按工程类别选用时可参考表表模袋的工程应用模袋型式填充料填充厚度工程应用砂浆型有无滤水点水泥砂浆临时性护坡渠道内河航道混凝土型无滤水点混凝土护岸
36、码头工程海岸防护工程护坡模袋工程设计应包括厚度确定稳定分析排渗考虑和抗滑措施厚度确定模袋厚度应能抵抗在水下漂浮和抵抗冬季坡前水体冻胀水平力将其往坡上推移估算方法见附录稳定分析抗滑安全系数可按式计算式中长度见图坡角模袋与坡面间摩擦系数应由试验测定无试验资料时可采用约安全系数应符合标准的规定排渗考虑模袋底部渗水应及时排走以保稳定如排渗能力不足应增设排水孔如图顺坡轴方向所需排水孔数可按式估算图抗滑稳定分析示意图式中顺坡轴方向需要的排水量渗水孔处滤层渗透系数渗水处水力梯度一个排水孔的面积安全系数可取抗滑措施为增加抗滑稳定可根据不同条件参考图采取合理措施施工要点应包括以下内容平整场地清除杂物并整平地面开
37、挖水上水下埋沟展铺模袋展袋后在其上下缘插入挂袋钢管铺于坡面在坡肩处设挂袋桩钢管上装松紧器将模袋挂在桩上充灌填料灌料用特制的混凝土泵充填自下而上从两侧和中间进行充灌充填后即可设排水孔回填上下固定模袋沟图模袋上设排水孔示意图土工膜袋抗滑措施举例模袋固定柱回填混凝土块底端埋入沟槽回填为防出现充灌故障应注意骨料最大粒径不得大于泵送管直径的严格控制充填坍落度防止管道内发生硬结充灌泵送压力不宜小于泵送距离不宜超过水下施工与安全水深超过施工时应由潜水员配合控制水下充灌和铺设质量也要特别注意人身安全植被防护设计与施工要点植被防护是在坡面上植草保护坡面不受水流与雨水等冲刷破坏设计包括以下内容判别植被的必要性确定
38、植被网长度草种选择植被必要性对水下坡按坡土类别和坡前流速决定见图水下坡按坡土类别和降水强度决定见图图水上坡防冲要求图水下坡防冲要求为保护草籽生长和未长成草毯之前的雨水冲刷采用塑料三维植被网对堤防工程铺设植被网的长度可按式确定水下坡图水上坡图式中分别为高水位与低水位高程波浪垂直高度斜长系数按表的规定取值图植被铺设长度表斜长系数坡度草种选择应根据地区气温降水和土质条件等优选草种必要时进行试种草种主要应符合以下条件对土质适应性强耐盐碱对环境适应性强耐寒耐旱耐涝生长快根系长而发育绿期长价格低廉具体参见条文说明施工要点植草时间应避免在寒冷和高温多雨季节要整平坡面铺种植土整平在坡面上铺植被网邻片搭接约以防
39、滑钉固定间距可取网在坡顶与坡脚应埋入沟内播草籽于网内松土覆盖再播草籽轻轻压实土面防汛抢险技术防汛抢险应以防为主以抢为辅土工合成材料制品应有合理的储备防汛抢险技术属于临时性的但又是高风险及关键性的技术措施防汛抢险时由于堤坝工程险情的发生具有突发性必须及时采取技术措施各种技术可根据需要合理采用堤坝工程的主要险情如下在持续高水位下迎水坡发生大面积塌落堤坝内出现贯通水流通道和裂缝下游出现管涌流土及成片泡泉下游坡面出现大面积散浸洪水漫顶等防护所用的土工合成材料及制品应符合本规范和的规定各种险情宜采用下列技术方案当堤坝上游坡有大面积塌落险情时可采用覆盖软体排防护如图和图这种险情大多要分秒必争地进行抢救因此
40、除必须提前备料外还应在汛前对抢险队伍进行抛放铺设技术的培训当填补凹坑或加强单薄堤身时可采用长土枕如图当堤身有漏洞或裂缝时上游坡以软体排覆盖下游坡一般可铺无纺土工织物上盖足够量透水料如图下游如图抢险用软体排结构纵向拉筋绳缆绳编织布条抢险排体纵向土枕定位引绳横枕间距水流方向图风浪险工抢护软体排示意图木桩堤顶排体压载纵枕碎石横枕倍波高出水过猛可以先在出流处压盖一层土工织物并在四周以土袋或土枕迅速围堆一反滤井至高出迎水面水位井内投透水料压重如图当下游出现流土管涌时可按上堵下排原则上游以土枕或适当尺寸的土工膜软体排封堵进水口图陡坡抢护示意内帮长土枕下游盖大块无纺土工织物压透水材料严重时可建滤水围井当下游
41、坡出现散浸时一般可覆盖土工织物压重导渗如图或做导渗沟如图图临河封堵漏洞方案排捆沉放前位置纵向压载土枕土袋编织物排体漏水通道木桩尼龙缆绳排体洞口横向压载土枕图背水坡封堵漏洞方案木桩尼龙缆绳滤水围井木桩防滑织物袋边压载滤水排体漏洞碎石围井防滑织物土袋图背水坡散浸压坡浸润线土工织物碎石压载排水沟图背水坡散浸导渗方案浸润线防滑织物土袋压载无纺织物排体尼龙缆绳木桩图土袋子堰编织袋子堤防浪排体横土枕袋土当洪水位过高即将漫顶时可以用土枕或土袋在堤坝顶筑临时子埝如图风浪大时上游同时挂防冲软体排如图土体加筋与加固一般规定加筋是在土体中按一定方向铺设一定的高拉伸模量筋材增加土的抗剪强度抗拉强度和整体性的技术主要的
42、加筋材料有土工织物土工格栅和土工带等加筋用土工织物一般为机织土工织物加筋技术的主要应用领域有软土地基加固稳定的地基上兴建陡坡和建造挡土结构物软土地基加筋设计与施工设计的基本资料堤坝或填土的几何尺寸堤坝高度顶宽和坡角等填土和地基土性质及地质条件地层剖面地下水高程与变幅各层土容重含水率填土的颗粒分析曲线排水和不排水抗剪强度固结和压缩性指标及击实性等加筋材料的强度指标荷载及超荷载等设计方法可采用传统的极限平衡法分深层抗滑稳定性和浅层抗滑稳定性校核两类深层抗滑稳定性校核采用圆弧滑动法针对所论堤坝断面进行圆弧滑动稳定性分析得到未加筋堤坝的稳定安全系数为经多次试算求得最小安全系数为按国标堤防工程设计规范规
43、定确定安全系数为如果堤坝应加筋加筋一般将筋材铺放在堤坝底部底筋如筋材的抗拉强度不足可铺设一层以上或采用高强度筋材任两层这间应铺砂层铺筋后应对筋材强度和筋材的抗拔安全分别进行校核核算方法详见附录浅薄软土层的抗滑稳定性校核采用平面滑动极限平衡法进行校核针对以下情况沿底筋顶面的抗滑稳定沿下卧硬层顶面的抗滑稳定底筋下和硬层顶面以上软土的抗挤出稳定上述校核方法见附录三种情况下的安全系数均应符合规定值施工要点施工包括以下工序准备场地应砍除地表树木及突起物平整场地铺放底筋筋材应尽量宽要求纵向无接缝筋材强度最大方向应垂直于堤轴以人力拉紧使无褶皱铺筋后尽速在其上压载或放砂包防止被风吹掀铺筋后应尽快填土填土前应检
44、查筋材有无孔洞撕裂或绽缝如有损坏应立即修补大面积破坏应割去接缝另接新材小面积破坏应割去破坏部分缝上新块填土图在极软地基上填筑加筋堤的程序横向铺土工织物将织物缝接后卸式卡车卸土筑交通道戗台填两侧土将织物锚定填内部土填两侧土使织物被拉紧填最后的中心部分极软地基按图工序采用轻型机械后卸式卡车先沿筋材边缘卸土在坡两图极软地基上两戗台间填土的程序图一般地基上填土促使加筋材料内产生张力筋材织物褶皱施工前要拉平填土前进方向侧先筑成低戗台后继土应卸在已铺好的土面上土堆高不得超过用轻型机械散土往两戗台间填土平行于堤轴对称地向堤轴方向推进在平面上始终保持填土进程呈凹形如图机械在第一层填土面上只允许沿堤轴方向运行不
45、得折回机械车辙深不得超过第一层土仅靠推土机等轻型工具压实填厚达后才容许采用平碾或汽胎碾一般地基填土工序人工拉直筋材不使折皱在平面上填土由堤轴处向两坡侧推进时如图填土不应太高施工机械的大小与重量不得使车辙深于第一层可用平碾或汽胎碾但勿过压施工观测应布置必要的观测设备如孔隙水压力仪位移边桩及测斜仪随时监测基土动态一旦发现异常现象及时调整填土速率或暂停工和采取对策软土地基排水加固设计得用塑料排水带垂直插入软土地基借水平排水和垂直排水的联合作用加速软土排水固结从而提高软土强度和增大地基承载力塑料排水带地基设计的任务是根据当地土层土质条件给定的加固处理时间选择合理的排水带布置型式间距和长度设计可按塑料排
46、水带地基设计规程进行加筋陡坡设计与施工设计的基本资料堤坝几何尺寸等填土和地基土的性质指标筋材强度指标计算方法按传统极限平衡理论的圆弧滑动法和楔体滑动法进行验算计算步骤针对加筋前的陡坡作稳定分析确定为达到国标规定的安全系数所需的加筋大致范围指需要加筋的加筋设计确定需要靠加筋提供的总加筋力在坡高内将加筋力合理分配决定筋材的间距和长度作内部稳定性复核陡坡的外部稳定性分析沉降计算坡内及坡外排水系统安排以上项的具体计算见附录施工要点施工方法与常规填土类似加筋配合填土层层交替进行清除地面一切杂物平整地表加筋和填土铺筋材筋材主强度方向应垂直于坡面筋材上应插防滑钉采用土工织物筋材时如坡面处要包裹相邻织物搭接至
47、少如不需包裹则平接即可如筋材为土工格栅则两相邻片边缘应卡紧或扎紧填土借机械填土时车轮与筋材间的距离至少应保持粒状土用振动碾或夯板粘性土用气胎碾或平碾压密近坡肩处用轻碾碾压时注意防止筋材移动应压实至要求密度表面处理坡面缓于时如果筋材垂直间距不大于坡面处可不将筋材回折包裹而直接延至坡面为防止雨水与径流冲蚀坡面坡面应植草或采取其他防护措施坡面需要包裹时可将土工织物在坡面处折回使其压在上一层织物下长度应不短于如图若坡面很陡可能需利用堆土袋模架等支持坡面层厚大于时即需支持如筋材是土工格栅在坡面处包裹需要加设细孔土工网或土工织物防止填土漏失图主筋与中间辅筋主筋辅筋可变化距离设置坡面与坡内排水坡面排水坡顶应
48、设排水系统将地表水汇集通过排水沟管导往坡底排走图为在坡缘设置纵向排水沟示意图坡面应植草防冲草种需根据当地土质气候条件优选使能长期成活见条文说明有时尚需在两主筋间增加中间次筋减小间距以防坡面塌落有条件时可在坡面铺合成材料防冲垫坡内排水主要排除地下水如图可以采用以土工织物包裹碎卵石的排水暗沟或土工复合材料的排水体土工复合材料应通过试验确保其芯材有足够抗压曲强度滤膜在压力下凹入芯材芯材仍应有足够的排水能力设排水处土工织物或土工复合排水材料与土接触面强度较低应充分注意其对边坡稳定性的影响图坡面及坡内排水降水集水沟土工织物反滤粗料或土工复合材料排水回折带孔管碎石土工织物导致坡外加筋土挡墙设计与施工设计的
49、基本资料墙高墙面仰角墙顶超荷载填土与基土特性指标等加筋土挡墙的组成及形式墙面系统基础筋材和填土如图加筋土挡墙有刚性筋式和柔性筋式两种型式前者用加筋带或刚性大的土工格栅后者用土工织物建成图加筋土挡墙的基本型式刚性筋式柔性筋式拉筋土工织物基础面板图两种挡墙型式的破裂面刚性筋式柔性筋式破裂面朗金破裂面实测破裂面筋材刚度模量不同墙后填土的潜在破坏面形状有异刚性筋式抗拉模量高和柔性筋式模量较低的设计破坏面如图加筋土挡墙设计可循以下步骤按经验确定一个初始核算墙断面确定作用于墙上的各项荷载其中包括土压力墙体外部稳定性验算筋财内部稳定性验算必要时调整筋材长度以利施工初始断面初设水平筋材长度应不小于和为墙高墙顶填土面如为斜面或填土上有集中荷载筋长应不短于荷载包括墙后填土重墙顶超荷载和土压力等墙背土压力按库企理论确定见附
