堤防工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)

1、堤防工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)目 錄前 言第一章 綜述第二章 土工合成材料的功能和設(shè)計原則第三章 堤防系統(tǒng)的防滲、排滲和加固第四章 防護工程第五章 防汛搶險工程第六章 使用和開發(fā)中的一些問題本書由包承綱主編，全書分為前 言，第一章 綜述，第二章 土工合成材料的功能和設(shè)計原則，第三章 堤防系統(tǒng)的防滲、排滲和加固，第四章 防護工程，第五章 防汛搶險工程，第六章 使用和開發(fā)中的一些問題等六章，系統(tǒng)講述了土工合成材料在堤防工程中的應(yīng)用，

2、對廣大巖土工程工作者是一本很好的參考用書，對于土工合成材料(geosynthetics)在鐵路、交通工程中的應(yīng)用也有很好的參考價值。前 言洪澇災(zāi)害是我國自然災(zāi)害中危害最大、損失最嚴重的災(zāi)害。長江、黃河等七大江河的中下游及沿海平原地區(qū)，面積占國土總面積的 8％。這里有全國 40％的人口和 35％的耕地，工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值占全國的 70％，也是中國人口最密集、經(jīng)濟最發(fā)達的地區(qū)。該地區(qū)的洪澇災(zāi)害嚴重，是我國國民經(jīng)濟和社會持續(xù)發(fā)展的心腹之患。我國

3、在防御洪澇災(zāi)害方面做出了很大努力并取得非凡成就，但由于自然、社會和經(jīng)濟條件的限制，我國現(xiàn)在的防洪減災(zāi)能力仍較低，江河和城市防洪標準普遍偏低，不能適應(yīng)社會、經(jīng)濟迅速發(fā)展的要求，防洪減災(zāi)仍是一項長期而艱巨的任務(wù)。河道堤防是我國防洪工程體系的重要組成部分。在長江、黃河等七大江河的中下游地區(qū)，堤防是防御洪水的最后屏障。目前我國建有各類堤防 25 萬 km，其中主要堤防 6.57 萬 km。我國現(xiàn)有的堤防有三大特點。一是堤基條件差，堤防傍河而

4、建，在堤線選擇上有很大的局限性，基礎(chǔ)大多為沙基，而且絕大部分堤防的基礎(chǔ)基本上沒有進行處理。二是堤身質(zhì)量差，不少堤防是在原民堤的基礎(chǔ)上，經(jīng)歷年逐漸加高培厚而成，往往質(zhì)量不佳。三是堤后坑塘多，尤其是長江干堤和洞庭湖、鄱陽湖區(qū)，筑堤土料嚴重不足，多年來，普遍在堤后取土筑堤，取土坑、塘多未做處理，覆蓋薄弱。因此當(dāng)遭遇洪水時，經(jīng)常發(fā)生管涌、滑坡、崩岸和漫溢等險情，嚴重者導(dǎo)致大堤潰決。在 1998 年的洪澇災(zāi)害中，僅長江中下游干堤就出現(xiàn)險情 610

5、0 多處，高水位時每天出險 300 余處。在奪取 1998 年抗洪斗爭全面勝利后，全國各地掀起了以堤防工程建設(shè)為重點的水利建設(shè)新高潮。黨中央、國務(wù)院多次強調(diào)，在災(zāi)后重建工作中，要運用先進技術(shù)，堅持質(zhì)量第一。對土工合成材料的推廣應(yīng)用給予了高度重視，朱镕基總理親自指示要在大修堤防工作中采用，并對推廣應(yīng)用土工合成材料作了多次重要批示。為貫徹落實黨中央、國務(wù)院的指示精神，科學(xué)有序、積極穩(wěn)妥地做好土工合成材料的推廣應(yīng)用工作，在國家經(jīng)貿(mào)委的支持下

6、，水利部國際合作與科技司、水利部建設(shè)與管理司以及國家防汛抗旱總指揮部辦公室，共同組織從事科研、管理、設(shè)計、施工、教學(xué)的專家，在總結(jié)多年土工合成材料應(yīng)用經(jīng)驗和國內(nèi)外最新進展的基礎(chǔ)上，編寫了這本《堤防工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)》。本書也是“水利科技減災(zāi)系列叢書”之一。它的出版，旨在向廣大工程技術(shù)人員和基層干部群眾推廣普及土工合成材料在堤防工程中的實用技術(shù)和應(yīng)用知識，為在堤防工程中推廣應(yīng)用土工合成材料提供技術(shù)支撐。本書也可作為水利工程設(shè)計、施工

7、、管理等技術(shù)人員的培訓(xùn)教材。土工合成材料在早期曾被稱為“土工織物”(geotextile)和“土工膜” (geomembrane)。隨著工程需要，這類材料不斷有新的品種出現(xiàn)，例如土工格柵、土工 網(wǎng)和土工模袋等，原來的名稱已不能準確地涵蓋全部產(chǎn)品，這樣，在其后的一段時期內(nèi)，把它們稱之為“土工織物、土工膜和相關(guān)產(chǎn)品(related product)”。顯然，這樣的名稱不宜作為一種技術(shù)名詞或?qū)W術(shù)名詞。為此，1994 年在新加坡召開的第五屆國

8、際 土工合成材料學(xué)術(shù)會議上，正式確定這類材料的名稱為“土工合成材料” (geosynthetics)。土工合成材料的原材料是高分子聚合物(polymer)。它們是由煤、石油、天然氣或石灰石中提煉出來的化學(xué)物質(zhì)制成，再進一步加工成纖維或合成材料片材，最后制成各種產(chǎn)品。制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯(PE)、聚酯(PER)、聚酰胺(PA)、 聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等。聚乙烯是在 1931 年前后，首先由英國 ICI 公司研

9、制成功的，1939 年成為商品在市場上出售，它是聚合物中分子結(jié)構(gòu)最簡單的一種，可分為低分子量和高分子量兩類。聚乙烯的比重為 0.92，耐酸堿，抗化學(xué)劑能力強，吸濕性低，低濕時仍具柔性，電絕緣性極好。在 1950 年前后，又開發(fā)出了高密度聚乙烯(HDPE)材料，其比重、機械強度、熔點和硬度等都比低密度的為優(yōu)。聚酰胺約在 1935 年研制成功，俗名為尼龍，其吸濕性較高，干燥時有一定絕緣性、機械性能好。聚酯于 1941 年前后問世，它包括

10、聚酯樹脂、聚酯纖維和聚酯橡膠等。聚丙烯于 1954 年研制出來，1957 年成為商品出售。它的比重為 0.90～0.91，耐溫范圍-30～1400C，耐化學(xué)劑性能較好，惰性強，價格低廉，是目前應(yīng)用最多的原材料之一。此外，常用的原材料還有聚氯乙烯，它的比重為 1.4，具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性，不燃燒，可用于制造透明薄膜、管道、板材等。以上五種原材料的性能對比如表 1-1 所示。表 1-1 1-1 幾種高分子聚合物性能對 幾種高分子聚合物性能