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(jì)原則第三章 堤防系統(tǒng)的防滲、排滲和加固第四章 防護(hù)工程第五章 防汛搶險(xiǎn)工程第六章 使用和開(kāi)發(fā)中的一些問(wèn)題本書(shū)由包承綱主編，全書(shū)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(jì)原則，第三章 堤防系統(tǒng)的防滲、排滲和加固，第四章 防護(hù)工程，第五章 防汛搶險(xiǎn)工程，第六章 使用和開(kāi)發(fā)中的一些問(wèn)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(duì)廣大巖土工程工作者是一本很好的參考用書(shū)，對(duì)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(jià)值。前 言洪澇災(zāi)害是我國(guó)自然災(zāi)害中危害最大、損失最嚴(yán)重的災(zāi)害。長(zhǎng)江、黃河等七大江河的中下游及沿海平原地區(qū)，面積占國(guó)土總面積的 8％。這里有全國(guó) 40％的人口和 35％的耕地，工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值占全國(guó)的 70％，也是中國(guó)人口最密集、經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)。該地區(qū)的洪澇災(zāi)害嚴(yán)重，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持續(xù)發(fā)展的心腹之患。我國(guó)

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(huì)和經(jīng)濟(jì)條件的限制，我國(guó)現(xiàn)在的防洪減災(zāi)能力仍較低，江河和城市防洪標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低，不能適應(yīng)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的要求，防洪減災(zāi)仍是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。河道堤防是我國(guó)防洪工程體系的重要組成部分。在長(zhǎng)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(guó)建有各類(lèi)堤防 25 萬(wàn) km，其中主要堤防 6.57 萬(wàn) km。我國(guó)現(xiàn)有的堤防有三大特點(diǎn)。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(méi)有進(jìn)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(zhǎng)江干堤和洞庭湖、鄱陽(yáng)湖區(qū)，筑堤土料嚴(yán)重不足，多年來(lái)，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(shí)，經(jīng)常發(fā)生管涌、滑坡、崩岸和漫溢等險(xiǎn)情，嚴(yán)重者導(dǎo)致大堤潰決。在 1998 年的洪澇災(zāi)害中，僅長(zhǎng)江中下游干堤就出現(xiàn)險(xiǎn)情 610

5、0 多處，高水位時(shí)每天出險(xiǎn) 300 余處。在奪取 1998 年抗洪斗爭(zhēng)全面勝利后，全國(guó)各地掀起了以堤防工程建設(shè)為重點(diǎn)的水利建設(shè)新高潮。黨中央、國(guó)務(wù)院多次強(qiáng)調(diào)，在災(zāi)后重建工作中，要運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，堅(jiān)持質(zhì)量第一。對(duì)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(duì)推廣應(yīng)用土工合成材料作了多次重要批示。為貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)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(guó)家經(jīng)貿(mào)委的支持下

6、，水利部國(guó)際合作與科技司、水利部建設(shè)與管理司以及國(guó)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(jì)、施工、教學(xué)的專(zhuān)家，在總結(jié)多年土工合成材料應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)外最新進(jìn)展的基礎(chǔ)上，編寫(xiě)了這本《堤防工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)》。本書(shū)也是“水利科技減災(zāi)系列叢書(shū)”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(shí)用技術(shù)和應(yīng)用知識(shí)，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(shū)也可作為水利工程設(shè)計(jì)、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(chēng)為“土工織物”(geotextile)和“土工膜” (geomembrane)。隨著工程需要，這類(lèi)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(lái)的名稱(chēng)已不能準(zhǔn)確地涵蓋全部產(chǎn)品，這樣，在其后的一段時(shí)期內(nèi)，把它們稱(chēng)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(chēng)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(kāi)的第五屆國(guó)

8、際 土工合成材料學(xué)術(shù)會(huì)議上，正式確定這類(lèi)材料的名稱(chēng)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(lái)的化學(xué)物質(zhì)制成，再進(jìn)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(guó) ICI 公司研

9、制成功的，1939 年成為商品在市場(chǎng)上出售，它是聚合物中分子結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，可分為低分子量和高分子量?jī)深?lèi)。聚乙烯的比重為 0.92，耐酸堿，抗化學(xué)劑能力強(qiáng)，吸濕性低，低濕時(shí)仍具柔性，電絕緣性極好。在 1950 年前后，又開(kāi)發(fā)出了高密度聚乙烯(HDPE)材料，其比重、機(jī)械強(qiáng)度、熔點(diǎn)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(shí)有一定絕緣性、機(jī)械性能好。聚酯于 1941 年前后問(wèn)世，它包括

10、聚酯樹(shù)脂、聚酯纖維和聚酯橡膠等。聚丙烯于 1954 年研制出來(lái)，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(qiáng)，價(jià)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(duì)比如表 1-1 所示。表 1-1 1-1 幾種高分子聚合物性能對(duì) 幾種高分子聚合物性能