土工复合材料在堵复口门中的应用（王战胜,车玉梅,车玉霞）

时间：2022-02-21 15:31:22 浏览量：次

摘要：土工复合材料是一种新型的防汛抢险材料，该种材料具有抗拉强度高、产品规格化、适应变形能力强、重量轻、便于储运和施工、抢险速度快、整体性好、造价低等诸多优点，因此近年来在防汛抢险中得到广泛的应用。本文结合实例，介绍了土工复合材料装土与抢险设备相结合在堵复口门中的应用，提出了土工复合材料在堵复口门中应注意的事项，并对该方法所产生的经济效益和社会效益进行了初步分析。

关键词：口门堵复；土工复合材料；抢险设备；防汛抢险

长期以来，黄河防汛抢险口门堵复过程中，石料、铅丝笼等传统料物已被广泛使用，效果很好。但是，当抢险现场缺乏石料及铅丝网片，且由于抢险道路被水冲毁外部料物又运不进去，而险情又十分紧急的情况下，如不及时采取其它措施，将贻误抢险时机，给国家和人民生命财产造成重大损失。笔者近几年来参加堵口抢险，认为在上述情况下，采用土工复合材料装土缝成袋状，用装载机（抛投前将铲爪去掉，以防抛投过程中将土工袋扎破）将其抛投至口门预定位置，堵复效果比较理想。

具体操作步骤为：在装载机斗容里铺一块土工复合材料，然后，用挖掘机向土工复合材料上卸土，袋与袋之间挤压密实，使闭气效果更好，根据实践经验，装土体积达到袋体积的80%即可，随后用电动缝包机将土工复合材料上口缝严。为避免抛投过程中在缝扎部位决开，可往返缝两道甚至多道。上述工序完毕后，用装载机将其抛投至口门预定位置，利用此方法将土工袋层层叠压，步步进占，最后便能将口门堵复。若口门较大，可从口门两端同时开始。

1、单个土工袋长度、直径的确定：单个土工织物袋长度、直径可根据口门大小、地形、水深、流速、过流量、占体宽度、装载机斗容体积大小等参数来确定。上述几个参数愈大，则土工复合材料尺寸相应大些，反之，则小些。同时应考虑上游侧向动水压力的大小，使单个土工袋满足抗滑稳定的要求。根据笔者近几年堵口实践经验，土工袋长度2～3m、直径0.5～1.5 m较为合适。

2、土工合成材料的选择：土工合成材料分为土工织物和土工膜。土工织物具有透水性，土工膜不具有透水性。近年来，随着透水材料和不透水材料的联合运用，土工复合材料便应运而生。在堵口当中，要求土工布具有一定的透水性，以便土体受浸泡饱和后快速下沉，增加土工袋的抗滑力；同时又要求土工布的等效孔径不能过大，否则袋中土料将通过孔径流出，减小了土工袋的质量，从而减小了其抗滑力。因此，综合上述因素并结合实践经验，笔者认为采用土工复合材料较好。

3、土料的选择：在防汛抢险中，按照“因地制宜、就地取材”的原则，土工袋所装土料，无论两合土、粘土、沙土均可。

4、应用实例：

笔者有幸参加了“96.8”洪水期间，原阳武庄控导工程防洪路口门及2003年陕西石堤河入渭河口门堵复施工，现将具体应用情况叙述如下：

（1）“96.8”洪水期间，原阳武庄控导工程防洪路被冲开一个长约80m、宽10 m、深7 m的口门。由于上下游水位差较大，口门处流速约为3m/s。当时由于控导工程出险，石料已全部用完，外部石料、柳料运不进去。在口门堵复时采用了编织袋装土进行进占，但因流速较大，部分编织袋被冲向下游，加之人工装土，堵口进展缓慢。48小时内仅向前进占了5 m。经抢险指挥人员对现场重新勘察，并考虑还有后续洪水可能到来的不利情况，决定采用土工袋装土，装载机抛投土工袋的方法进行口门封堵。方案确定下来以后，随即组织80名精壮劳力（当时还没有挖掘机）轮番装土，装载机抛投的方法，经过5昼夜的不间断抢护，终于将口门顺利堵复。确保了武庄控导工程防汛抢险料物正常运送和下游滩区人民的生命财产安全。

（2）在2003年陕西石堤河入渭河口门堵复过程中，同样采取了类似于武庄防洪路口门堵复的方法。该口门长约120 m左右，为一弧线形。在开始堵复时，也采取了编织袋装土进占的方法。由于口门较深（水深12m），流速较大（2.5 m/s），解放军某部“夜老虎”团三营官兵400余人连续奋战了三昼夜，石堤河东岸仅进占宽3m，长1.5m。鉴于上述情况，决定用大型船只运送2部推土机、1部装载机到达石堤河东岸，采用推土机推土，装载机向口门倒土的方式，20个小时内也仅仅进占了1.2m长，进展十分缓慢。最后，经堵口现场指挥部专家和技术人员研究，决定采用土工袋装土，挖掘机抛投的方式进行堵口。最后又用大型船只运送1部推土机、1部装载机到达石堤河东岸，从东西两岸同时开始，共调用2部挖掘机、4部装载机进行封堵，经过两昼夜顽强拼搏，终于取得了石堤河入渭河口门堵复的全面胜利。

口门堵复施工中应注意的事项：

（1）当口门较深、流速较大时，为防止土工袋被水冲走，可在土工袋两端系上绳缆，绳缆的另一端系在木桩上（在工作面适当位置打1.5～2.0m木桩，打入后的木桩高出地面0.3～0.5m，用来固定绳缆），直至土工袋露出水面不需要系绳缆为止。

（2）土工袋堆放时，应尽量将长轴的一侧与水流方向垂直，堆放坡度尽可能缓些，以增大其抗滑稳定性。

（3）土工复合材料是聚合材料，紫外线直接照射会引起降解等破坏作用，故占体修好后，其表面应马上覆盖一层厚度为0.3～0.5m的土料，以起到保护土工复合材料，延长其使用寿命的目的。

5、该方法与传统堵口方法相比，具有以下优点

（1）利用挖掘机装土配合装载机抛投土工袋堵口，降低了人工劳动强度，具有机械化程度高、速度快、效果好等优点。

（2）与抛投同体积的石头、铅丝笼相比，抢险费用大大降低。由于土工复合材料滤渗和防渗性能好，因此在堵口合龙后，闭气效果较石头、铅丝笼好，在制定抢险措施时，该方法将是首选的抢险措施，既经济又实用。

（3）土工复合材料具有整体连续性好、施工方便、抗拉强度较高、抗微生物侵蚀性好等特点，尤其是土工复合材料的耐腐蚀性很好，这一点是铅丝所无法比拟的。

（4）土工复合材料能与土很好地结合，质地柔软，具有很好的弹性和适应变形的能力。

6、经济效益和社会效益分析

挖掘机配合装载机抛投土工袋堵口，经近几年来堵口实践证明，该方法速度快，能在较短时间内遏制险情，并为取得抢险的全面胜利奠定重要的基础。

经实践对比：同样运距情况下，抛1m3铅丝笼需12分钟，而抛1m3土工袋需5分钟，抢险效率大大提高，且效果较好，并大大减轻了抢险人员的劳动强度。与抛石头、铅丝笼相比，降低了抢险成本。经核算：抛1m3铅丝笼需铅丝6kg，块石1m3，包括装笼、推笼需投资124元；而抛1m3土工袋需土工复合材料2m2，土1m3，包括装土、抛土工袋等费用需投资60元，经济效益、社会效益显著。

该方法亦可在护坡抢险和河道整治工程施工水中进占时使用，应用效果较好。

稿件来源：黄河报·黄河网

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