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水利水电工程土工合成材料应用技术规范

2023-10-31 产品中心

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  1、中华人民共和国行业标准水利水电工程土工合成材料应用技术规范SL/T 22598条文说明目 次1总则(2)2术语、符号(2)3材料及其性能测试 (2)4反滤、排水(2)5防渗(3)6护焊和防冲(4)7土体加筋与加固(6)SL/T 225 -98.(水利水电工程土工合成材料应用技术规范条文说明31总 则1.0.1 80年代初,我国即开始土丁织物等土丁介成材料的应用和研究。据不完全统计,应用这种 材料完建的匚程迄今已超过七八千项.材料与技术的优点愈来愈为1程界所认可,尤其是近儿年 来在防洪抢险中的大量应用及其成效,引起了广犬右T. I】程人员的高度重视。该技术还没有 被设计、施工人员深入掌握,限制了

  2、它的进步发肚。方强烈耍求制定出一本标准,为设汁打施 工提供正确应用的方法,故制定本规范。1.0.2 土合成材料技术只是匚程中的组成部分,施匸屮的许多要求与一般匸程中的规定基本相 同,这里仅为这种新技术提出补充规定。1.0.3 土工合成材料只是主体工程中的个组成部分,其设讣、施工理应符合其它有关规程、规范 的规定.2术语、符号2.1参考类国ASIM资料、土工介成材料丁程应用于册和中华人民共和国国家标准GB/T 13759 土工布术语等.3材料及其性能测试3.1 一般规定3.1.1按IGS分类法编写.3.1.2相关特种材料产品甚多,这里只列出了本规范中提及的几种。3.2性能指标及其测试3.2.2

  3、土丁织物在丁程实际斥力作用卜被斥薄,透水性及等效孔径降低,故应注意到其对设计的 影响.3.2.5式(3.2.5)在国际上普遍采用。3.2.7普遍的工程经验。4反滤、排水4.1 一般规定4.1.3用粒状材料建竖向或斜向反滤或排水体质最很难保证。采用七匸介成材料,不仅能保证质 最,而且施匸方便.4.1.4可以采用土工织物作反滤和排水体的工程项U很多,这里列举的只是其屮的一部分,它们 的设计方法在原理上基本相同。4.2反滤准则4.2.1这是任何反滤材料必须遵守的耍求。SL/T 225 -98.(水利水电工程土工合成材料应用技术规范条文说明5对J:编织型土工织物保土性准则可以采用以卜规定:1粘粒含吊人

  4、J-10 %的粘、壤土,在覆孟保护层块人(04 mxo.6 m)缝隙小(如预制件)的条 件下,可采用OgoWlOdgo。2粘粒含昴小J: 10 %的砂性土,在覆盖保护层块人(04 mxo.6 m)缝隙小(如预制件)的条 件下,可采用0(25)如$浪高小于06m时,取大值,否则取小值注,g农示编织上工织物的零效孔径.4.3通用设计方法4.3.3材料尚须符合(眶直)透水性耍求,否则水磺不能进入织物而排走。材料用作排水体时,冇 人鼠水需耍排走,主要靠织物的平面排水能力,需耍验算。4.3.4 土工织物与坡而的縻擦系数较小,仃滑动的可能性,对其稳定性应予以核算。4.3.5为保证土丁织物正常丁作,必须加以

  5、保护。其端部应予以固定,防止位移.卜端更应妥加 保护,不允许冲刷破坏.4.4坝内竖式排水体设计4.4.1竖式排水体是坝内排水的一种熨式。以往采用砂砾等透水材料,现以土工织物取代。该设 计方式应与传统设计方式类似.4.4.3按传统方式估算來水最。4.4.5山堤坝底垫层排出的水届应为竖向排水体的來水和地肚流入垫层的水磺两者Z和,后者可 按传统方法估算。4.5施工要求4.5.4仃往复流时,织物后而的土料不易形成人然滤层,需耍铺薄砂层了以改善。土工织物是聚介材料,紫外线直接照射会引起降解等破坏作用,故应尽早覆盖保护。5防 渗5.2 土工膜防渗结构5.2.1设上、卜犁层是为了保护土丁膜和提供膜卜排水.5

  6、.2.2所列防护层材料皆是已建匸程中人彊W用的类型.5.2.3 土石坝的防护层及上垫层的做法可参考表5.2.3。5.3 土石堤、坝防渗设计5.3.2 1厚度是根据国内坝匸实践经验确定的.5.4防渗铺盖设计5.4.2铺盖卜地甚总不免产生局部裂缝,为安全计,假设裂缝宽度达到5 mm10 mn时,验算在水 压力作用卜,土工膜的抗拉强度及应变是否能接受,据此计算膜所需厚度.5.4.3这里只是用土T膜代替传统的粘土,故对土工膜耍求的尺寸应符合现彳J:规范.5.4.5膜卜枳水、积气会造成上工膜破坏,必须将它们排除,建议的方法在实践中已用过。表5.2.3 土石坝的防护层及上垫层险护层型式土工膜类型建议上垫层

  7、型式防护层做法俺制混凝土板复合土工膜(号无纺织物复介)不设上垫层混凝土板宜接铺在膜1:土工膜喷沥宵胶砂或浇厚约4 5的 无砂混凝上板第在上垫J5上.接缝处塞册腐木条匚1 ,我PVC块料尊留排水孔现浇混於十板或 钢筋网混凝土板复合土工膜不设上垫层板直接浇在膜E土匚膜膜上先浇厚约5 on的细艮 砂混凝七年层在垫层上布再浇混凝土.分缝间 距约15叫缝间填防能儿了吗邮脂,或PVC块料等,昭川水孔浆砌石块复合土工膜铺孚约15 cm、沦径小于2 on 的碎石垫层任垫层上砌仃应役丼水孔JnJHll.Bm土 T瞅铺百约5 cm.细砾混駐土堆层F砌石块复合土匸膜铺耳约15 on粒径小T4 an 的碎石垫层在垫层

  8、上铺r砌石块土【-膜铺旧约8 cm的细砾无砂混凝 土或无砂浙青混凝土垫层木节所述的防范措施的具体作法如下:根据膜卜土层渗透性的高低,在膜上每隔30 m50 m 设一逆止阀。即在膜上开一貢径为20 on的孔,焊上一块直径为30 cm的针刺无纺土丁织物。在约 1.5m深度处预理一肖能为40 on的混凝土块,块上系尼龙绳名根,向匕穿过土匸织物,并和其匕铝 盖板连接。地面以上的绳长约15 on,则铝板将随膜卜水气压力的人小而上浮或卜孟,如图5.4.5 所示。对蒂泄次数少、水位变幅不人的浅水水咋,亦可采用简易逆止阀,在土工膜上每隔一定距离开 一孔洞,贴匕比孔洞稍人的针刺无纺土T织物,比上放置比洞人火的泥

  9、饼,瓦成分为粉砂加5 %的 膨润土或沥消乳液。泥饼作用与上述铝溢板的作用相同。排水排7盲沟。在土工膜铺盖卜部设置纵横盲沟,使水7集中到儿条沟内,排往卜游。盲沟可 在沟内以土工织物包表卵碎石而成。5.5.3忖前我国主耍采用的开槽设备与方法冇3种:钻孔诳孔冲槽、链条带抓斗挖捌和梯形锯槽 机挖掘.后两种方法在粘性十层中作业较慢.在远离电力的地方,应自备发电设备。我国用土工膜作垂直防渗体首创J湘建省水利系统,山东省予以改进,江苏省的开槽深度现已 达到16 m。辽宁省水利科学研究院研制成功了锯槽机,深度可达12 m,仍在发展Z中。开槽的关键是泥浆祸壁,泥浆配介比应通过试验确定。6护岸和防冲6.1 一般规

  10、定6.1.1与传统的防护工程如帚枕、柴排、抛石等相比,土丁织物冇反滤功能,能在水流作用卜保护 上粒不致潦失,而水流畅通,这样就保证了土体的稳定性。另外,这样一种材料由工厂生产,比犬然材料 的來源多,质最稳定.6.1.2三维防护网是-种新型防护材料。将它固定在坡面上,植草后,它能保护草籽生长,而草的SL/T 225 -98.(水利水电工程土工合成材料应用技术规范条文说明7根系又发挥固坡作用。此外还可以美化坏境。6.1.3将土工织物作成各种规格的制品,可随时调用,免得在现场制作,耽误时间6.2对土工织物材料的要求6.2.2白动力作用和往复水流时,在土织物后面不能形成犬然滤层,为保证细七粒不流失,对 织

  11、物孔径应有较高要求。6.3软体排设计与施工要点6.3.1软体排覆盖在有水流冲刷处,既能削减水流冲击能帚,乂借贰反滤作用,使十粒不被水流冲 走,来保证了土体的稳定性.6.3.3单片排和双片排在我国都曾应用过,这里是工程实践的经验。6.3.4条文中褶皱系数和收缩系数都是过去实践经验的数字.6.3.116312国内冃前还没冇统一、配套的沉排机H与规程,皆是根据已何条件,因地制宜地 组织施1-这里介绍的是国内较普遍的方法。在我国乐北,尚勺进行冰上沉排的,即先在冬犬河流 的冰面上制作好排体,并压盖好,待春融时,利用齒冰技术,四周开沟,助其下沉。64 土工模袋护坡设计与施工要点6.4.1国内利用模校护坡

  12、的匸程C较多,农6.4.1所列为其中的一部分川供参考。表 41国内模袋护坡使用型号举例工程地点工程性质検袋型廿充填料允填”度 (cm)H期爸注混凝1砂浆江苏南E河U1岸内河道护坡FP-3.5有过滤点江苏无错锡澄运河内河道护坡CX1507151985.6无过沌点另 装潅水骨江苏常州南运河内河逍护坡混凝土 1507151986.11无过滤点另 装潘水骨上海淀浦船闸引航道护坡混礙土 1507151987.3无过濾点J 装海水骨上海雨汇县海堤护坡混锻1 2007201986.12上海川沙县海堤护坡混禺1 2007201986.12内蒙古巴也排灌乗逍防护7101986.7冇过滤点江

  13、苏敏江港K江港口引航道口门7171987.12无过滤点江苏恭州船闸刪制引飢道防护7151987.12天沬尔王庄河堤防护7121987有过濾点江苏泰兴航逍护坡7IS1988.3无过滤点江苏南通长江祚渡停泊区防护7151988.3冇过滤点上海嘉定海堤护坡720301988无过滤点6.4.4在推导公式(6.4.4)时,坡顶模袋长厶范閘内的摩阴力未予考虎,作为安全储备。6.4.5使用无过滤点模袋时,如果需耍推出袋卜渗水,则需在模袋充填后及时装设排水孔.6.4.7扌押余灌料故障的经验系山模公生产厂商和施匸队伍提供。充灌砂浆和混凝土的配介比町 参考表6471和表647 2。SL/T 225 -98.(水利

  15、植被防护设计与施工要点6.5.2植被必要性的经验系由美国AKZD Nobel公诃提供。该公诃是一家国际知名的厂家,专门 生产防冲席垫,利用该产品完成的工程其多。6.5.4草杼应根据当地气温、降水和土质条件进行优选。中国科学院杭物研究所的专家提供的草 籽可供参考,如表6.5.4所示.表6.5.4可供草籽参考表(中国科学院植物研究所)地区草籽名称地区草籽名称华北、东北、西北炉1 smru 1育(沈阳以南华南雀稗假睑草购耳草华中、华东狗牙根、离羊茅、黒麦草WOjKi思芒麦、垂凰披减草西南届帕牛楸菟、园草芦、总麦草无芒笊麦、老芒麦7 土体加筋与加固7.1 一般规定7.1.1加筋土技术是一项应用较广的技

  16、术,我国已在多项工程中应用。7.1.2我国加筋土人多采用机织土工织物和加筋帯,国外用土工格栅居多。国外仃些低堤坝也 曾应用无纺土工织物,这类材料强度较低,伸长晟较大.7.2软土地基加固设计与施工7.2.2卮定讣算的实用方法仍是传统的极限平衡法,虽然也仃采川仃限元法的,但不确定因索较 多,成來的可靠性很难保证,目前只能作为辅助方法。7.2.3用园弧滑动法验算深层抗滑稳定性,忖前已发现理论上加筋的效果并不显著,爭实上刈工 程却起到了良好的作用,说明此法偏保守。其实际效果可能是地某中的应力场发牛了改变,賊变 场也何变化,并如加筋使地基土的侧向位移受到限制,但这些正面效应迄今尚未能泄最计及。也丿、 是

  17、一种偏保守的、有待进一步研究的课题。SL/T 225 -98.(水利水电工程土工合成材料应用技术规范条文说明117.2.5筋材是一种抗拉材料,发挥的拉力随其应变增人。施匸时血从始至终保持一定的应变, 否则不能利用其拉力。故铺设筋材时,往往耍给予预拉,使效果更好。丈中所述步骤就为了这一 目的。7.4加筋陡坡设计与施工7.4.3本规程所制圧的方法取材J美国联邦公路丿出版的“Mechanically Stabilized Earth Walls And ReinftMced Soil Slopes Design And Construction Guidelines” ,June 1996 e 该法与

  18、以往方法的 Ai 人不同 9 是 认为安全系数最小的滑弧并不意味着盂要最人筋材拉力的那个滑弧。故盂耍针对给定陡陂,按不同 滑动闘心与半径,通过试算,找出0个滑动圆心时的一系列最危险滑动圆弧:再按楔体法找出不同 滑动圆的安全系数.将上述所自安全系数恰好等J要求安个系数的滑动面绘在同一张纸上,它们 的外包线即为仃待布筋的范围.另外再针对不一样滑弧按附录J中的公式求出相应于每一滑弧,为 使英安全系数达到要求值(一般可取13)所需要的总加筋力,具中的最人值嘔即为最终加筋的 依据.显然,这样的布筋方法更为合理.7.5加筋土挡墙设计与施工7.5.3卅加筋材刚度不同时,实测的破坏面形状不相同,如图7.5.3所示。7.5.5初始核算墙断面尺寸是根据经验确定的.7.5.6考虑刚性筋式挡墙的加筋帯抗拉模晟较人,与位移郴关的土斥力将有变化,故校核筋材强 度时,土压力计算应按附录图K.3.1中的规定。但两种加筋土挡墙的设计基本相同。只是二者的 潜在破坏而不一样,故破坏而以内的筋材长度亦有不同。7.5.7外部稳定性计算时,墙背土压力应采用库仑土压力。7.5.8对刚性筋式挡土墙内部稳定性计算,筋材I:的拉力应按图K.3.1所示土床力计算。对柔性 筋式挡墙,仍按库仑土压力计算。

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