土工织物在濮阳李桥险工改建中的应用（王洪光,毛华,吕兆华,高同美）

1、缘由

濮阳李桥险工位于河南黄河下游范县境内，共有坝垛25道，工程长度2321m,坝垛多为六十年代抢修而成。除工程整体布局不合理，坝顶高程、宽度、坦石厚度、根石台高程等达不到设计要求外，还存在土坝基无粘土胎或土工织物，遇雨水或水流冲淘易坍塌破坏，致使土坝基的御水能力先天不足。为提高李桥险工的抗洪强度，2008年改建时，在坦石与土坝基之间铺设透水滤沙的土工织物（以下简称“土工布”），使之起到反滤护土的作用。

2、土工布反滤体结构形式

2.1 土坝坡

土坝基的边坡对土工布的铺设及以后的运行稳定影响较大，经计算并参照同类工程的经验，本工程边坡采用1:1.3；同时，为有利于其上土工布及保护层粘土砖的稳定，在土工布上下边缘土坝基位置开挖防滑槽。

2.2 土工布

在裹护体土坝基边坡上铺设土工布，其铺设范围直接影响到防渗透破坏的效果，为了达到预期的目的，土工布顶部和底部按照设计要求，埋入预开挖的防滑槽内。

2.3 保护层

为防止裹护体散石对土工布的接触破坏，土工布上面覆盖一层粘土砖作为过渡层，粘土砖为长方体，其尺寸为240mm×115mm×53mm。铺设时，顺扣砌筑，分层排垒，上下咬茬，排挤紧密，以起到对土工布的保护作用。

3、土工布技术指标

土工布选择根据《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》（SL/T225-98），土工布材料必须符合该规范的反滤准则：一是保土性。防止被保护土流失引起渗透变形；二是透水性。保证渗透水通畅排除；三是防堵性：保证不致被细土粒淤堵失效。

对于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：O95≤0.5d85

式中O95—反滤布等效孔径，mm。

d85—被保护土壤特征粒径，mm。

通过改建工程取土场土样颗分试验，d85=0.0316mm～0.2224mm，由此，选取土工布的等效孔径为：O95≤0.5d85=0.0158mm～0.1112mm

依据《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》（SL/T225-98）要求，反滤布的透水性应符合以下条件：Kg≥10ks

Kg、ks—土工织物、被保护土的渗透系数，cm/s。

根据改建工程取土场颗分试验，筑坝土料为中粉质壤土或重粉质壤土。据《水力计算手册》，该类土夯实后其渗透系数ks=5×10-3～10-4。本设计取：kg≥5×10-3

防堵要求：根据《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》（SL/T225-98）规定：当kg≥10－5cm/s时，GR≤3。

GR—梯度比，试验方法见有关规程

本工程ks=5×10-3～10-4>10-5，取GR≤3

4、土工布反滤体施工工艺

4.1 施工准备

土工布施工是一项新工艺，为了确保质量，施工准备包括：土工布施工人员上岗前培训。制定施工方案，按设计要求选购土工布材料，并按规范要求和有关规定进行检验，检验合格后妥善保管，清除施工现场有碍土工布安全的各种杂物。

4.2 土工布质量管理

土工布质量管理包括工厂制作、运输、仓储、工地临时存放、现场铺设、连接以及保护等较多环节。工程根据国家有关规程，遵照设计要求和施工条件认真制定了《李桥险工改建反滤土工织物施工质量管理办法》，监理工程师据此进行质量控制和单元工程质量评定。要求施工单位必须建立健全质量保证体系，要从单元工程施工各工序着手，严格推行“三检制”，上道工序不合格不得进行下道工序施工。

4.3 施工前检查

施工前须做好检查工作，一是检查地基、坡面等前期工程验收资料是否齐全，二是检查支持层表面是否平整光滑，三是检查基底及坡面土质干密度是否达到了设计要求。四是现场检查土工布外观质量，主要看布面有无熔点、漏点，接头是否牢固，布是否均匀，留边处是否平整无褶皱等，发现质量问题应经处理后方可使用。对严重质量问题，如留边褶皱较多，接缝焊接不牢，留边布短不易缝合等，由监理工程师认证后进行了退货处理，以保证所有用于工程的土工布全部为合格产品。

4.4 土工布铺设

土工布主要作用是防止河水、渗水、雨水的冲刷或渗透破坏。根据设计、工程现场实际情况，土工布铺设采用人工铺设。

4.4.1施工过程中要采取有效措施，做好坝胎土坡，保持土坡平整。

4.4.2铺土工布力求平顺，松紧适应，与土面密贴，不留空隙，避免人为和施工机械的损伤。

4.4.3相邻织物块拼接时，上游面在上，下游面在下，平面搭界宽度不小于30cm。

4.4.4坡面铺设自下而上进行，坡顶、坡脚以锚固或其它可靠方法固定，防止滑动。铺设不宜拉得太紧，剪裁应预留3%-5%的褶皱长度。

4.4.5铺设土工布防止损坏，如发现及时修补或更换。

4.4.6与岸坡结构物的连接处不能留空隙，结合要好。

4.4.7土工布搭接宽度为15-20厘米，在具体施工过程中考虑施工困难，采用一联三幅形式。

4.4.8按照设计要求，土工布顶部低于坝顶0.5m，水平宽度2.0m，土工布底部低于原根石顶1.0m，水平宽度1.0m。

3.3.9土工布铺设完毕后，在其上覆盖一层粘土砖作为过渡层，以保护土工布。

5、施工注意事项

5.1 在填土时，必须对每层土进行压实，达到设计指标。

5.2 土工布铺设自上而下人工铺设，自下游侧开始，依次向上游侧平展铺设，其上面边缘压一层砖，以免下滑或打皱。

5.3 预留出温度变化引起的伸缩变形量，一般预留3-5%（即褶皱长度），铺设过程中应随时检查布的外观有无破损、麻点、孔眼等缺陷，若有应及时用新鲜母材修补，修补每边应超过破损部位10-20厘米。

5.4 土工布表面应平整光滑，厚度均匀，不允许有针眼、疵点、裂纹、裂口等。

5.5 应选用较宽幅的土工布，若拼接，应按施工图纸的要求在工厂或现场工棚内进行，拼接方法应按招标文件的要求进行。

5.6 铺设作业人员应穿胶底鞋。

5.7 粘土砖施工时，工作面上不宜上重型机械和车辆，粘土砖的速度应与铺布速度相配合。

6、效益分析

李桥险工的改建，不仅工程整体面貌大大改观，而且由于在土坝基与裹护体之间应用了土工布新材料，使工程抗御洪水的能力大为增强。经过近一年来的运行，土工布有效阻止了雨水沿坦石缝隙渗出时带出坝体土颗粒对工程造成的渗透破坏，坝体土胎及坦石裹护体完整无损，大大减少了工程维护费用，它所产生的效益是非常显著的，并对提升黄河下游防洪节点工程的抗洪能力将发挥更大的作用。

稿件来源：黄河报·黄河网