土工合成材料在水利工程方面的應(yīng)用
1.渠道襯砌
美國墾務(wù)局從20世紀(jì)50年代開始試驗(yàn)用土工膜進(jìn)行渠道防滲襯砌。他們?nèi)〉昧溯^大的進(jìn)展,幾乎在所有的渠道上都采用土工膜襯砌。許多也采用該方法。然而,土工膜總是由土(在人口稀少的地區(qū))或混凝土(在城鎮(zhèn)地區(qū))覆蓋,用溝槽或夾條將土工膜和渠道非淹沒區(qū)連接、錨固。
現(xiàn)在的進(jìn)展是在有流體通過的同時(shí)進(jìn)行襯砌,在試驗(yàn)段上迅速鋪設(shè)土工膜、土工織物和早強(qiáng)混凝土。該混凝土能很快獲得初始強(qiáng)度而穩(wěn)定,然后結(jié)硬。該法特別適用于水流無法改道或有害液體流過的渠道。
將來的發(fā)展是能在無覆蓋的條件下使用較強(qiáng)的土工膜。美國墾務(wù)局在20個(gè)不同的試驗(yàn)段對(duì)較厚的、有組織結(jié)構(gòu)的土工膜進(jìn)行了試驗(yàn)。然而,該試驗(yàn)需歷時(shí)10年以上,對(duì)這種方法的優(yōu)點(diǎn)、造價(jià)估計(jì)將是為關(guān)注的。泰安路德工程材料有限公司研制生產(chǎn)的TGSG45-45、TGSG50-50、TGDG200(PE)、TGDG260(PP)、TGDG360(PP)高強(qiáng)度土工格柵,填補(bǔ)了國內(nèi)外土工材料領(lǐng)域的空白。路德牌土工格柵已成為國內(nèi)好的土工格柵。泰安路德工程材料有限公司也已成為國內(nèi)佳土工格柵生產(chǎn)廠家。
2.土工織物管用于防止水土流失
土工織物管是用高強(qiáng)纖維制成,是在為海岸和內(nèi)地水土流失提供防護(hù)方面發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)。現(xiàn)在已經(jīng)有采用直徑達(dá)3米的有紡或編織的土工織物管,在長(zhǎng)度上沒有限制,只是充填和處理上的困難需要考慮。充填方法是通過泵將水砂混合體壓人土工織物管。由于內(nèi)壁阻力,一般每10米設(shè)置一個(gè)進(jìn)口。常常采用一個(gè)小直徑的土工織物管,在大土工織物管的上游側(cè)將其錨固。一般情況下,需要用土覆蓋,以防紫外線照射或人為破壞。
現(xiàn)在的進(jìn)展是正在尋求一種能暴露20天左右的高強(qiáng)纖維。這可能需要一種組合纖維,它應(yīng)能隨現(xiàn)場(chǎng)的不利環(huán)境,因?yàn)樵诂F(xiàn)場(chǎng)有粗角礫和貝殼類的填料。
將來的發(fā)展是開發(fā)一種內(nèi)壁阻力較小的管材,使水砂混合體能被輸送的更遠(yuǎn)。但僅僅降低內(nèi)壁阻力是不夠的,因其可能阻礙纖維的排水,使水砂混合體中的水無法通過土工織物排出。因而,理想的內(nèi)壁是低摩擦、多孔隙。這需要織物工程師和廠家進(jìn)行發(fā)明。考慮到排水,纖維的孔隙率也是關(guān)鍵的一面,它也是將來發(fā)展的一個(gè)課題。2012年成立省級(jí)企業(yè)技術(shù)中心,5月份公司整合中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所、東華大學(xué)、山東省科學(xué)院、山東大學(xué)等十幾家高等院校、科研院所及多家企業(yè),牽頭成立了山東省土工合成材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟,作為理事長(zhǎng)單位,致力于行業(yè)的技術(shù)研發(fā),進(jìn)一步提高企業(yè)自主創(chuàng)新能力,增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力,提高整個(gè)行業(yè)的產(chǎn)品層次和技術(shù)水平。
3.棄置土的土工織物容器
土工織物容器相當(dāng)于長(zhǎng)度有限的土工管(比如,長(zhǎng)度小于15米),用來包裹、運(yùn)輸或存貯河道、港口和三角洲的沉積物。將高強(qiáng)土工織物鋪在底部拋放的駁船上,充填棄置土后,用土工織物將棄置土包裹并縫織土工織物。運(yùn)達(dá)拋放地點(diǎn)后,將駁船底部打開,整個(gè)土工織物容器和充填棄置土一起沉入水底。這種方法很快被河道和港口當(dāng)局接收。
可以想象,較的進(jìn)展是將這些充滿棄置土的土工織物容器堆積起來,在其上游一側(cè)發(fā)展另外的存貯區(qū)域。甚至可以想象把堆積后的容器集中封閉起來,尤其是對(duì)有害的棄置土。封閉物可以采用土工織物排。實(shí)質(zhì)上,在地面正是這樣處理的,在水下也完全可以這樣做。
這項(xiàng)技術(shù)的將來發(fā)展是建立一個(gè)水下結(jié)構(gòu)或水下活動(dòng)場(chǎng)所。然而,上部結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步研究。
4.水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域襯砌
土工膜作為池塘的襯砌,以便養(yǎng)殖貝類及其它水產(chǎn)品,已經(jīng)司空見慣,現(xiàn)在正在不斷地發(fā)展。
現(xiàn)在的進(jìn)展是用于這種目的的土工膜有一堅(jiān)固的保護(hù)面,以防止使用和維修過程中的損壞。因而,土工膜應(yīng)選擇較厚的(比如,厚于2.5毫米)編織的土工膜。
這項(xiàng)技術(shù)將來的發(fā)展是開發(fā)土工膜新品種,添加劑可以包括營(yíng)養(yǎng)、防污染和防氧化等目的
土工合成材料技術(shù)自20世紀(jì)70年代引入我國以后,在水利、土建、交通和港口等領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用
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