土工充泥袋抛坝促淤试验研究与实践.doc

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1、土工充泥袋抛坝促淤试验研宄与实践摘要：作者对土工充泥袋代替块石作为建筑材料，在水流作用下袋体的保沙性能和充泥袋的稳定性能等关键问题开展了一系列室内外试验研究，并提出了相应的解决措施。根据土工充泥袋稳定要求而研制的新型袋体“沙垫”现已在工程实践中广泛应用。关键词：土工充泥袋漏沙率保沙率袋体稳定土工合成材料是一种新型的建筑材料，已广泛应用于水利、水电、公路、铁路、海港以及军工等各个领域。黄河因泥沙颗粒较细，洪水流速较大，土工充泥袋应用于护岸工程时，保沙性能要求较高。因此，土工充泥袋外层用聚丙烯充泥袋布，内层用聚乙烯薄膜复

2、合制成土工复合袋，然后，把袋体安装在抛枕架内，由人工把泥沙装入袋中，封住袋口后，扳动抛枕架，将袋体抛入加固堤段。实践表明，土工复合袋人工装沙用于黄河大堤防冲加固取得了较好的效果。浙江省绍兴、萧山等地于20世纪90年代初用泥浆泵充填土工长管袋在钱塘江河口高滩上进行围垦筑堤。实践表明，在治河抢险等水利工程中用土工充泥袋代替石方具有施工进度快、造价低、又能就地取材和便于机械化施工等，应用前景十分广阔。钱塘江河口泥沙颗粒细，涨、落潮流速大，能否用土工充泥袋代替石方作为钱塘江南股槽整治工程材料，土工充泥袋在水流作用下的保沙性能

3、和袋体的稳定性能等是关键问题。对此，作者开展了一系列室内、外试验研究。通过室内和现场试验得知，解决袋体的保沙问题，首先应根据泥沙的粗细情况合理地选择袋布，用泥浆泵充填土工充泥袋结束后其外侧及时加抛石渣和块石，或者在袋体外加包塑料薄膜使袋体免受水流和风浪的淘刷，从而达到保沙目的。至于袋体稳定问题，宜采用大体积的袋体，但袋体的长宽比(L/B)应在〜之间。根据这一要求，在钱塘江南股槽整治实践中，研制出大体积土工“沙垫”代替长管袋。这种大体积“沙垫”现已广泛应用，取得了显著的经济效益。1土工充泥袋布的选择现场泥沙颗粒级配及其

4、物理特性试验现场位于钱塘江尖山河湾南岸曹娥江口东侧(图1)。现场土样经颗粒分析，泥沙粒径：d50=,d10=,d60=,曲率系数Cc=d230/(d60*dl0)=,不均匀系数Cu=d60/dl0=,属颗粒较均匀的细粉沙。泥沙起动流速为〜/s，干容重〜/m3，渗透系数X10-4〜X10-5cm/s，内摩擦角20°〜27°。土工充泥袋布的选择土工充泥袋布的选择选择充泥袋布的原则是：用泥浆泵进行充填时，袋布应满足抗拉强度、透水保沙性能等方面的要求；由于用量很大，所以又要求所选用的土工布价格低廉。我们根据就近的原则选用了常

5、州塑料编织总厂和杭州新丰塑料厂生产的土工充泥袋布。其基本特性见表1。室内、外试验结果表明，用泥浆泵充填土工充泥袋时，袋布的抗拉强度应每50mm大于750N。表1所列的土工充泥袋布的抗拉强度基本上能满足这一要求。表1土工充泥袋布的基本特性产地物理特性力学特性水力特性经纬密度(丝/寸)单位面积质量/(g/m2)厚度/mm拉抗强度/(N/腿)顶破强度/N延伸率(%)当量孔径090/mm渗透系数K/(cm/s)经向纬向经向纬向常州14X1614X151202101516183141892613X10-2X10-2新丰1008

6、00254X10-2土工充泥袋的保沙效果试验用泥浆栗充填土工充泥袋，透水与保沙是相互矛盾的。从施工角度考虑，要求土工充泥袋布有较好的透水性，使充填的泥浆在袋体内排水快，泥沙固结时间短，从而达到加快施工进度目的，但相应保沙效果较差。一般土工充泥袋布都有一定的透水能力，其透水性与土工充泥袋布的单位面积孔的数量及其大小，袋体内泥沙全部漏失。可见，后4种土工充泥袋在流速2m/s左右的水域中难以满足保沙要求。为了进一步探明土工充泥袋漏沙率与流速和冲刷时间之间的关系，用表中1#土工充泥袋试件在水槽内进行了不同流速作用下、持续时间

7、为2h的冲刷试验。其漏沙率与冲刷流速间的关系见图2。从图看出，1#土工充泥袋试件的漏沙率与冲刷流速成正比。当流速为/s时，漏沙率约10%;当冲刷流速大于/s时漏沙率快速增大。1#土工充泥袋试件在水槽内进行保沙试验，试验流速为/s,其漏沙率与冲刷时间的关系见图3。结果表明，随着冲刷时间的增长，漏沙率也逐渐增大，冲刷3h后漏沙率大约稳定在20%左右。由此可知，1#土工充泥袋适用于流速小于/s的水域中。试验现场用1#土工充泥袋筑坝，由于袋体外测未经石渣、块石保护，经过四天大潮流速（每潮流速约/s、持续时间约）的淘刷作用，袋

8、体内的泥沙几乎漏光。现场试验时，对于流速大于/s的水域，用泥浆泵充填1土工充泥袋时，在袋体外侧及时加抛石渣和块石，既防止了水流、风浪对袋体的淘刷，又能有效地防止袋布的老化。21#袋布流速与漏沙率关系曲线31#袋布受流速/s作用与冲刷历时关系表2中3#、6#两种袋布的漏沙率较小。我们用这两种土工充泥袋试件在水槽中进行试验，在/s的流速作用下，其充