堤防工程土工合成材料应用技术.doc

前言
洪涝灾害是我国自然灾害中危害最大、损失最严重的灾害。长江、黄河等七大江河的中下游及沿海平原地区,面积占国土总面积的8%。这里有全国40%的人口和35%的耕地,工农业总产值占全国的70%,也是中国人口最密集、经济最发达的地区。该地区的洪涝灾害严重,是我国国民经济和社会持续发展的心腹之患。
我国在防御洪涝灾害方面做出了很大努力并取得非凡成就,但由于自然、社会和经济条件的限制,我国现在的防洪减灾能力仍较低,江河和城市防洪标准普遍偏低,不能适应社会、经济迅速发展的要求,防洪减灾仍是一项长期而艰巨的任务。
河道堤防是我国防洪工程体系的重要组成部分。在长江、黄河等七大江河的中下游地区,堤防是防御洪水的最后屏障。目前我国建有各类堤防25万km,。
我国现有的堤防有三大特点。一是堤基条件差,堤防傍河而建,在堤线选择上有很大的局限性,基础大多为沙基,而且绝大部分堤防的基础基本上没有进行处理。二是堤身质量差,不少堤防是在原民堤的基础上,经历年逐渐加高培厚而成,往往质量不佳。三是堤后坑塘多,尤其是长江干堤和洞庭湖、鄱阳湖区,筑堤土料严重不足,多年来,普遍在堤后取土筑堤,取土坑、塘多未做处理,覆盖薄弱。因此当遭遇洪水时,经常发生管涌、滑坡、崩岸和漫溢等险情,严重者导致大堤溃决。在1998年的洪涝灾害中,仅长江中下游干堤就出现险情6100多处,高水位时每天出险300余处。
在夺取1998年抗洪斗争全面胜利后,全国各地掀起了以堤防工程建设为重点的水利建设新高潮。党中央、国务院多次强调,在灾后重建工作中,要运用先进技术,坚持质量第一。对土工合成材料的推广应用给予了高度重视,朱镕基总理亲自指示要在大修堤防工作中采用,并对推广应用土工合成材料作了多次重要批示。为贯彻落实党中央、国务院的指示精神,科学有序、积极稳妥地做好土工合成材料的推广应用工作,在国家经贸委的支持下,水利部国际合作与科技司、水利部建设与管理司以及国家防汛抗旱总指挥部办公室,共同组织从事科研、管理、设计、施工、教学的专家,在总结多年土工合成材料应用经验和国内外最新进展的基础上,编写了这本《堤防工程土工合成材料应用技术》。本书也是“水利科技减灾系列丛书”之一。它的出版,旨在向广大工程技术人员和基层干部群众推广普及土工合成材料在堤防工程中的实用技术和应用知识,为在堤防工程中推广应用土工合成材料提供技术支撑。本书也可作为水利工程设计、施工、管理等技术人员的培训教材。
在本书的编写过程中,龚履华研究员,李广信教授以及天津水利勘测设计院和浙江省水科所等为本书提供了许多资料。李广信、俞仲泉、徐少曼等专家对本书进行了审阅,提出了许多宝贵意见。此外,还得到了长江科学研究院、水利部科技推广中心的大力支持,在此一并向他们表示衷心的感谢。
由于编写时间紧迫,书中定会存在许多不足乃至错误,敬请广大水利工作者给予批评指正。
编者
1999年11月
目录

第一章综述

第一节土工合成材料的含义及其应用概况
第二节土工合成材料的种类
第三节土工合成材料的耐久性和防护保养
第四节土工合成材料的性能和测试方法

千百年来,在水利工程中,人们广泛采用的材料主要是木、竹、土、石等天然材料以及一些金属材料,但它们都有一些固有的缺陷,例如性能单一,质量大,寿命不长,价格昂贵等,故不能全面满足工程的特定需要。同时天然材料毕竟数量有限,而且不少天然植物材料如过分利用还会影响自然界的生态平衡,破坏人们赖以生存的环境空间,例如大规模地砍伐森林树木,破坏地表植被,会造成水土流失和荒漠化。有些金属材料虽然性能良好,但容易锈蚀,且成本较高,从而限制了其应用范围。随着近代化学工业的迅速发展,品种繁多的人工合成材料陆续问世。它们具有多种能满足工程需要的性能,可制成各种符合实用目的的产品,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,为岩土工程提供了一种崭新的较为理想的材料,并由此带来一种实施简便和经济有效的技术途径。鉴于这种人工合成材料的强大生命力,因此近二三十年来在全世界范围内得到迅速的发展和广泛的使用。据不完全统计,它们已在数十万项工程中得到成功的应用,取得了良好的经济、社会和环境效益;在一些抗御自然灾害的斗争中,更显出其快捷、有效、简便的特点。无怪乎这一项新材料和新技术被人们誉为20世纪岩土工程中的一项技术革命。
第一节土工合成材料的含义及其应用概况
什么是土工合成材料,概括而言,土工合成材料是应用于岩土工程的、以合成材料为原材料制成的各种产品的统称。因为它们主要用于岩土工程,故冠以“土工”(geo一)两字,称为“土工合成材料”,以区别于天然材料。
土工合成材料在早期曾被称为“土工织物”(geotextile)和